[发明专利]一种基于铁盐循环的一步脱氮装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于铁盐循环的一步脱氮装置及方法，第一反应室置于第二反应室上方，通过第二反应室进水管连接，第一反应室用于硝化反应，生成一氧化二氮和三价铁；硝化反应液由第一反应室进入第二反应室；第二反应室用于自养反硝化反应，来自第一反应室的硝酸盐和亚铁在此发生反应，生成氮气和三价铁，实现脱氮；第二反应室出水端设有反渗透膜，用于截留铁离子，第二反应室设置回流管接口，将浓缩后的三价铁溶液回流至第一反应室进行循环利用。本发明通过将硝化细菌和反硝化菌分开在两个反应室中，提供不同的生存环境供其生长代谢；第二反应室产生的三价铁浓缩液回流至第一反应室，通过循环利用铁盐实现废水一步脱氮，具有创新意识和实用价值。

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种基于铁盐循环的一步脱氮装置及方法。

背景技术

我国水体氮素污染严重，亟待治理。传统反硝化技术以有机物作为电子供体，脱氮效能高但投资成本大。尤其是在全国实施“控源减排”后，水体有机污染得到有效控制，水体中C/N比大幅降低，寻求新型自养脱氮技术迫在眉睫。

短程硝化-厌氧氨氧化技术作为一种新型自养脱氮技术，已被应用于实际废水的处理，然而由于短程硝化的难以控制及厌氧氨氧化菌的“娇弱”，使得短程硝化-厌氧氨氧化技术的推广应用受到阻碍。

1996年，Straub等提出自养反硝化技术，微生物利用亚铁盐作为电子供体进行反硝化。该项技术一经提出，就受到广大学者的关注。铁型自养反硝化技术具有安全性高、无毒害、价格低廉等优势。

而后，另一项铁型氨氧化技术出世，即氨氧化菌利用三价铁作为电子受体将铵根离子氧化为硝酸盐。

但是，利用铁进行自养反硝化存在无法将铁盐进行有效利用的问题，需要在自养反硝化的阶段中不断投加铁盐，造成铁盐的利用率低，不满足资源化的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于铁盐循环的一步脱氮装置及方法，以解决现有技术中存在自养反硝化过程中铁盐利用率低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种基于铁盐循环的一步脱氮装置，包括第一反应室和第二反应室，第一反应室设置于第二反应室的上方，第一反应室和第二反应室之间通过第二反应室进水管连接；第二反应室进水管上端口设置有滤网，第一反应室顶部设有第一加药管和第一排气口，第二反应室顶部设有第二加药管及第二排气口；第一反应室和第二反应室内部均匀分布着微生物载体，其中第一反应室中的微生物载体上附着有能够利用三价铁进行氨氧化的氨氧化细菌，第二反应室中的微生物载体上附着有能够利用二价铁进行反硝化的反硝化细菌；第二反应室底部设有泥斗，泥斗底部连接有排泥管；第一反应室和第二反应室内部均设有搅拌装置，第一反应室还设有第一反应室进水管；第二反应室设有出水管，出水管进口端设有反渗透膜，第二反应室与第一反应室通过回流支路连接；第二反应室中设置pH计。

第一反应室进水管与第一反应室的下部连接；第二反应室出水管入口和回流管入口均与第二反应室下部连接。

第二反应室上连接有高压泵，参与反渗透过程，当反渗透膜进行反渗透时，用于提供负压条件。

回流支路包括回流泵，回流泵的入口通过管道与第二反应室下部连接，回流泵的出口通过管道与第一反应室的入口连接。

一种基于铁盐循环的一步脱氮方法，采用本发明上述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进入第一反应室，将铁盐以柠檬酸铁的形式通过第一加药管加入第一反应室；第一反应室中的搅拌装置不断搅拌，含氨的废水与第一反应室中的微生物载体进行反应，反应产生的气体经第一排气口排出，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及滤网流至第二反应室；