[发明专利]一种用于微生物处理高浓度氨氮废水的装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，特别涉及一种用于微生物处理高浓度氨氮废水的装置。

背景技术

随着我国经济建设的飞速发展，水污染问题日益突出，氮素污染物的排放量也日益增加，废水中的氨氮浓度也越来越高，造成了水体富营养化，扰乱了水生生态系统。水污染和水资源短缺的双重压力严重制约了中国经济社会发展。

废水脱氮的方法有物理法、化学法和生物法等，其中由于生物法具有消耗能量较少、成本较为低廉、副产物少、不会对环境造成二次污染等优点，在实际工程中应用较多。在传统的生物脱氮方法中，对废水中氨氮的处理，主要是通过先硝化、后反硝化的方式，将氨氮最终转化为氮气。然而，这种方式常常需要向待处理废水中补充有机碳源，提高待处理废水的碳氮比，同时需要消耗大量的氧气，满足微生物的生长需要。

针对传统生物脱氮方法的缺点，各国环保科技工作者一直在积极探索。近年来发现了一种厌氧氨氧化的方法，不需要外加有机碳源和氧气便可有效地清除废水中高浓度氨氮。厌氧氨氧化是一种以NH4+为电子供体、以NO₂^-为电子受体的新型生物脱氮反应，在废水生物脱氮领域具有良好的开发应用前景。目前针对这种方法，已开发出多种新型生物反应器，如：《一种厌氧氨氧化反应器》(专利号ZL200520116708.X)、《上流式厌氧氨氧化生物膜反应器》(专利号ZL03255788.4)、《厌氧氨氧化菌富集装置》(专利号：ZL 200720303314.4)等。然而，这些方法大多采用上流式反应器的形式，存在活性污泥易随水排出、启动时间长、流程短、处理效果低等缺点。

发明内容

本发明的主要目的是针对现有技术中的不足，提出一种用于微生物处理高氨氮浓度废水装置和方法。

本发明通过以下技术方案来实现：所述的用于微生物处理高浓度氨氮废水装置，主要由废液储箱、反应器主体、进水泵、收集桶、温控器、回流泵、废气收集器和各种管道组成，反应器主体中的填料由沸石或火山石或麦饭石等组成。高浓度氨氮待处理废水储藏在废液储箱中，根据设定的流速通过进水泵泵入到反应器主体中，被微生物分离降解后，通过反应器主体上的排液口进入集水槽。其中集水槽中的上清液由其上的出水口进入液体收集桶，下沉液由其上的回流口在回流泵的作用下按设定流速回流到反应器主体中，继续被微生物处理。反应器主体中处理液温度通过控制其外被水浴池中的水温来实现。

所述的反应器主体为长方体结构，长为50～60cm，宽为20～30cm，高为20～25cm，采用透明的有机玻璃或不透明酚醛塑料等材料制成。反应器主体内部被完全分隔为3～6个相同的隔室，不同隔室之间通过隔板上端的小孔相通。每个隔室又被折形板分隔成两个大小不同区域，这两个区域通过折形板下端与主体底板间隔部分相通。不同隔室的不同区域侧面各有一个采样口，其中小区域采样口I靠近反应器上端，大区域采样口II靠近反应器下端。反应器主体顶部设有密封盖板，盖板上对应不同隔室大区域位置设有排气口。在反应器一侧设有进液口，另一侧设有排液口。排液口与集水槽相连。集水槽连接在反应器主体。集水槽有两个液体出口，一个为出水口、另一个为回流口。反应器主体嵌套在由有机玻璃或不透明酚醛塑料等材料制成的水浴池中。水浴池中的液体温度通过加热器和温控器控制。

所述的反应器中的折形板由竖板和折板组成，折板和竖板间组成的夹角为120°～150°，其中竖板高度为18～22cm，折板长度为3～4cm。

所述的密封盖板上对应不同隔室大区域位置设有排气口，盖板和反应器主体上沿中间加密封垫圈，然后用螺栓固定，确保反应器主体的密封性。

所述的隔室中2个区域其长度比为1∶4～6，其中小区域在进水端、大区域在出水端。

所述的隔板用来将反应器主体分隔成不同的隔室，每块隔板距反应器上沿的垂直距离1～2cm处，分布一排直径为0.2～0.4cm、数量为5～10个的过液口(10)。

所述的采样口I和采样口II分别距反应器上沿和反应器底板的垂直距离为2～3cm，孔径均为1.0～2cm。

所述的进液口和排液口的孔径均为1.0～2cm，距反应器上沿的垂直距离分别为1～2cm和2～3cm。

所述的反应器主体中装填的填料为粒径0.1～0.5cm的沸石或麦饭石或火山石等，不仅可为微生物提供生长的载体和养分，而且还可截留住微生物，防止微生物随水流失。

所述的水浴池中的水温通过温控器调节加热棒的工作状态加以控制，确保反应器主体中的微生物环境温度为30～40℃。