[發(fā)明專利]一種將生活污水中氨氮轉(zhuǎn)化為N2

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011135080.3
• 申請(qǐng)日: 2020-10-21
• 公開（公告）號(hào): CN112320933B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂永濤;王磊;吝力;朱傳首;苗瑞;王旭東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F3/12
• 分類號(hào): C02F3/12;C02F3/00;C02F101/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本發(fā)明公開了一種將生活污水中氨氮轉(zhuǎn)化為Nsubgt;2/subgt;O的裝置及方法，包括設(shè)置有微生物附著生長(zhǎng)的中空纖維膜生物反應(yīng)器，生物膜反應(yīng)器分別連通進(jìn)水管、Nsubgt;2/subgt;O收集管道和一體化活性污泥反應(yīng)器；一體化活性污泥反應(yīng)器設(shè)置有微孔曝氣器和斜板，部分出水連通回流管至生物膜反應(yīng)器；通過(guò)中空纖維膜內(nèi)腔的負(fù)壓將生物膜反應(yīng)器中產(chǎn)生的Nsubgt;2/subgt;O實(shí)時(shí)分離并收集。提高了低濃度Nsubgt;2/subgt;O的分離效率，縮短了Nsubgt;2/subgt;O富集的時(shí)間，同時(shí)避免了反應(yīng)器中的液體進(jìn)入內(nèi)腔體。本發(fā)明可將生活污水中低濃度氨氮轉(zhuǎn)化為Nsubgt;2/subgt;O，且轉(zhuǎn)化率高于85％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境與資源回收技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種將生活污水中氨氮轉(zhuǎn)化為N₂O的裝置及方法。

背景技術(shù)

廢水生物脫氮是水處理的重要方向。傳統(tǒng)的生物脫氮原理是將氮素轉(zhuǎn)化為無(wú)害的N₂并排放至大氣環(huán)境，然而，反硝化過(guò)程還釋放N₂O。近年來(lái)，研究發(fā)現(xiàn)?N₂O是潛在的可再生能源，可以做賽車助燃劑、火箭氧化劑等，為污水處理過(guò)程中氮的能源化利用提供了重要的科學(xué)依據(jù)。然而，針對(duì)生活污水，傳統(tǒng)的硝化-?反硝化過(guò)程N(yùn)₂O釋放量很少，難以實(shí)現(xiàn)其富集，更不能回收利用。

將污水中的氨氮轉(zhuǎn)化為N₂O并進(jìn)行能源化利用日益引起人們的關(guān)注，生活污水水量大，但氮素的濃度低，而傳統(tǒng)脫氮工藝中N₂O轉(zhuǎn)化率低和回收困難問(wèn)題，一直是人們亟待解決的技術(shù)問(wèn)題，因此，提供一種將生活污水中氨氮轉(zhuǎn)化為N₂O?的裝置及方法，可為污水處理氮的能源化利用奠定基礎(chǔ)，是目前迫切需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種將生活污水中氨氮轉(zhuǎn)化為N₂O的裝置及方法，通過(guò)一體化活性污泥反應(yīng)器在反應(yīng)區(qū)通過(guò)曝氣將生活污水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，沉降區(qū)通過(guò)設(shè)置斜板完成泥水分離；生物膜反應(yīng)器利用一體化活性污泥反應(yīng)器出水中的硝酸鹽和生活污水中的有機(jī)物進(jìn)行反應(yīng)，通過(guò)控制pH值并抑制N₂O還原酶的活性，將硝酸鹽還原為N₂O，并利用中空纖維膜組件將N₂O分離并回收，為氮的能源化利用奠定基礎(chǔ)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案：

本發(fā)明提供一種將生活污水中氨氮轉(zhuǎn)化為N₂O的裝置，包括生物膜反應(yīng)器和一體化活性污泥反應(yīng)器；

所述生物膜反應(yīng)器設(shè)置有微生物附著生長(zhǎng)的中空纖維膜，生物膜反應(yīng)器分別連通進(jìn)水管、N₂O收集管道和一體化活性污泥反應(yīng)器；

所述一體化活性污泥反應(yīng)器包括反應(yīng)區(qū)和沉降區(qū)，反應(yīng)區(qū)設(shè)置有微孔曝氣器，沉降區(qū)設(shè)置有方向相異的斜板，一體化活性污泥反應(yīng)器部分出水連通回流管至生物膜反應(yīng)器；

生物膜反應(yīng)器中中空纖維膜組件與N₂O收集裝置之間連接有氣壓計(jì)和真空泵，通過(guò)中空纖維膜內(nèi)腔的負(fù)壓將生物膜反應(yīng)器中產(chǎn)生的N₂O實(shí)時(shí)分離并收集。

本發(fā)明還有進(jìn)一步優(yōu)選的方案：

優(yōu)選的，所述生物膜反應(yīng)器上設(shè)有pH計(jì)，并連通有HCl投加口。

優(yōu)選的，所述中空纖維膜為復(fù)合型分離膜，基膜的主材為聚丙烯，生物膜附著生長(zhǎng)在中空纖維膜的外表面，內(nèi)表面主材為聚酰胺，內(nèi)表面的平均孔徑為?40-60nm。

優(yōu)選的，所述中空纖維膜的基膜利用納米氧化銅進(jìn)行改性。

本發(fā)明進(jìn)而提供了一種基于所述裝置的將生活污水中氨氮轉(zhuǎn)化為N₂O的方法，包括以下步驟：