一種基于肼硫協(xié)同生物作用去除水中硝酸鹽的反應器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于水處理技術領域，涉及一種基于肼硫協(xié)同生物作用去除水中硝酸鹽的反應器。其中，肼、硫于所述反應器中協(xié)同聯(lián)合為生化還原反應提供電子，所述反應器包括配水池、污水泵、加藥箱、加藥計量泵、流量計、固定床反應器、曝氣池；所述配水池與所述污水泵、流量計、固定床反應器、曝氣池通過管線依次連接；所述固定床反應器設有兩個，二者通過管線串聯(lián)。本發(fā)明充分發(fā)揮了肼、硫兩者作為電子供體的優(yōu)勢，通過肼硫協(xié)同作用提供電子供體，將硝酸根還原為氮氣和氫氣，本發(fā)明操作簡單，可應用于去除水體硝酸鹽氮的工程實踐中。
【專利說明】
一種基于肼硫協(xié)同生物作用去除水中硝酸鹽的反應器
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及水處理技術的應用領域，具體涉及一種基于肼硫協(xié)同生物作用去除水中硝酸鹽的反應器。
【背景技術】
[0002]目前較成熟的脫硝工藝有物理法、生物法和化學還原法三種。物理法主要有吸附法、離子交換法和膜分離法，但只是發(fā)生了污染物的轉移或濃縮，并沒有對其進行徹底的轉化。生物法可以徹底將硝酸鹽轉化成氮氣，目前得到了廣泛的應用，其原理是通過微生物的反硝化作用將硝酸鹽氮還原為氮氣，根據(jù)微生物所需碳源的不同分為異養(yǎng)反硝化和自養(yǎng)反硝化法。異養(yǎng)反硝化法反應速度快，反應時空效率高，但污泥增殖較為迅速，同時需要外加有機碳源，容易造成二次污染；自養(yǎng)反硝化利用硫磺或氫氣等還原性物質(zhì)為電子供體，在無機碳作為碳源的條件下將硝酸鹽轉化，細菌增殖較慢，反應產(chǎn)物較簡單，易處理。但以硫磺為電子供體，會造成出水堿度下降，出水硫酸根濃度增加等問題，需補充石灰石調(diào)節(jié)堿度，但又會造成出水硬度增加。氫氣作為最理想的電子供體，反應產(chǎn)物單一、清潔，但氫氣存在著易燃易爆，不易運輸，溶解度低等問題。肼作為電子供體，產(chǎn)物同樣具有單一、清潔的優(yōu)點，為解決硫作為電子供體時造成的出水堿度下降，出水硫酸根濃度增加等問題，本發(fā)明采用肼硫協(xié)同作用自養(yǎng)還原水中硝酸鹽。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:針對上述一般物理化學過程難以去除的硝酸鹽，本發(fā)明提供了一種基于肼硫協(xié)同作用生物自養(yǎng)還原水中硝酸鹽的反應器，克服了生物自養(yǎng)反硝化法的缺點，充分發(fā)揮了肼、硫兩者的優(yōu)勢，通過肼硫協(xié)同作用作為電子供體，將硝酸根還原為氮氣和氫氣，并在反應器末端加設曝氣池，將肼分解無害化，本發(fā)明操作簡單，易于應用到去除水體硝酸鹽氮的工程實踐中。
[0004]本發(fā)明的技術原理是:水中的自養(yǎng)反硝化細菌利用水中的CO2SHCO3-作為無機碳源，肼和硫聯(lián)合作為電子供體，在缺氧條件下，硝酸鹽作為反硝化菌呼吸鏈末端的電子受體而被還原為氣氣，主要反應過程為NO3 ~^Ν02在協(xié)同作用過程中，受污原水首先經(jīng)過肼自養(yǎng)段進行還原，而后進入硫自養(yǎng)段進行硫自養(yǎng)還原反應;二者協(xié)同作用，嚴格控制肼的添加量，有效避免肼殘余造成二次污染，同時調(diào)配異養(yǎng)段和自養(yǎng)段負荷比例，控制硫自養(yǎng)副產(chǎn)物的產(chǎn)生;此外，對最終出水加設曝氣池用于水體富氧、殘余肼的氧化分解。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術方案:
本發(fā)明所述的一種基于肼硫協(xié)同作用去除水中硝酸鹽的反應器，肼、硫于所述反應器中協(xié)同作用為還原反應提供電子。所述反應器包括配水池、污水栗、流量計、固定床反應器、曝氣池、加藥箱、加藥計量栗;所述配水池與所述污水栗、流量計、固定床反應器、曝氣池通過管線依次連接，所述曝氣池設在所述反應器末端用于將肼氧化分解。
[0006]所述配水池中含有硝酸鹽的原水經(jīng)污水栗依次通過肼、硫聯(lián)合作用的兩個固定床反應器，所述固定床反應器底部進水，頂部出水，之后再通過曝氣池單元。肼的投加量/待處理硝酸鹽(摩爾比K 1.2;肼的添加設備包括加藥箱、加藥計量栗、管線，所述肼的添加設備嚴格密閉。
[0007]所述固定床反應器設有兩個，通過管線進行串聯(lián)，所述固定床反應器其中一個反應器通過加藥計量栗打入定量的肼，另一個反應器內(nèi)部添加硫介質(zhì)。
[0008]肼、硫聯(lián)合作用的兩個固定床反應器聯(lián)合作用可以為自養(yǎng)反硝化細菌提供電子供體，在缺氧條件下，硝酸鹽作為反硝化菌呼吸鏈末端的電子受體被還原為氮氣;所述反應器肼硫聯(lián)合作用，補充了硫反應后所需堿度。
