[發明專利]一種去除水中硝酸鹽的兩級催化反硝化裝置與方法

在審

• 申請號: 202010311701.2
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111606495A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 張志強;史蓉;盧金鎖;袁宏林;賈博涵
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F101/16
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 孫雅靜

1.一種去除水中硝酸鹽的兩級催化反硝化裝置，包括筒體，其特征在于，所述的筒體內部依次設置的布水布氣單元(1)、一級反應單元(2)、二級反應單元(4)和出水出氣單元(5)，所述的一級反應單元(2)和二級反應單元(4)之間設置過渡單元(3)，待處理水先進入一級反應單元(2)進行催化反應，后經過過渡單元(3)進入二級反應單元(4)進行催化反應；所述的一級反應單元(2)設有第一催化劑(22)，所述的二級反應單元(4)設有第二催化劑(41)；

所述的布水布氣單元(1)位于筒體底端，設置進氣管(13)和進水管(14)；所述的進氣管(13)與進水管(14)互相平行螺旋設置，所述的進氣管(13)上均勻布置曝氣頭(16)，進水管(14)上均勻布設長柄濾頭(12)；所述的筒體底部外設置放空管(15)；

所述的一級反應單元(2)沿徑向方向設置的第一鐵絲網(21)；

所述的過渡單元(3)沿徑向設置互相平行的第一隔板(31)和第二鐵絲網(32)，所述的第一隔板(31)和第二鐵絲網(32)之間設置加藥管(34)；

所述的二級反應單元(4)沿徑向方向還設置第二隔板(43)；

所述的出水出氣單元(5)設置出水堰(51)，所述的出水堰(51)側面端部設置出水管(52)，還設置三相分離器(53)，三相分離器(53)的出氣口(55)設置在筒體外部；

所述的第一催化劑(22)設置在所述的第一鐵絲網(21)與所述的第一隔板(31)之間，所述的第二催化劑(41)設置在所述的第二鐵絲網(32)與所述的第二隔板(43)之間；

所述的第一隔板(31)和第二隔板(43)均用于防止催化劑流失。

2.根據權利要求1所述的去除水中硝酸鹽的兩級催化反硝化裝置，其特征在于，所述的出水堰(51)沉呈空心圓柱體加倒圓臺體結構，圓柱體與倒圓臺體之間形成槽。

3.根據權利要求1所述的去除水中硝酸鹽的兩級催化反硝化裝置，其特征在于，所述的加藥管(34)螺旋設置在第一隔板(31)上端，所述的加藥管(34)上均勻設置若干用于加藥均勻的小孔，加藥管(34)用于調節二級反應單元(4)的pH。

4.根據權利要求3所述的去除水中硝酸鹽的兩級催化反硝化裝置，其特征在于，所述的加藥管(34)的直徑為20mm，所述的小孔的直徑為5mm。

5.根據權利要求1所述的去除水中硝酸鹽的兩級催化反硝化裝置，其特征在于，所述的一級反應單元(2)和二級反應單元(4)分別還設置第一pH電極(11)和第二pH電極(33)用于監測待處理水的pH。

6.根據權利要求1所述的去除水中硝酸鹽的兩級催化反硝化裝置，其特征在于，所述的一級反應單元(2)和二級反應單元(4)分別還設置第一手孔(23)和第二手孔(42)，所述的出氣出水單元(5)還設有安全閥(54)。

7.一種去除水中硝酸鹽的兩級催化反硝化的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，待處理水經pH調節至10-11后通過布水布氣單元(1)進入兩級催化反硝化裝置的一級反應單元(2)后，采用第一催化劑(22)對待處理水進行催化處理，隨后進入過渡單元(3)；

步驟2，過渡單元(3)對從一級反應單元(2)流入的待處理水進行pH調節；隨后進入二級反應單元(4)；

步驟3，二級反應單元(4)對從過渡單元(3)流入的待處理水采用第二催化劑(41)進行催化處理，最終實現待處理水的反硝化處理；

在處理過程中，由布水布氣單元(1)中進氣管(13)持續進行布氣；

所述的兩級催化反硝化裝置為權利要求1～6任一所述的去除水中硝酸鹽的兩級催化反硝化裝置。

8.根據權利要求7所述的去除水中硝酸鹽的兩級催化反硝化的方法，其特征在于，所述的第一催化劑(22)為負載Pd-Cu雙金屬的顆粒活性炭，所述的第二催化劑(41)為負載Pd單金屬的顆粒活性炭，所述的第一催化劑(22)和第二催化劑(41)的有效粒徑為50～80mm。