申请日20200611
公开(公告)日20200811
IPC分类号C02F9/14; C02F101/16
摘要
本发明的铁合金联合厌氧氨氧化菌处理氧化态氮废水的装置，包括塔身、进水箱、加药箱、出水口和出气口，塔身的内部空腔中设置有多层废水处理层，每层废水处理层由承托层、铁合金填料层和厌氧氨氧化污泥颗粒层组成。本发明的废水处理方法，包括：a).进水和布水;b).氧化态氮的还原反应;c).厌氧氨氧化;d).pH调节;e).多次反应。本发明的处理氧化态氮废水的装置及方法，铁合金填料将部分氧化态氮还原为氨，随后进入厌氧氨氧化污泥颗粒层，利用厌氧氨氧化菌将氨与亚硝酸根离子共同转化为氮气，通过设置多层铁合金填料及厌氧氨氧化污泥颗粒层，保证了污水中氧化态氮的完全去除。
权利要求书
1.一种铁合金联合厌氧氨氧化菌处理氧化态氮废水的装置，包括塔身(9)、进水箱(1)、加药箱(2)、出水口(7)和出气口(8)，塔身的内部为空腔，进水箱中的待处理废水经水泵抽至塔身内部空腔的底部，加药箱经加药泵向塔身内部废水中投加碱液;出水口设置于塔身的上端，出气口位于塔身的顶端;其特征在于：所述塔身的内部空腔中由下至上设置有多层废水处理层，每层废水处理层由从下至上依次设置的承托层(3)、铁合金填料层(4)和厌氧氨氧化污泥颗粒层(5)组成，承托层固定于塔身的内壁上，用于支撑铁合金填料层，铁合金填料层由铁碳合金颗粒组成，每个厌氧氨氧化污泥颗粒层上方的空余空间内均设置有pH计。
2.根据权利要求1所述的铁合金联合厌氧氨氧化菌处理氧化态氮废水的装置，其特征在于：所述承托层(3)上开孔孔径小于铁合金填料层(4)中铁碳合金颗粒的直径，加药箱(2)中存储的碱液为碳酸氢钠溶液。
3.根据权利要求1所述的铁合金联合厌氧氨氧化菌处理氧化态氮废水的装置，其特征在于：所述塔身(9)内部空腔的上部设置有三相分离器，三相分离器的液体出口和气体出口分别形成出水口(7)和出气口(8)。
4.一种基于权利要求1所述的铁合金联合厌氧氨氧化菌处理氧化态氮废水的装置的废水处理方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：
a).进水和布水，水泵将进水箱中的待处理废水抽至塔身内部空腔的底部，废水首先进入最下端的废水处理层，废水流经承托层的过程中实现均匀布水，废水再进入铁合金填料层;
b).氧化态氮的还原反应，废水进入铁合金填料层后，废水中的氧化态氮与铁合金填料发生氧化还原作用，将氧化态氮还原为亚硝酸根离子和铵根离子，同时生成铁离子;之后废水进入厌氧氨氧化污泥颗粒层;
c).厌氧氨氧化，铵根离子和亚硝酸根离子随废水进入厌氧氨氧化污泥颗粒层，在厌氧氨氧化菌作用下，将二者共同转化为氮气，同时会产生部分硝酸根离子，氮气和硝酸根离子随水流进入上一层的废水处理层;
d).pH调节，由于铁合金填料层在发生氧化还原反应过程中会产生铁离子，铁离子与水中的氢氧根结合生成氢氧化铁胶体，会降低水体的pH，此时通过加药箱向废水中加入碳酸氢钠溶液，将废水中的pH维持在7.5～8.5之间;
e).多次反应，经最下方处理层处理后的废水，由下至上依次经过剩余的废水处理层，经过每个废水处理层时进行步骤b)至步骤d)相同的处理过程，且从下到上负荷逐渐降低，处理后的污水最终经出水口排出;
f).厌氧氨氧化污泥颗粒层生成的氮气与水流经承托层上的小孔进入到铁合金填料层的过程中，由于氧化还原作用，铁合金颗粒表面会生成较多不溶性铁盐，而减小铁合金与污水的接触面积，氮气聚集生成的气泡将不溶性铁盐从铁合金颗粒上脱落，提高了每一反应区域铁合金还原作用的效率，气体最终经出气口逸出。
说明书
铁合金联合厌氧氨氧化菌处理氧化态氮废水的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种处理氧化态氮废水的装置及方法，更具体的说，尤其涉及一种铁合金联合厌氧氨氧化菌处理氧化态氮废水的装置及方法。
背景技术
