[实用新型]一种基于矿化填料的高效微生物菌团一体化脱氮装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及废水生物脱氮领域，特别涉及一种基于矿化填料的高效微生物菌团一体化脱氮装置。

背景技术

根据《全国水资源综合规划》，在全国主要江河湖库划定的6834个水功能区中，有33％的水功能区化学需氧量或氨氮现状污染物入河量超过其纳污能力，且为其纳污能力的4－5倍，部分河流(段)甚至高达13倍。氨氮废水排放量大，危害严重，并且来源广泛,另一方面，随着城市化进程加快，城市生活垃圾与日俱增，填埋场数量可观，产生大量性质趋于稳定的填埋物质——矿化填料，这种矿化填料具有较好的化学吸附性能及丰富多样的微生物群落结构，对于污染物的去除有良好的效果。用这些廉价易得的环境废弃物作为处理废水的材料，不但处理费用低廉，而且还可以使填埋场内的矿化垃圾资源化，实现以“废”治“废”的目的，具有广阔发展前景。

硝化反硝化是传统的生物脱氮技术，但由于大多数参与硝化反应的微生物：氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌均为好氧型微生物，但参与反硝化作用的微生物多为厌氧菌，二者由于对氧气的需求量不同而不能在同一均匀供氧的反应器中共生。该反应器设计则从空间上实现氧气浓度变化，将硝化反硝化一体化，节省空间的同时实现清洁脱氮。

硝化作用是一个序列反应，先由一类细菌把氨氧化成亚硝酸盐，再由另一类细菌把亚硝酸盐氧化成硝酸盐，这其中，催化氨转化为羟胺的酶是氨单加氧酶，催化羟胺转化为亚硝酸盐的酶是羟胺氧还酶，催化亚硝酸盐转化为硝酸盐的酶称为亚硝酸氧还酶。

整个硝化反应为：

反硝化作用是指将硝酸盐和亚硝酸盐还原为氮气的生物反应。从微生物学的角度看，反硝化作用是反硝化细菌的厌氧呼吸过程，硝酸盐是电子受体，氮气是代谢产物，要完成这个厌氧呼吸过程，还必须不断地从外界获得电子供体(通常为有机物)。

自养反硝化的过程为：

5S+6KNO₃+2H₂O→K₂SO₄+3N₂+4KHSO₄

异养反硝化的过程为：

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于矿化填料的高效微生物菌团一体化脱氮装置。

为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是：

一种基于矿化填料的高效微生物菌团一体化脱氮装置，包括反应器本体，所述的反应器本体的顶部设有进水口，底部设有出水口，反应器本体内部由上至下分别为布水层、好氧区、厌氧区和承托层；所述的布水层内填充有海绵，好氧区和厌氧区内填充有用于构建微生物菌团的矿化填料，好氧区内设有多根导气管，所述的导气管与外部气源连接，导气管的管体上均匀分布有多个气孔，在好氧区和厌氧区的交界处设有一根导液管，所述的导液管的管体上朝向好氧区开有多个水孔，导液管的一端伸出至反应器本体外，所述的承托层内填充有沙料。

所述的一种基于矿化填料的高效微生物菌团一体化脱氮装置，所述的矿化填料为经过4-10年填埋的城市生活垃圾，其中含水率25％-40％，灰分50-65％，pH7.7-8.1，有机质含量7％-12％，阳离子交换量为10-25mmol/100g，孔隙率为30-45％，粒径0.5-2mm，表面富含的官能团有：羟基、羧基和氨基，丰度高于7％的微生物有：鞘氨醇单胞菌、热单胞菌、噬氢菌属。

所述的一种基于矿化填料的高效微生物菌团一体化脱氮装置，所述的布水层设置的海绵的厚度为20-40mm，每平方英寸的海绵质指数为35-50。

所述的一种基于矿化填料的高效微生物菌团一体化脱氮装置，所述的好氧区内从上到下设有三根导气管，导气管沿水平方向设置，且两两呈60°交错，导气管居中的一根伸出至反应器外壁外以与外界气源连接，三根导气管之间通过一根竖直设置的通气管互相连接。

所述的一种基于矿化填料的高效微生物菌团一体化脱氮装置，所述的外界气源包括气泵和转子流量计，所述的气泵通过转子流量计连接至导气管。

所述的一种基于矿化填料的高效微生物菌团一体化脱氮装置，还包括好氧区填料取样口，所述的好氧区填料取样口设置于反应器的外壁上，并位于导气管与外界气源连接处的正对面。

所述的一种基于矿化填料的高效微生物菌团一体化脱氮装置，反应器填料主体分为上半部分好氧区与下半部分厌氧区，其高度比为(1.2-1.5)：1。