[0009]本發(fā)明提供的一種基于肼硫協(xié)同作用去除水中硝酸鹽的反應器具有以下有益效果:
(I)本發(fā)明提出的一種基于肼硫協(xié)同作用去除水中硝酸鹽的反應器，可以有效去除地下水、地表水和生活污水中的硝酸鹽。
[0010](2)本發(fā)明充分發(fā)揮了肼、硫兩者的優(yōu)勢，通過肼硫協(xié)同作用作為電子供體，自養(yǎng)還原水中硝酸鹽，并有效解決了硫單獨作用時出水堿度下降的問題。
[0011](3)本發(fā)明在反應器末端設有曝氣池，可以將肼分解為氫氣和氮氣，實現(xiàn)無害化。
[0012](4)本發(fā)明反應速度快，操作簡單，易于應用到去除飲用水硝酸鹽氮的工程實踐中。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的反應器示意圖。
[0014]附圖標記:
I為配水池，2為污水栗，3為流量計，4為固定床反應器I，5為固定床反應器Π，6為曝氣池，7為系統(tǒng)出水，8為加藥箱，9為加藥計量栗。
【具體實施方式】
[0015]下面通過附圖對本發(fā)明技術方案進行詳細說明，但是本發(fā)明的保護范圍不局限于所述實施例。
[0016]在一個具體實施方案中，本發(fā)明的反應器示意圖如附圖1所示，該反應器包括配水池1、污水栗2、流量計3、固定床反應器、曝氣池6、加藥箱8以及加藥計量栗9 ；所述固定床反應器設有兩個，包括固定床反應器14和固定床反應器Π 5，二者通過管線進行串聯(lián)，所述固定床反應器14進水端口前部連接有加藥計量栗9和加藥箱8，固定床反應器Π 5內(nèi)部添加硫介質(zhì)；所述配水池I與所述污水栗2、流量計3、固定床反應器14、固定床反應器Π 5、曝氣池6通過管線依次連接。
[0017]工作過程:將配水池I中含有硝酸鹽的水，通過污水栗2打入到管線中，用流量計3控制進水水量，同時肼由加藥計量栗9從加藥箱8中栗入管道進行混合，肼的投加量/待處理硝酸鹽(摩爾比K 1.2，肼在管線中與進水充分混合后進入固定床反應器14，之后流經(jīng)設有硫介質(zhì)的固定床反應器Π 5，固定床反應器底部進水，頂部出水，最后經(jīng)過曝氣池6無害化處理后排放系統(tǒng)出水7。
[0018]實施例2個固定床反應器串聯(lián)運行，固定床反應器I內(nèi)徑18cm，柱高2.4m，填充高度0.95m，填充區(qū)有效容積15.6L，出水口高度為1.5m。固定床反應器Π內(nèi)徑18cm，柱高2.4m，填充高度
0.5m，填充區(qū)有效容積8L，出水口高度為1.5m。進水N03—-N濃度設為I Omg/L，肼加入量為6.45mg/L，總停留時間為3h，系統(tǒng)運行5h后，出水NO3--N的去除率>95%。
[0019]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明充分發(fā)揮了肼、硫兩者的優(yōu)勢，通過肼硫協(xié)同作用作為電子供體，自養(yǎng)還原水中硝酸鹽，并有效解決了硫單獨作用時出水堿度下降的問題，可以有效去除地下水、地表水和生活污水中的硝酸鹽。
[0020]如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細節(jié)上作出各種變化。
【主權項】
1.一種基于肼硫協(xié)同生物作用去除水中硝酸鹽的反應器，其特征在于，肼、硫于所述反應器中協(xié)同作用為生化還原反應提供電子，所述反應器包括配水池、污水栗、流量計、固定床反應器、曝氣池、加藥箱、加藥計量栗;所述配水池與所述污水栗、流量計、固定床反應器、曝氣池通過管線依次連接，所述曝氣池設在所述反應器末端用于將肼氧化分解。2.根據(jù)權利要求1所述的反應器，其特征在于，自養(yǎng)反硝化細菌利用水中的CO2SHCO3-作為無機碳源，肼和硫聯(lián)合協(xié)同作用為其提供電子供體，在缺氧條件下，硝酸鹽作為反硝化菌呼吸鏈末端的電子受體被還原為氮氣;肼硫聯(lián)合還原，肼還原產(chǎn)生堿度用于硫自養(yǎng)還原過程。3.根據(jù)權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述固定床反應器設有兩個，通過管線進行串聯(lián)，所述固定床反應器其中一個反應器通過加藥計量栗打入定量的肼(肼的投加量/待處理硝酸鹽(摩爾比K 1.2)，另一個反應器內(nèi)部添加單質(zhì)硫介質(zhì)。4.根據(jù)權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述配水池中含有硝酸鹽的原水經(jīng)污水栗依次通過肼、硫聯(lián)合作用的兩個固定床反應器，所述固定床反應器底部進水，頂部出水，之后再通過曝氣池單元。
【文檔編號】C02F101/16GK105906045SQ201610445166
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】李海松, 閻登科
【申請人】知和環(huán)保科技有限公司