目前的城市污水处理过程通常旨在去除污染物质，而这些污染物质(如有机物、氮元素、磷元素等)不仅是水质指标，同时也是人类生产、生活中需要的能源和资源。
目前的污水脱单工艺主要为生物脱氮，需要较长时间的培养和调试运行，且微生物对环境条件的变化较敏感，对污水的处理效果不易控制，与厌氧氨氧化技术相结合的工艺更加难以控制。本发明以铁合金还原氧化态氮为氨氮，为厌氧氨氧化菌提供反应底物的方法实现污水脱氮，本文旨在发明一种更加简单易行，且出水水质更加稳定的污水脱氮技术。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种铁合金联合厌氧氨氧化菌处理氧化态氮废水的装置及方法。
本发明的铁合金联合厌氧氨氧化菌处理氧化态氮废水的装置，包括塔身、进水箱、加药箱、出水口和出气口，塔身的内部为空腔，进水箱中的待处理废水经水泵抽至塔身内部空腔的底部，加药箱经加药泵向塔身内部废水中投加碱液;出水口设置于塔身的上端，出气口位于塔身的顶端;其特征在于：所述塔身的内部空腔中由下至上设置有多层废水处理层，每层废水处理层由从下至上依次设置的承托层、铁合金填料层和厌氧氨氧化污泥颗粒层组成，承托层固定于塔身的内壁上，用于支撑铁合金填料层，铁合金填料层由铁碳合金颗粒组成，每个厌氧氨氧化污泥颗粒层上方的空余空间内均设置有pH计。
本发明的铁合金联合厌氧氨氧化菌处理氧化态氮废水的装置，所述承托层上开孔孔径小于铁合金填料层中铁碳合金颗粒的直径，加药箱中存储的碱液为碳酸氢钠溶液。
本发明的铁合金联合厌氧氨氧化菌处理氧化态氮废水的装置，所述塔身内部空腔的上部设置有三相分离器，三相分离器的液体出口和气体出口分别形成出水口和出气口。
本发明的铁合金联合厌氧氨氧化菌处理氧化态氮废水的装置的废水处理方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：
a).进水和布水，水泵将进水箱中的待处理废水抽至塔身内部空腔的底部，废水首先进入最下端的废水处理层，废水流经承托层的过程中实现均匀布水，废水再进入铁合金填料层;
b).氧化态氮的还原反应，废水进入铁合金填料层后，废水中的氧化态氮与铁合金填料发生氧化还原作用，将氧化态氮还原为亚硝酸根离子和铵根离子，同时生成铁离子;之后废水进入厌氧氨氧化污泥颗粒层;
c).厌氧氨氧化，铵根离子和亚硝酸根离子随废水进入厌氧氨氧化污泥颗粒层，在厌氧氨氧化菌作用下，将二者共同转化为氮气，同时会产生部分硝酸根离子，氮气和硝酸根离子随水流进入上一层的废水处理层;
d).pH调节，由于铁合金填料层在发生氧化还原反应过程中会产生铁离子，铁离子与水中的氢氧根结合生成氢氧化铁胶体，会降低水体的pH，此时通过加药箱向废水中加入碳酸氢钠溶液，将废水中的pH维持在7.5～8.5之间;
e).多次反应，经最下方处理层处理后的废水，由下至上依次经过剩余的废水处理层，经过每个废水处理层时进行步骤b)至步骤d)相同的处理过程，且从下到上负荷逐渐降低，处理后的污水最终经出水口排出;
f).厌氧氨氧化污泥颗粒层生成的氮气与水流经承托层上的小孔进入到铁合金填料层的过程中，由于氧化还原作用，铁合金颗粒表面会生成较多不溶性铁盐，而减小铁合金与污水的接触面积，氮气聚集生成的气泡将不溶性铁盐从铁合金颗粒上脱落，提高了每一反应区域铁合金还原作用的效率，气体最终经出气口逸出。
本发明的有益效果是：本发明的处理氧化态氮废水的装置由塔身、进水箱、加药箱、pH计组成，塔身的内部空腔中由下至上依次设置有多层废水处理层，且每个废水处理层由从下至上设置的承托层、铁合金填料层、厌氧氨氧化污泥颗粒层组成，富含氧化态氮的废水从底部进入废水处理装置中，经承托层上的小孔均匀进入铁合金填料层，铁合金填料将部分氧化态氮还原为氨，随后进入厌氧氨氧化污泥颗粒层，利用厌氧氨氧化菌将氨与亚硝酸根离子共同转化为氮气，通过设置多层铁合金填料及厌氧氨氧化污泥颗粒层，保证了污水中氧化态氮的完全去除。（发明人戚伟康;刘丽芳;施棋;苏新伟）