[實用新型]一種漸變式全程自養脫氮的裝置

有效

• 申請號: 201720639693.8
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN206970308U
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 李星;索寧;馮巖
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F101/16
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業)37240
• 代理人: 李茜

技術領域

本實用新型屬于廢水處理技術領域，特別是涉及一種漸變式全程自養脫氮的裝置。

背景技術

水體富營養化的日益嚴重使污水中氮的去除越來越受到重視，傳統的硝化反硝化生物脫氮工藝中反硝化過程需要消耗大量的碳源，而實際的城市生活污水中有機碳的含量往往比較低，不足以維持反硝化過程的進行，導致出水中氮的含量偏高，不能滿足日益嚴格的出水要求。全程自養脫氮工藝是在厭氧氨氧化反應的基礎上發展起來的，該工藝將亞硝化反應和厭氧氨氧化反應結合在同一個裝置中，但還存在一些限制其發展的問題，主要包括啟動時間長、去除負荷低（最大總氮去除率僅為89%，無法實現完全脫氮）、溶解氧難精確控制、難以長期穩定運行等。目前相關的研究主要集中于高氨高溫（25℃以上）或高氨氮(>400mg?L-1)廢水，如污泥消化液和滲濾液，而對常溫低氨氮濃度的城市生活污水的處理是目前水處理技術的一大難題。

電生物耦合法是在同一個裝置內將電化學反應與微生物反應耦合起來，彼此發揮各自的長處，實現互補和增強處理效果，從而達到提高污水處理效率，降低設備投資等目的。電場對微生物的廢水處理性能具有強化作用，許多研究結果表明，直接或是間接利用外加電場能夠刺激生物體的生化反應能力，從而提高生物體活性。當外加電場存在時，電子可從工作電極傳遞給附著其上的生物體，并在一定程度上參與生物體內能量代謝的電子傳遞過程，從而刺激或改變生物體的新陳代謝。

全程自養脫氮主要通過生物膜或顆粒污泥作為脫氮模型和載體加以實現，其具體是利用兩類功能細菌（氨氧化菌和厭氧氨氧化菌)的協同作用將氨氮以短程硝化途徑轉化為N2的生物反應過程。漸變式全程自養脫氮裝置的構建是根據電解陽極產氧氣陰極產氫氣、沿程自下而上交替布置陽極陰極，其內填充高效催化的粒子電極。通過配置裝置內好氧-厭氧區域，擴大功能菌有利生境范圍，同步實現亞硝化-厭氧氨氧化-反硝化的共生菌種體系。本實用新型要解決的技術問題是針對常溫低氨氮濃度城市生活污水的處理，提供一種漸變式全程自養脫氮的裝置，以解決全程自養脫氮工藝存在去除負荷低、溶解氧難精確控制的問題。

發明內容

本實用新型的目的在于解決常溫低氨氮濃度城市生活污水的處理，提供一種漸變式全程自養脫氮的裝置。為解決上述問題，本裝置主要包括主系統、供電系統、供水系統三部分。其中主系統的核心為圓柱形有機玻璃容器，直徑 150mm，高1800mm。包括進水口、反沖洗進水口、出水口、主電極、持久性粒子電極以及裝置殼體。主系統最底層為承托層，高度為200mm，其上為電生物降解層，高度為1200mm。采用多孔鈦板為主電極陽極，不銹鋼孔板為主電極陰極，兩電極板交叉設置，電生物降解層自下而上依次為陽極板、粒子電極層、陰極板、粒子電極層、陽極板、粒子電極層、陰極板、粒子電極層、陽極板、粒子電極層、陰極板、粒子電極層。三對電極板間的距離從下而上分別為：300mm、300mm、200mm、200mm、100mm，兩電極板間均填充高效持久性粒子電極，粒徑3-5mm。其中裝置最上部陰極板到粒子電極表層的距離是100mm。主電極的安裝方式采用法蘭固定，陰極和陽極尺寸直徑 180mm，內部孔徑為3mm。供電系統：主電極陽極、主電極陰極分別通過陽極線、陰極線與電源正負極相連。供水系統：高位水箱中的常溫低氨氮污水由進水泵加壓到裝置底部，進入到承托層，經電生物降解層處理以后，由出水管流出。裝置運行過程：高位水箱12中的常溫低氨氮城市污水經進水管11流入進水泵10，污水被壓入裝置內，進入承托層7，再流經非等間距布置陰陽極的電生物降解層，經電生物降解層的有效降解后，處理后的水由出水管13流出。反沖洗過程：反沖洗水經過反沖洗進水管8進入裝置底部，流經承托層7，進入非等間距布置陰陽極的電生物降解層，反沖洗水經過出水管13流出。