公布日：2023.11.21
申请日：2023.09.22
分类号：C02F3/28(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F103/06(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种自发硫循环处理硝酸盐超标地下水装置及方法，涉及水处理领域，包括进液桶、碳源投加桶、气泵、自动控制装置、进液泵、出水桶和反应器，进液桶、碳源投加桶均与进液泵连通，气泵、进液泵、出水桶均与反应器连通，反应器包括活性污泥、搅拌组件、反应器主体和驱动电机，搅拌组件与驱动电机连接，搅拌组件安装在反应器主体的内部，搅拌组件与反应器主体的间隙内填充有活性污泥；气泵、进液泵、驱动电机均与自动控制装置电连接。本发明体系内产生自发硫循环，有效降低硫的添加量；出水硫酸盐含量很低或不含硫酸盐；污泥及碳排放量低，有效降低后续处置成本；工艺操作简单、处理效果好。
权利要求书
1.一种自发硫循环处理硝酸盐超标地下水装置，包括进液桶(1)、碳源投加桶(2)、气泵(3)、自动控制装置(4)、进液泵(5)、出水桶(11)和反应器，所述进液桶(1)、碳源投加桶(2)均与所述进液泵(5)连通，所述气泵(3)、进液泵(5)、出水桶(11)均与所述反应器连通，其特征在于：所述反应器包括活性污泥(8)、搅拌组件、反应器主体(14)和驱动电机(15)，所述搅拌组件与所述驱动电机(15)连接，所述搅拌组件安装在所述反应器主体(14)的内部，所述搅拌组件与所述反应器主体(14)的间隙内填充有所述活性污泥(8)；所述反应器还包括呈对角设置在所述反应器主体(14)底部的进液口(6)和顶部的出水口(10)；所述气泵(3)、进液泵(5)、驱动电机(15)均与所述自动控制装置(4)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种自发硫循环处理硝酸盐超标地下水装置，其特征在于：所述进液桶(1)、碳源投加桶(2)通过所述进液泵(5)与所述进液口(6)连通，所述出水桶(11)与所述出水口(10)连通。
3.根据权利要求2所述的一种自发硫循环处理硝酸盐超标地下水装置，其特征在于：所述搅拌组件包括填料床(7)和控制轴(9)，所述填料床(7)呈圆周均布在所述控制轴(9)的外周面上，所述填料床(7)上开设有曝气微孔(12)。
4.根据权利要求3所述的一种自发硫循环处理硝酸盐超标地下水装置，其特征在于：所述填料床(7)和控制轴(9)卡接、焊接或通过螺栓连接。
5.根据权利要求3所述的一种自发硫循环处理硝酸盐超标地下水装置，其特征在于：所述填料床(7)的表面附着有硫自养反硝化菌和单质硫(13)。
6.根据权利要求1所述的一种自发硫循环处理硝酸盐超标地下水装置，其特征在于：所述活性污泥(8)内附着有硫酸盐还原菌。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种自发硫循环处理硝酸盐超标地下水装置的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、富集挂膜，将富集好的硫自养反硝化菌接种于5L的反应器中，并在附着单质硫的填料床(7)上循环挂膜5-7天后；步骤二、接种硫酸盐还原菌，在反应器主体(14)的内部填充富含硫酸盐还原菌的活性污泥(8)；步骤三、硫自养反硝化阶段，通过进液泵(5)连通的进液桶(1)向反应器主体(14)内添加硝酸盐容液，驱动电机(15)驱动控制轴(9)旋转运行1h，由附着于填料床(7)上的硫自养反硝化菌以床体上的单质硫(13)为电子供体，将硝酸盐转化为