[发明专利]一种基于多级滤池去除地下水硝酸盐的装置和方法

说明书

本发明提供了一种基于多级滤池去除地下水硝酸盐的装置和方法，属于给水处理技术领域。本发明中反硝化生物滤池1中的第一滤料层6上的反硝化细菌能够通过利用外加碳源将硝酸盐氮转化为N₂，从而去除地下水中的硝酸盐；曝气生物滤池2上的微生物具有氧化降解能力，在曝气条件下能够对反硝化生物滤池1出水中的多余碳源进行快速净化去除；曝气生物滤池2出水自上而下流经砂滤池3，使第三滤料层17呈压实状态，第三滤料层17中的滤料粒径≤2mm，对生物膜以及其他悬浮物有截留与过滤作用，能够对反硝化生物滤池1和曝气生物滤池2可能泄露的微生物进行有效截留，最终使出水达到饮用水标准。

技术领域

本发明涉及给水处理技术领域，特别涉及一种基于多级滤池去除地下水硝酸盐的装置和方法。

背景技术

地下水是贮存于包气带以下地层空隙，包括岩石孔隙、裂隙和溶洞之中的水，是水资源的重要组成部分，是人类的重要饮用水源。

近几十年来，随着我国经济社会的快速发展，地下水资源开发利用量呈迅速增长态势，大量含氮废水随着工农业的发展而被排入自然水体并进入地下水中，造成了地下水的硝酸盐污染。尽管硝酸盐本身对人体没有危害，但在人体内有可能经硝酸盐还原菌作用变成亚硝酸盐，从而引起高铁血红蛋白症，或形成致癌物质亚硝基胺，对人体健康构成威胁。据我国最新生活饮用水卫生标准，饮用水中的硝酸盐不应超过10mg/L。

目前，硝酸盐去除技术大体分为物理化学法、化学法和生物技术法等。物理化学法主要有蒸馏、电渗析、反渗透和离子交换法，其存在处理费用比较高、前处理要求高、容易产生二次污染等问题，在应用上受到一定的限制；化学法是利用一定的还原剂还原水中的硝酸盐从而去除硝酸盐，目前研究较多的还原剂有金属FeO、Fe²⁺等，由于反应条件的控制比较严格、副产物是氨氮，易造成二次污染，使得化学法在应用中也受到一定的限制；生物技术法利用反硝化菌将硝酸盐降解为氮气，一般经历由NO₃^--NO₂^--NO-N₂O-N₂的过程，但生物法的应用范围有限、条件较难控制，一般只应用于污水处理领域，将生物法处理硝酸盐应用于饮用水处理的研究相对较少。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于多级滤池去除地下水硝酸盐的装置和方法。本发明提供的装置和方法能够有效去除地下水中的硝酸盐并达到饮用水标准，且操作简单，成本低，不产生二次污染。

为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种基于多级滤池去除地下水硝酸盐的装置，包括呈“递减阶梯状”排列的反硝化生物滤池1、曝气生物滤池2和砂滤池3；

所述反硝化生物滤池1自下而上依次设有第一进水区4、第一承托层5、第一滤料层6和第一存水区7；所述第一进水区4的入口与进水管8连通；所述第一承托层5贯穿有多个布水滤头；所述第一滤料层6中生长有反硝化细菌；所述第一存水区7侧壁设有第一溢流堰9；

所述曝气生物池设有“L”状的第二进水区10，所述第二进水区10的入口与第一溢流堰9连通，所述第二进水区10的底部设有曝气管11；在所述第二进水区10底部上方自下而上依次设有第二承托层12、第二滤料层13和第二存水区14；所述第二承托层12贯穿有多个布水滤头；所述第二滤料层13中生长有具有氧化降解能力的微生物；所述第二存水区14侧壁设有第二溢流堰15；

所述砂滤池3自上而下依次设有第三进水区16、第三滤料层17、第三承托层18和第三存水区19；所述第三进水区16与第二溢流堰15连通；所述第三滤料层17中滤料的粒径≤2mm；所述第三承托层18贯穿有多个布水滤头；所述第三存水区19的出口与出水管20连通。