一种快速富集培养厌氧氨氧化菌的装置的制作方法

1.本实用新型涉及废水治理与微生物培养技术领域，具体涉及一种快速富集培养厌氧氨氧化菌的装置。


背景技术：

2.氨氮是衡量水体污染程度的重要指标，也是我国水体污染物减排的控制指标之一。目前，应用比较广泛的去除氨氮方式主要为硝化-反硝化脱氮技术，该种技术存脱氮效率较低，实际运行中需补充大量碳源和碱度药剂，污泥产生量大，给实际运营带来较大负担。
3.厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation，anammox)是一种绿色高效的生物脱氮技术。厌氧氨氧化菌利用氨作为电子供体，将亚硝酸盐还原成氮气，整个反应过程无需碳源，无需供氧。有着节省能耗药耗，脱氮负荷高、占地面积小等优点，应用前景广泛。
4.但是厌氧氨氧化菌生长较为缓慢、倍增时间长，同时对生存环境要求较高，受基质浓度、溶解氧、ph、温度等因素影响较大，同时当系统中游离氨浓度较高时，对厌氧氨氧化反应有一定程度的抑制作用。另外，厌氧氨氧化菌在常规装置中启动周期长、容易流失、不易富集，以上综合问题限制了厌氧氨氧化的工业应用。因此，研究探索一种快速富集培养的厌氧氨氧化菌装置有着重要意义。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种快速富集培养厌氧氨氧化菌的装置，该装置能够精准监测控制反应条件、防止污泥流失，提升了厌氧氨氧化菌的富集速度，同时具备工程可操作性。
6.为实现上述目的，本技术提出一种快速富集培养厌氧氨氧化菌的装置，包括培养反应器、均匀配水装置、恒温控制系统和ph控制系统，所述恒温控制系统包括温度加热装置、温控仪和内置在培养反应器中的温度探头，所述温度探头、温度加热装置均与温控仪相连；所述ph控制系统包括ph控制仪和内置在培养反应器中的ph探头；在培养反应器底部设置均匀配水装置，实现过水断面上布水均匀；所述培养反应器中下部为污泥床反应区，使厌氧氨氧化菌和反应基质充分接触；所述污泥床反应区上方设有三相分离器，通过该三相分离器将上浮的污泥截留下沉，培养反应器中产生的氮气通过顶部出气口排出，完成泥水分离的上清液经溢流堰进入出水管排出。
7.进一步的，所述ph控制仪通过进药泵与ph调节剂药桶相连。
8.进一步的，所述培养反应器入口通过进水泵与营养液配药桶相连，所述进水泵与培养反应器之间连接有调节管路，该调节管路与进药泵相连。
9.进一步的，所述营养液配药桶中的营养液采用人工合成污水，成分包括氮源、缓冲剂和微量元素。所述氮源可以采用(nh4)2so4、nano2，所述缓冲剂主要采用khco3、kh2po4，所述微量元素主要采用edta、feso4、cacl2、mgso4、nacl、kcl等。
10.进一步的，所述均匀配水装置采用穿孔花板，且与其相连的进水管配有流量控制器。
11.更进一步的，所述温度加热装置采用伴热带，均匀设置在培养反应器外壁上，并在伴热带外层敷设保温棉。
12.更进一步的，所述培养反应器在三个不同高度位置设有取样监测口。
13.更进一步的，所述三相分离器外壁与培养反应器内壁之间为沉淀区，所述沉淀区上方为气室。
14.作为更进一步的，所述培养反应器的顶部出气口前设置单向阀。
15.作为更进一步的，所述培养反应器采用圆柱形升流式厌氧污泥床。
16.作为更进一步的，控制培养反应器温度维持在30℃-35℃，ph为6.8-8.0，将接种种泥投加至培养反应器中，接种后污泥浓度不小于1500mg vss/l，启动阶段进水总氮浓度控制在50mg/l，总氮容积负荷控制在0.1kgtn/m3·
d，待总氮去除率提升至80％后，再维持总氮去除率不降低的条件下逐步提升总氮容积负荷至1.5kgtn/m3·
d。
17.本实用新型采用的以上技术方案，与现有技术相比，具有的优点是：在培养反应器底部设置穿孔花板，实现均匀布水，兼备配水和水力搅拌的功能，无需传统的机械搅拌方式，在实际应用中节省了能耗，操作简便；采用升流式厌氧污泥床反应器形式，上升的水流和厌氧氨氧化菌充分接触，具有较好的传质效果，提高了微生物的生长速率；通过培养反应器顶部的三相分离器，可高效完成泥水分离，减少了污泥流失，省去了后续沉淀池的设置；培养反应器纵向不同高度设置取样口，对反应器中基质浓度、游离氨、污泥性状进行监测，以便及时调整参数；厌氧氨氧化菌对温度、ph较为敏感，通过设置的恒温控制系统和ph控制系统，可使反应器温度、ph维持在适宜范围，保证装置稳定运行。
附图说明
18.图1为一种快速富集培养厌氧氨氧化菌的装置结构原理图；
19.图中序号说明：1.营养液配药桶、2.进水泵、3.ph调节剂药桶、4.进药泵、5.ph控制仪、6.ph探头、7.温控仪、8.温度探头、9.穿孔花板、10.取样监测口、11.出气口、12.单向阀、13.三相分离器、14.气室、15.沉淀区、16.污泥床反应区、17.溢流堰、18.伴热带。
具体实施方式
20.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术，即所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
21.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
22.实施例1
23.如图1所示，本实施例提供一种快速富集培养厌氧氨氧化菌的装置，包括培养反应器、均匀配水装置、恒温控制系统和ph控制系统；所述培养反应器采用圆柱形升流式厌氧污
泥床形式，在培养反应器底部设置穿孔花板9，使营养液进入并在过水断面布水均匀，避免产生涌流和死水区；培养反应器中下部为污泥床反应区16，厌氧氨氧化菌在上升水流和重力的作用下呈悬浮状态，反应基质和厌氧氨氧化菌在此区域充分接触，充分反应；污泥床反应区上部为三相分离器13，上浮的污泥被三相分离器13截留下沉，产生的氮气通过顶部出气口11排出，为防止意外情况外部空气倒灌，在出气口前面设置单向阀12；完成泥水分离的上清液经溢流堰17进入出水管排出。
24.在营养液配药桶1中，可以选用(nh4)2so4、nano2以提供必要的氮源，可以选用khco3、kh2po4作为缓冲剂，可以选用edta、feso4、cacl2、mgso4、nacl、kcl作为微量元素。
25.所述恒温控制系统中，在培养反应器外壁均匀布置伴热带18和保温棉，在污泥床反应区16放置温度探头8，所述伴热带18、温度探头8连接温控仪7，使污泥床反应区温度维持在30℃-35℃之间。
26.所述ph控制系统中，在污泥床反应区16放置ph探头6，所述ph探头连接ph控制仪5，该ph控制仪5同时联动控制进药泵4，进而调控污泥床反应区ph维持在6.8-8.0之间。
27.在培养反应器侧壁上且污泥床反应区位置设有上、中、下三个不同高度的取样监测口10，定期对反应区进行取样，监测污泥参数，以便对参数进行调整。
28.前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。