[实用新型]一种连续流气液循环甲烷厌氧氧化微生物富集装置

说明书

本实用新型公开了一种连续流气液循环甲烷厌氧氧化微生物富集装置，属于环保装置领域。反应器主体主要包括反应器盖板、反应器外壁、三相分离器、导流筒、进水口、排泥口、取气口和甲烷气袋连接口，其中导流筒内为反应区，导流筒与反应器下部外壁和三相分离器之间构成循环区，三相分离器和反应器上部外壁之间为沉淀区。进水系统和出水系统分别连接反应器主体，用于进行进出水。本实用新型的装置利用曝气系统产生的微小气泡实现了气提和泥水混合的作用，提供了液相循环的动力，加强了气液传质效果。本实用新型采用循环曝气和连续流操作，实现了气相循环，可以提高甲烷利用率，有效降低了人工成本。

技术领域

本实用新型属于环保装置领域，具体涉及一种连续流气液循环甲烷厌氧氧化微生物富集装置。

背景技术

甲烷是一种重要的温室气体，其引起的温室效应是等摩尔CO₂的26倍，对全球气候变暖的“贡献率”约占20％，仅次于二氧化碳。研究表明，全球每年约有4×10⁸吨甲烷通过微生物进行的厌氧甲烷氧化消耗，由此类微生物催化的厌氧甲烷氧化过程有效控制了大气中的甲烷浓度，对缓解日趋严重的温室效应具有重要的意义。

甲烷厌氧氧化微生物为自养微生物，生长缓慢，倍增时间为数周至数月，缓慢的生长速率增加了该类微生物的富集培养难度，也成为了限制该领域研究发展的关键因素。

目前甲烷厌氧氧化微生物的富集装置主要采用序批式反应器，此类反应器虽然设备简单，但是往往需投入较高的人力成本，且基质负荷和水力负荷的提高分别受到微生物耐受性和人为操作强度的限制。因此研发新型的连续流、气液相循环富集装置对加速甲烷厌氧氧化微生物的富集培养有较大的意义，且有助于推动甲烷厌氧氧化微生物的工程应用。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有装置富集效率低、密封性差、人工成本高，负荷提升困难等不足，提供一种连续流气液循环甲烷厌氧氧化微生物富集装置。

一种连续流气液循环甲烷厌氧氧化微生物富集装置，它包括反应器主体、进水系统、曝气系统和出水系统；所述反应器主体包括反应器盖板、反应器上部外壁、反应器下部外壁、三相分离器、导流筒、取气口、第一甲烷气袋连接口、溶解氧探头、pH探头、进水口、底部排泥口和底部锥形结构；所述进水系统包括储液罐、第二甲烷气袋连接口、进水管和蠕动泵；所述曝气系统包括气体循环泵、进气口、出气口、橡胶管和曝气头；所述出水系统包括溢流口、出水口和出水堰；

所述反应器主体由反应器上部外壁和反应器下部外壁连接而成；反应器主体上部设有盖板，盖板上分别设有取气口、第一甲烷气袋连接口、溶解氧探头和pH探头；取气口一端通过橡胶塞进行密封，另一端穿过盖板与反应器主体相连通；第一甲烷气袋通过第一甲烷气袋连接口连通反应器主体内腔顶空；盖板下方通过连杆挂接三相分离器，三相分离器的上部呈倒漏斗形，下部呈竖直圆筒状且直径与反应器下部外壁的直径相等；三相分离器下方同轴设有导流筒，导流筒的上部呈倒漏斗形并伸入三相分离器中，下部呈竖直圆筒状；反应器上部外壁上部呈圆筒状，下部直径逐渐减小呈漏斗形结构，底部位于三相分离器下方，且反应器上部外壁与三相分离器的侧壁底部之间留有一定距离的环形开口；反应器下部外壁呈圆筒状，其侧壁上设置进水口和底部排泥口；反应器下部外壁的底部设有底部锥形结构，所述底部锥形结构的表面由开口朝上的半圆弧旋转一圈而成，形成环形凹腔；所述导流筒底部伸入环形凹腔中但两者保持间距；储液罐为密封罐体，罐体上方设有第二甲烷气袋连接口和进水管；第二甲烷气袋通过第二甲烷气袋连接口连通储液罐顶空；进水管一端伸入储液罐中的液面以下，另一端通过蠕动泵和进水口相连；气体循环泵位于反应器外部，两端分别连接进气口和出气口，出气口下端通过橡胶管与位于导流筒内部下方的曝气头相连；反应器上部外壁一侧设置溢流口，溢流口与出水堰相连通，出水堰侧壁上设置出水口，且出水口高度高于溢流口。

作为优选，所述的反应器上部外壁的漏斗形结构的水平倾角为55°～60°，导流筒上部倒漏斗形结构的水平倾角为55°～60°，两者倾角保持一致。