[发明专利]一种基于酸碱调控的厌氧氨氧化快速启动装置

说明书

技术领域

本发明涉及废水生物脱氮领域，特别涉及一种基于酸碱调控的厌氧氨氧化快速启动装置。

背景技术

“十一五”期间，化学需氧量排放得到有效控制，氨氮上升为地表水的主要污染物，全国地表水氨氮超标现象普遍存在，所致的水体富营养化十分严重，严重危及居民的身心健康和社会稳定。我国已将氨氮纳入“十二五”污染物总量控制体系。水体氮素污染控制已成为当前亟待解决的重大环保课题。

厌氧氨氧化是20世纪90年代发现的新型氮素转化途径，其是指在厌氧条件下，通过一类浮霉菌属细菌，以亚硝酸盐为电子受体氧化氨，最终产生氮气和少量硝酸盐的过程（式1）。

NH₄⁺+1.31NO₂^-+0.0425CO₂→1.045N₂+0.22NO₃^-+1.87H₂O+0.09OH^-+0.0425CH₂O  （式1）

该过程无需添加有机碳源和氧源，且污泥产量低，相比于传统生物脱氮工艺，处理成本大幅降低，被认为是迄今最具可持续发展特性的新型废水脱氮技术。

但是，厌氧氨氧化菌为自养型细菌，细胞产率很低，倍增时间很长，对环境条件（如水质、温度等）敏感，导致反应器的启动过程十分缓慢。此外，由于厌氧氨氧化菌在自然生态系统中的丰度很低，通常要在反应器中接种常规活性污泥来富集培育厌氧氨氧化污泥。其中厌氧颗粒污泥因其来源广、易获取，且可直接转变为厌氧氨氧化颗粒污泥而备受关注。但厌氧颗粒污泥中含有大量的异养菌，会对厌氧氨氧化菌的富集培育过程产生竞争影响；在启动过程中，同时还涉及菌体自溶、反硝化等异养型反应，导致启动过程的反应液pH不断变化，进一步导致了厌氧氨氧化反应器的启动时间过长，限制了该工艺的工程化应用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于酸碱调控的厌氧氨氧化快速启动装置。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是一种基于酸碱调控的厌氧氨氧化快速启动装置，包括中空的反应器本体和升流反应室，反应器本体的下部为沉淀室，上部为集气室，沉淀室与集气室之间由隔板隔开，沉淀室内中心部分设有下大上小呈倒漏斗状的三相分离器并通过导气管连通上部的集气室，沉淀室的内壁上设有向沉淀室中心突出的溢流堰，沉淀室的外壁上设有连通溢流堰的出水管，集气室的顶部设有排气管和密封管，升流反应室的底端设有进水管，升流反应室下部侧壁上设有导碱管，中部侧壁上设有导酸管，升流反应室与反应器本体通过漏斗状的渐扩管连接。

所述的一种基于酸碱调控的厌氧氨氧化快速启动装置，所述的升流反应室上设有3～5根均匀分布的取样管。

所述的一种基于酸碱调控的厌氧氨氧化快速启动装置，所述的升流反应室为圆筒形，径高比为1:10～1:15，升流反应室与沉淀室的直径比为1:2～1:4，升流反应室与三相分离器下沿的直径比为1:1.2～1:1.6。

所述的一种基于酸碱调控的厌氧氨氧化快速启动装置，所述的导碱管由升流反应室的外壁水平伸入至升流反应室的中心，数量为2～5根，互相平行等距分布于由底部起占升流反应室总高度1/3处，相邻导碱管的间距为1～4cm，导碱管在升流反应室垂直距离上的分布总高度l1与升流式反应室的高度之比为1:25～1:10。

所述的一种基于酸碱调控的厌氧氨氧化快速启动装置，所述的导酸管由升流反应室的外壁水平伸入至升流反应室的中心，数量为2～5根，互相平行等距分布于由底部起占升流反应室总高度1/2～2/3处，相邻导酸管的间距为2～5cm，导酸管在升流反应室垂直距离上的分布总高度l₂与升流式反应室的高度之比为1:20～1:8。

所述的一种基于酸碱调控的厌氧氨氧化快速启动装置，所述的溢流堰设置于沉淀池内，堰高1～3cm，溢流堰到导气管底端的垂直距离h为2～4cm，溢流堰所形成的内空心圆筒的半径r₁与沉淀池圆筒的半径r₃之比为1:2～1:3，与三相分离器下沿圆筒半径r₂之比为1:1.05-1:1.2。