[發(fā)明專利]一種基于納米纖維碳源的高效固相反硝化系統(tǒng)及其構(gòu)建方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210244309.X
• 申請(qǐng)日: 2022-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN114634245A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫悅;李世陽(yáng);唐量;吳明紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F3/28
• 分類號(hào): C02F3/28;C02F101/16
• 代理公司: 北京挺立專利事務(wù)所(普通合伙) 11265
• 代理人: 余瑩

本發(fā)明公開了一種基于納米纖維碳源的高效固相反硝化系統(tǒng)及其構(gòu)建方法，旨在解決目前反硝化動(dòng)力不足、效率低下等問(wèn)題。該反硝化系統(tǒng)依次包括水池(1)、水泵(2)和反硝化裝置(3)；所述反硝化裝置(3)從下到上依次設(shè)有反硝化進(jìn)水區(qū)(33)、反硝化反應(yīng)區(qū)(34)和反硝化出水區(qū)(35)；所述反硝化反應(yīng)區(qū)(34)在豎直方向上平均、平行排布有多個(gè)穿孔板(36)，相鄰的兩個(gè)穿孔板(36)之間填充有固相碳源納米纖維膜(37)。本發(fā)明通過(guò)反重力上升流的反硝化反應(yīng)區(qū)構(gòu)造，穿孔板與固相碳源納米纖維膜交替分布，利用納米纖維固相碳源來(lái)穩(wěn)定釋碳，從而構(gòu)建下進(jìn)上出式高效固相反硝化系統(tǒng)，使培養(yǎng)液和活性污泥能夠與固相碳源充分接觸并進(jìn)行反硝化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自然水體修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于納米纖維碳源的高效固相反硝化系統(tǒng)及其構(gòu)建方法。

背景技術(shù)

近幾十年來(lái)，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)化肥的過(guò)量使用，尤其是氮肥的過(guò)量使用和動(dòng)物排泄物的處置不當(dāng)，使世界許多地方自然水體中硝酸鹽氮的含量在不斷升高，已經(jīng)危及包氣帶土壤和地下水的質(zhì)量安全，硝酸鹽污染日趨嚴(yán)重。

硝酸鹽污染造成水體中硝酸鹽濃度過(guò)高，從而導(dǎo)致一系列的人類健康和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。飲用水中高濃度的硝酸鹽含量會(huì)增加人類患有高鐵血紅蛋白和“藍(lán)嬰綜合癥”的風(fēng)險(xiǎn)。過(guò)高的硝酸鹽會(huì)誘發(fā)相鄰地表水體的富營(yíng)養(yǎng)化，藻類在活動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生毒素和減少水體的溶解氧含量，從而影響該區(qū)域的生物多樣性。

生物反硝化是針對(duì)污水脫氮處理最有效的方法，但是會(huì)受到碳源不足、碳氮比較低從而反硝化動(dòng)力不足的影響。固相反硝化是有效去除原水中硝酸鹽的一種新工藝，該工藝?yán)貌蝗苡谒墓腆w有機(jī)物(生物質(zhì)、可生物降解聚合物等)同時(shí)作為反硝化微生物的碳源和附著生長(zhǎng)的載體，避免了常規(guī)異養(yǎng)反硝化工藝中存在的甲醇、乙醇等液體碳源易投加過(guò)量而影響出水水質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)。但是常規(guī)的天然固相碳源和合成高聚物固相碳源受其比表面積的限制，存在出水濁度、色度的二次污染和反硝化效率低下的弊端。

公布號(hào)為CN111826805A的發(fā)明專利公開了一種納米纖維膜狀高效水體固相反硝化碳源的合成方法，但是并沒(méi)有一種能夠高效、穩(wěn)定地利用納米纖維膜狀固相反硝化碳源的設(shè)備，也沒(méi)有如何使用納米纖維膜狀高效水體固相反硝化碳源的方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于納米纖維碳源的高效固相反硝化系統(tǒng)及其構(gòu)建方法。本發(fā)明利用反重力上升流的反應(yīng)區(qū)構(gòu)造以及穿孔板與固相碳源納米纖維膜的交替填充，使培養(yǎng)液和活性污泥能夠與固相碳源充分接觸并被截留；反硝化菌群能夠在納米纖維膜上高效附著并富集，并有效利用固相碳源納米纖維膜進(jìn)行反硝化，從而構(gòu)建下進(jìn)上出式高效固相反硝化系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于納米纖維碳源的高效固相反硝化系統(tǒng)，依次包括水池(1)、水泵(2)和反硝化裝置(3)；

所述水池(1)設(shè)有水池進(jìn)水口(11)和水池出水口(12)，水池(1)內(nèi)還設(shè)有攪拌器(13)；

所述水泵(2)設(shè)有水泵進(jìn)水口(21)和水泵出水口(22)；

所述反硝化裝置(3)從下到上依次設(shè)有反硝化進(jìn)水區(qū)(33)、反硝化反應(yīng)區(qū)(34)和反硝化出水區(qū)(35)；所述反硝化進(jìn)水區(qū)(33)設(shè)有反硝化進(jìn)水口(31)，所述反硝化出水區(qū)(35)設(shè)有反硝化出水口(32)；

所述反硝化反應(yīng)區(qū)(34)在豎直方向上平均、平行排布有多個(gè)穿孔板(36)，相鄰的兩個(gè)穿孔板(36)之間填充有固相碳源納米纖維膜(37)；

所述水池出水口(12)與所述水泵進(jìn)水口(21)連通，所述水泵出水口(22)與所述反硝化進(jìn)水口(31)連通，所述反硝化出水口(32)與所述水池進(jìn)水口(11)連通。

優(yōu)選的，所述穿孔板(36)的孔徑為2～5mm，厚度為2～5mm，相鄰的兩個(gè)穿孔板(36)間的間距為5～10cm，穿孔板(36)的數(shù)量為5～10張。