[發明專利]強化兼性氧化塘脫氮的好氧甲烷氧化反硝化裝置及其工藝

在審

• 申請號: 201810385159.8
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108423821A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 吳偉祥;徐興坤;馬壯
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F3/30;C02F103/20
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

1.一種強化兼性氧化塘脫氮的好氧甲烷氧化反硝化裝置，其特征在于，包括：好氧甲烷氧化反硝化復合組件(1)和供氣系統；好氧甲烷氧化反硝化復合組件(1)的頂部與底部均設有網狀結構的平板(2)，上下兩塊平板(2)通過支撐柱(4)支撐，上下兩塊平板(2)間分布式均勻鋪設有填料(3)和中空纖維膜束(5)，其中填料(3)一端垂直固定在平板(2)上，另一端不做固定，中空纖維膜束(5)與網狀結構平板(2)平行放置，一端與布氣管(6)相連，另一端固定并封死；所述供氣系統分為兩條支路，一路為甲烷供給管路，由順次相連的厭氧發酵裝置(13)、脫硫塔(12)、甲烷氣體儲存罐(11)和鼓風機(10)組成，另一路為空氣供給管路；兩條支路并接后，通過布氣管(6)與好氧甲烷氧化反硝化復合組件(1)相連，用于向中空纖維膜束(5)中供給甲烷與氧氣。

2.如權利要求1所述的強化兼性氧化塘脫氮的好氧甲烷氧化反硝化裝置，其特征在于，所述供氣系統的兩條支路上均設有壓力表(8)與壓力調節閥(9)。

3.如權利要求1所述的強化兼性氧化塘脫氮的好氧甲烷氧化反硝化裝置，其特征在于，所述的好氧甲烷氧化反硝化復合組件(1)整體為長方體，長寬比為0.5～1:1，長度為1.5～2m，高度為10～15cm。

4.如權利要求1所述的強化兼性氧化塘脫氮的好氧甲烷氧化反硝化裝置，其特征在于，所述的填料(3)為纖維狀填料。

5.如權利要求1所述的強化兼性氧化塘脫氮的好氧甲烷氧化反硝化裝置，其特征在于，所述的填料(3)和中空纖維膜束(5)均有若干組，中空纖維膜束(5)以水平方向間隔性鋪設于上下兩塊平板(2)中間；上下兩塊平板(2)的內表面上同時固定有填料(3)。

6.如權利要求1所述的強化兼性氧化塘脫氮的好氧甲烷氧化反硝化裝置，其特征在于，所述供氣系統中的兩條支路通過三通閥并接。

7.如權利要求1所述的強化兼性氧化塘脫氮的好氧甲烷氧化反硝化裝置，其特征在于，兩塊平板(2)的網孔孔徑大小為0.5～1cm。

8.如權利要求1所述的強化兼性氧化塘脫氮的好氧甲烷氧化反硝化裝置，其特征在于，所述的好氧甲烷氧化反硝化復合組件(1)有多個，以并聯或串聯的方式相連。

9.一種利用權利要求1所述裝置強化畜禽養殖場兼性氧化塘脫氮的好氧甲烷氧化反硝化工藝，其特征在于，包括以下步驟：

1)將畜禽養殖場厭氧發酵裝置(13)產生的沼氣進行收集，通入脫硫塔(12)脫硫后壓縮至甲烷氣體儲存罐(11)保存；

2)將所述的好氧甲烷氧化反硝化復合組件(1)鋪設在畜禽養殖場的兼性氧化塘(7)底部，利用鼓風機(10)向中空纖維膜束(5)供給沼氣與空氣，甲烷來源于甲烷氣體儲存罐(11)，空氣直接來源于大氣；裝置運行時，持續向中空纖維膜束(5)中鼓入沼氣與空氣，使微生物附著在中空纖維膜束(5)和填料(3)上并逐漸形成生物膜；且在中空纖維膜束(5)的生物膜上，貼近中空纖維膜一側的優勢菌為好氧甲烷氧化菌，遠離中空纖維膜一側的微生物為厭氧與兼性異養菌；在尾水流經中空纖維膜束(5)時，利用好氧甲烷氧化菌完成好氧甲烷氧化過程并在低氧脅迫下分泌小分子可溶性有機物，而厭氧與兼性異養菌則利用內層好氧甲烷氧化菌分泌的小分子可溶性有機物進行反硝化脫氮；所述的填料(3)上的生物膜中優勢菌為厭氧與兼性異養菌，當尾水流經填料(3)時，好氧甲烷氧化菌分泌的小分子可溶性有機物被填料(3)上的厭氧與兼性異養菌截留并利用，以增強好氧甲烷氧化反硝化脫氮過程，同時尾水本身含有的部分可生化利用有機物也被填料(3)上的生物膜吸收，用于作為反硝化電子供體；

3)將處理完畢的畜禽尾水達標排放。

10.根據權利要求9所述的強化畜禽養殖場兼性氧化塘脫氮的好氧甲烷氧化反硝化工藝，其特征在于，步驟2)中，供氣量由壓力表(8)與壓力調節閥(9)控制，沼氣與空氣的進氣壓力比為1.5～2:1，其中沼氣的壓強控制在50～100kPa之間，空氣的壓強控制在25～50kPa之間。