[实用新型]一种填料固定化厌氧氨氧化菌的膜生物反应器

说明书

本实用新型涉及一种填料固定化厌氧氨氧化菌的膜生物反应器，所述膜生物反应器包括设有中空腔体的膜生物反应器本体，所述膜生物反应器本体中设有中空纤维膜，所述中空纤维膜可将膜生物反应器的腔体中的水体引出；所述膜生物反应器本体的腔体中还设有填料层。本实用新型通过固定化技术与厌氧氨氧化技术耦合，能够有效去除废水中的氨氮，无论是低浓度氨氮的市政污水还是高浓度氨氮的污泥消化液都可以采用，所述膜生物反应器启动时间快，能耗低，无外加药剂费用，并且能够高效筛选出厌氧氨氧化菌种。

技术领域

本实用新型属于环境工程中氨氮废水处理的技术领域，具体涉及一种填料固定化厌氧氨氧化菌的膜生物反应器，利用微生物固定化技术将厌氧氨氧化菌固定在填料层后形成厌氧氨氧化系统从而降解废水中氨氮。

背景技术

污水脱氮工艺有物化法和生物法，其中，物化法主要有空气吹脱法、选择性离子交换法、折点氯化法、磷酸铵镁法。物化技术脱氮快速高效，但是化学药品消耗量巨大，高昂的费用以及易产生二次污染等问题使其暴露出不可持续的缺陷。相对于物化法，生物法具有操作简单、效果稳定、处理成本低、二次污染少等多种优势，目前我国污水处理厂一般采用生物法脱氮。日前，我国主要采用传统的生物脱氮技术进行污水处理，该技术以硝化-反硝化原理为基础，自身存在高能耗(需要大量曝气以完成硝化)和高药耗(投加甲醇等有机物以完成反硝化)等不足，已越来越暴露出不可持续性。厌氧氨氧化作为一种新型生物脱氮工艺，依靠厌氧氨氧化菌的特殊生理代谢机制，相较于传统生物脱氮工艺能够节约50％的电能和100％的有机碳源，并减少90％的剩余污泥产量，为污水处理厂实现能源平衡甚至能源盈余提供了可行性。厌氧氨氧化工艺面临的主要问题是厌氧氨氧化菌生长缓慢，污泥流失严重，导致厌氧氨氧化菌难以在反应器内有效持留。如何获得足量厌氧氨氧化菌是实现并维持稳定的厌氧氨氧化过程的主要技术瓶颈。利用微生物固定化技术的优点，可将厌氧氨氧化菌加以固定，有效提高菌种的抗冲击负荷能力。利用膜生物反应器特有的膜出水特性，将水力停留时间与污泥停留时间分开，污泥截留率高于90％，将大大增加厌氧氨氧化菌的保有率。

对于厌氧氨氧化工艺，常用UASB、SBR、IC、EGSB等反应器运行。这些反应器水力停留时间与污泥停留时间相同，反应器内存在大量世代时间较短的亚硝化菌、硝化菌等杂菌与厌氧氨氧化菌竞争基质，增加了反应器的运行不稳定性。因此，如何使得厌氧氨氧化菌能够稳定去除废水中的氮素，对于高效生物废水脱氮领域来说具有巨大的技术与工业应用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的确定，提供一种填料固定化厌氧氨氧化菌的膜生物反应器，所述膜生物反应器包括设有中空腔体的膜生物反应器本体，所述膜生物反应器本体中设有中空纤维膜，所述中空纤维膜可将膜生物反应器的腔体中的水体引出；所述膜生物反应器本体的腔体中还设有填料层。本实用新型在单个反应器内，利用固定在填料层中的厌氧氨氧化菌来去除废水中的氮素，对于氮素具有良好的去除效果，无需添加碳源，同时降低了曝气导致的能耗。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供一种填料固定化厌氧氨氧化菌的膜生物反应器，包括设有中空腔体的膜生物反应器本体，所述膜生物反应器本体中设有中空纤维膜，所述中空纤维膜可将膜生物反应器的腔体中的水体引出；所述膜生物反应器本体的腔体中还设有填料层。

所述膜生物反应器通过多孔曝气管向反应器内部通氮气、氩气或者Ar/CO₂混合气(95:5)。

所述多孔曝气管可与装有流量计的气瓶相连，通过流量计调节反应器内部的溶解氧浓度，气体可通过可拆卸式封闭盖上的排气管排出。

优选地，还包括如下技术特征中的至少一项：

1)填料层的填料材料为沸石、无纺布、聚乙烯或聚氨酯；

2)填料层中设有厌氧氨氧化菌，填料层中的厌氧氨氧化菌为经过驯化后的厌氧污泥，用于将污水中的亚硝态氮和氨氮转化为氮气和硝态氮，可以取自市政污水处理厂；