[发明专利]一种基于铁盐循环的一步脱氮装置及方法

权利要求书

1.一种基于铁盐循环的一步脱氮装置，其特征在于，包括第一反应室(Ⅰ)和第二反应室(Ⅱ)，第一反应室(Ⅰ)设置于第二反应室(Ⅱ)的上方，第一反应室(Ⅰ)和第二反应室(Ⅱ)之间通过第二反应室进水管(22)连接；第二反应室进水管(22)上端口设置有滤网(7)，第一反应室(Ⅰ)顶部设有第一加药管(4)和第一排气口(8)，第二反应室(Ⅱ)顶部设有第二加药管(5)及第二排气口(9)；第一反应室(Ⅰ)和第二反应室(Ⅱ)内部均匀分布着微生物载体(3)，其中第一反应室(Ⅰ)中的微生物载体(3)上附着有能够利用三价铁进行氨氧化的氨氧化细菌，第二反应室(Ⅱ)中的微生物载体(3)上附着有能够利用二价铁进行反硝化的反硝化细菌；第二反应室(Ⅱ)底部设有泥斗(18)，泥斗(18)底部连接有排泥管(19)；第一反应室(Ⅰ)和第二反应室(Ⅱ)内部均设有搅拌装置(6)，第一反应室(Ⅰ)还设有第一反应室进水管(1)；第二反应室(Ⅱ)设有出水管(12)，出水管(12)进口端设有反渗透膜(11)，第二反应室(Ⅱ)与第一反应室(Ⅰ)通过回流支路连接；第二反应室(Ⅱ)中设置pH计(10)。

2.根据权利要求1所述的一种基于铁盐循环的一步脱氮装置，其特征在于，第一反应室进水管(1)与第一反应室(Ⅰ)的下部连接；第二反应室出水管(12)入口和回流管(17)入口均与第二反应室(Ⅱ)下部连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于铁盐循环的一步脱氮装置，其特征在于，第二反应室(Ⅱ)上连接有高压泵(21)。

4.根据权利要求1所述的一种基于铁盐循环的一步脱氮装置，其特征在于，回流支路包括回流泵(15)，回流泵(15)的入口通过管道与第二反应室(Ⅱ)下部连接，回流泵(15)的出口通过管道与第一反应室(Ⅰ)的入口连接。

5.一种基于铁盐循环的一步脱氮方法，其特征在于，采用权利要求1-4任意一项所述的基于铁盐循环的一步脱氮装置进行，包括如下过程：

含氨的废水经过第一反应室进水管(1)进入第一反应室(Ⅰ)，将铁盐以柠檬酸铁的形式通过第一加药管(4)加入第一反应室(Ⅰ)，第一反应室(Ⅰ)中的搅拌装置(6)不断搅拌，含氨的废水与第一反应室(Ⅰ)中的微生物载体(3)进行反应，反应产生的气体经第一排气口(8)排出，反应产生的含二价铁离子和硝酸盐的混合液通过第二反应室进水管(22)及滤网(7)流至第二反应室(Ⅱ)；

第二反应室(Ⅱ)中，搅拌装置(6)不断搅拌，硝酸盐及亚铁离子在第二反应室(Ⅱ)中的微生物载体(3)作用下进行反硝化脱氮，产生的气体随第二排气口(9)排出；从第二加药管(5)投加预设量酸，使第二反应室(Ⅱ)中始终为非碱性；

第二反应室(Ⅱ)通过出水管(12)排水时，反渗透膜(11)截留铁离子于第二反应室(Ⅱ)，随着第二反应室(Ⅱ)的排水，第二反应室(Ⅱ)中的铁离子浓度升高，当反渗透膜(11)内外压差大于预设值时，出水管(12)和第二反应室进水管(22)截流，通过回流支路将第二反应室(Ⅱ)中的液体回流至第一反应室(Ⅰ)进行循环利用。

6.根据权利要求5所述的一种基于铁盐循环的一步脱氮方法，其特征在于，从第一加药管(4)将铁盐以柠檬酸铁的形式加入第一反应室(Ⅰ)，投加的柠檬酸铁质量与废水氨氮质量比为(8.16～10.88)：1；投加的柠檬酸铁物质的量与废水氨氮物质的量比为(6～8)：1。

7.根据权利要求6所述的一种基于铁盐循环的一步脱氮方法，其特征在于，第二加药管(5)加盐酸，所盐酸与柠檬酸铁的摩尔比为(0.5～0.7)：1。

8.根据权利要求5所述的一种基于铁盐循环的一步脱氮方法，其特征在于，第一反应室(Ⅰ)的水力停留时间与第二反应室(Ⅱ)的水力停留时间之比为(0.5～0.7)：1。

9.根据权利要求5所述的一种基于铁盐循环的一步脱氮方法，其特征在于，第一反应室(Ⅰ)中的pH为7.0～8.5，第二反应室(Ⅱ)中的pH为6.0～7.0。

10.根据权利要求5所述的一种基于铁盐循环的一步脱氮方法，其特征在于，反渗透膜(11)内外压差不大于反渗透膜(11)堵塞临界值。