[发明专利]一种强化铁自养反硝化耦合碳捕获的装置与方法

说明书

本发明涉及废水脱氮与碳减排技术领域，尤其涉及一种强化铁自养反硝化耦合碳捕获的装置与方法。本发明提供了一种强化铁自养反硝化耦合碳捕获的装置，包括进水装置、二氧化碳供气系统、弱磁场反应器和吸附液池；所述进水装置与所述弱磁场反应器的进水口连接；所述二氧化碳供气系统与所述弱磁场反应器的进气口连接；所述弱磁场反应器通过排气口与吸附液池连接；所述弱磁场反应器中包括铁系载体。所述装置能够同步实现在废水中脱氮和碳减排的目的。

技术领域

本发明涉及废水脱氮与碳减排技术领域，尤其涉及一种强化铁自养反硝化耦合碳捕获的装置与方法。

背景技术

氮污染物(包括氨氮和硝态氮)可导致水体富营养化并进一步破坏各种水生态系统，氮污染物控制是水环境治理领域中亟待解决的问题之一。生物脱氮技术以其高效、低成本的特点被广泛应用于脱氮领域。在碳中和背景下，低碳治水是废水脱氮领域的新方向和新路径。自养反硝化无需额外投加有机碳源，不直接排放二氧化碳；污泥产量少、能耗低，间接碳排放量少；自养微生物以二氧化碳作为碳源，以无机物作为硝态氮还原的电子供体完成新陈代谢，可在脱氮的同时实现二氧化碳固定。铁自养反硝化，即利用铁腐蚀生成的无机电子供体(H₂、Fe²⁺)完成氢自养反硝化和亚铁自养反硝化，在废水脱氮和碳减排领域具有很好的应用前景。

目前，铁自养反硝化技术仍存在自养微生物生长速度慢、反应器启动时间长、脱氮速率偏低、没有重视CO₂捕集(目前主要以碳酸氢盐作为无机碳源)等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种强化铁自养反硝化耦合碳捕获的装置与方法，所述装置能够同步时间在废水中脱氮和碳减排的目的。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种强化铁自养反硝化耦合碳捕获的装置，包括进水装置、二氧化碳供气系统、弱磁场反应器和吸附液池；

所述进水装置与所述弱磁场反应器的进水口连接；

所述二氧化碳供气系统与所述弱磁场反应器的进气口连接；

所述弱磁场反应器通过排气口与吸附液池连接；

所述弱磁场反应器中包括铁系载体。

优选的，所述弱磁场反应器包括曝气装置、多孔载体承托板和组合磁性载体；

所述曝气装置位于所述弱磁场反应器的底部；

所述多孔载体承托板位于所述曝气装置的上方；

所述组合磁性载体由所述多孔载体承托板承托在所述多孔载体承托板的上方。

优选的，所述组合磁性载体包括铁系载体、永磁铁和球形填料；

所述铁系载体通过球形填料包裹固定，所述永磁铁为片状磁铁；

所述片状磁铁位于所述铁系载体的内部，且所述片状磁铁的中心位置与所述球形填料的球心位置相同。

优选的，所述弱磁场反应器设置有弱磁场反应区；

所述弱磁场反应区的个数≥2；

多个弱磁场反应区依次连通并顺次连接。

优选的，所述弱磁场反应区包括第一弱磁场反应区、第二弱磁场反应区、永磁体、曝气装置、多孔载体承托板和铁系载体；

所述永磁体包括第一永磁铁、第二永磁铁和第三永磁铁；所述第一永磁铁、第二永磁铁和第三永磁铁将第一弱磁场反应区和第二弱磁场反应区隔开；

所述曝气装置位于所述弱磁场反应器的底部；

所述多孔载体承托板位于所述曝气装置的上方；