[發明專利]一種短程硝化反硝化過程中N2O產生的檢測裝置與方法

有效

• 申請號: 201410086555.2
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN103837579A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 彭永臻;劉越;王淑瑩;李鵬章
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;G01N30/02;C02F3/30
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明屬于污水生物處理技術領域，具體涉及一種短程硝化反硝化過程中N₂O產生的檢測裝置及方法，適用于短程硝化反硝化過程中溫室氣體產生的研究。?

技術背景

N₂O能夠吸收中心波長為7.78、8.56和16.98的長波紅外輻射，從而產生溫室效應。N₂O是三種最重要的大氣溫室氣體（CO₂、CH₄和N₂O）之一，其增溫潛勢是CO₂的310倍。雖然大氣中N₂O的含量很低，但其對全球氣候的增溫效應卻越為越明顯，研究表明大氣中N₂O體積分數每增加一倍，會使全球地表氣溫平均上升1.4℃。在平流層底部，N₂O受到強烈的太陽能輻射會轉化為NO，從而引起臭氧層的破壞。大氣中的N₂O濃度每增加1倍，臭氧層中的臭氧將減少10%，而達到地面的紫外線輻射強度會增加20%。大氣中90%以上的N₂O來自于微生物的硝化反硝化作用，污水生物脫氮技術人為的強化了這一過程，據報道污水處理過程中每年排放的N₂O總量約為（0.3-3.0）×10¹²kg，占全球N₂O排放總量的2.5-25%。?

短程硝化反硝化過程是氨氮在氨氧化菌（AOB）的作用下氧化為NO₂^-，此后NO₂^-不繼續由硝化菌（NOB）氧化為NO₃^-，而是直接由反硝化菌在厭氧或缺氧條件下還原為N₂的過程。與全程硝化反硝化相比，短程硝化反硝化的主要優點在于：硝化過程中需氧量減少約25%，反硝化過程中所需碳源約減少40%左右。短程硝化反硝化過程由于具有低能耗、節約碳源、減少污泥產量、反應器容積小及占地節省等優點，越來越受到人們的關注。但研究表明，短程硝化反硝化過程較易受到沖擊負荷的影響，使得其在脫氮過程中產生較全程硝化反硝化更多的N₂O。?

已經有大量文獻表明，利用在線檢測及控制技術，在SBR反應器中可以建立并維持短程脫氮過程。但是，在生物短程硝化反硝化過程中由于不可避免產生大量的亞硝酸鹽積累，而低氧條件下硝化反應中NO₂^-和NH₄⁺的共同存在會產生大量的N₂O。因此，研究短程硝化反硝化脫氮過程中N₂O的產生機理及釋放過程是十分有必要的，本發明就是為此類研究提供設備和方法。?

發明內容

本發明的目的為，通過提供一種基于短程硝化反硝化過程的SBR法反應過程N₂O檢測裝置與方法，有效的解決氣體檢測過程、SBR法污水處理過程及在線檢測過程控制同時進行的問題，為研究短程脫氮技術中N₂O產生的機理和過程提供裝置和方法，為短程硝化反硝化技術更好的用于污水處理過程，實現真正的節能減排，提供有力的技術保障。?

本發明是通過以下技術手段實現的：?

短程硝化反硝化過程中N₂O產生的檢測裝置，該裝置主要包括污水短程硝化反硝化處理系統、氣體收集裝置、溫度控制裝置、壓力調節計量裝置、在線檢測系統和N₂O檢測系統6部分組成；污水短程硝化反硝化處理系統由SBR反應器1、進水泵2、曝氣泵3、氣體流量計4、膠結砂芯曝氣頭5、攪拌器電機6、攪拌槳7、放空口15、取樣口16、排水口17、排泥口18組成；曝氣泵通過曝氣管路經由氣體流量計4與SBR反應器1內部的膠結砂芯曝氣頭5相連，氣體流量計和曝氣泵固定在SBR反應器1外部；SBR反應器1側壁設置放空管15，同時設置取水樣口16一個、排水管17一個、排泥管18一個，位于放空管的對側；攪拌槳7在SBR反應器1內部，位于膠結砂芯曝氣頭上方，攪拌器電機6在反應器的外部，固定在SBR反應器1頂部；進水泵在攪拌槳7外部。?

氣體收集裝置由反應器密封蓋、收集管路組成。?