氮气，同时产生硫酸盐；步骤四、硫酸盐还原阶段，反应时间为1h，向反应器主体(14)内投加30-300mg/L葡萄糖作为硫酸盐还原菌的电子供体，同时通过气泵(3)进行微氧曝气，曝气量为0.5-1.5mL/s，驱动电机(15)驱动控制轴(9)旋转,此时，污泥床中的硫酸盐还原菌以少量碳源为电子供体还原硫酸盐为S2-，经填料床(7)上的曝气微孔(12)曝气后被氧化为单质硫(13)重新附着于填料床(7)，供填料床(7)上的硫自养反硝化菌继续利用，从而实现体系自发硫循环；步骤五、出水，通过出水口(10)向出水桶(11)排水，最终出水硫酸盐浓度小于5mg/L，硝酸盐浓度小于10mg/L。
8.根据权利要求7所述的一种自发硫循环处理硝酸盐超标地下水装置的处理方法，其特征在于：所述步骤三中的硝酸盐浓度为30mg/L-300mg/L。
发明内容
本发明的目的是提供一种自发硫循环处理硝酸盐超标地下水装置及方法，解决背景技术中所列的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种自发硫循环处理硝酸盐超标地下水装置，包括进液桶、碳源投加桶、气泵、自动控制装置、进液泵、出水桶和反应器，所述进液桶、碳源投加桶均与所述进液泵连通，所述气泵、进液泵、出水桶均与所述反应器连通，所述反应器包括活性污泥、搅拌组件、反应器主体和驱动电机，所述搅拌组件与所述驱动电机连接，所述搅拌组件安装在所述反应器主体的内部，所述搅拌组件与所述反应器主体的间隙内填充有所述活性污泥；
所述反应器还包括呈对角设置在所述反应器主体底部的进液口和顶部的出水口；
所述气泵、进液泵、驱动电机均与所述自动控制装置电连接。
优选的，所述进液桶、碳源投加桶通过所述进液泵与所述进液口连通，所述出水桶与所述出水口连通。
优选的，所述搅拌组件包括填料床和控制轴，所述填料床呈圆周均布在所述控制轴的外周面上，所述填料床上开设有曝气微孔。
优选的，所述填料床和控制轴卡接、焊接或通过螺栓连接
优选的，所述填料床的表面附着有硫自养反硝化菌和单质硫。
优选的，所述活性污泥内附着有硫酸盐还原菌。
一种自发硫循环处理硝酸盐超标地下水装置的处理方法，包括如下步骤：
步骤一、富集挂膜，将富集好的硫自养反硝化菌接种于5L的反应器中，并在附着单质硫的填料床上循环挂膜5-7天后；
步骤二、接种硫酸盐还原菌，在反应器主体的内部填充富含硫酸盐还原菌的活性污泥；
步骤三、硫自养反硝化阶段，通过进液泵连通的进液桶向反应器主体内添加硝酸盐容液，驱动电机15驱动控制轴9旋转运行1h，由附着于填料床上的硫自养反硝化菌以床体上的单质硫为电子供体，将硝酸盐转化为氮气，同时产生硫酸盐；
步骤四、硫酸盐还原阶段，反应时间为1h，向反应器主体内投加30-300mg/L葡萄糖作为硫酸盐还原菌的电子供体，同时通过气泵进行微氧曝气，曝气量为0.5-1.5mL/s，驱动电机驱动控制轴旋转,此时，污泥床中的硫酸盐还原菌以少量碳源为电子供体还原硫酸盐为S2-，经填料床上的曝气微孔曝气后被氧化为单质硫重新附着于填料床，供填料床上的硫自养反硝化菌继续利用，从而实现体系自发硫循环；
步骤五、出水，通过出水口向出水桶排水，最终出水硫酸盐浓度小于5mg/L，硝酸盐浓度小于10mg/L。
优选的，所述步骤三中的硝酸盐浓度为30mg/L-300mg/L。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明结构紧凑，占用空间小，实用性更强、体系内产生自发硫循环，有效降低硫的添加量；出水硫酸盐含量很低或不含硫酸盐；污泥及碳排放量低，有效降低后续处置成本；工艺操作简单、处理效果好。
（发明人：吕育锋;于娜;李斌;孙毅）