[实用新型]一种利用气体碳源的含氮废水处理系统

说明书

本实用新型公开了一种利用气体碳源的含氮废水处理系统，该系统包括进出气系统、进出水系统和生物反应器，所述进出气系统包括储气罐、阻火器、进气管道、气体增压泵、气体流量计A、气体止回阀A、空气管道、空气压缩机、混合气体管道、配气支管、出气管、气体流量计B以及气体止回阀B，所述配气支管固定安装在生物反应器内的下部，且配气支管的外端与混合气体管道固定连接。本实用新型利用甲烷作为反硝化所需的气体碳源，既能减少甲烷的排放，实现甲烷的资源化利用，又能有效实现含氮废水的有效脱氮；同时，本实用新型的系统具有出水水质稳定、耐冲击负荷能力强、结构紧凑、占地少的特点，而且管理维护简单、运行成本低。

技术领域

本实用新型涉及一种利用气体碳源的含氮废水处理系统，属于废水处理技术领域。

背景技术

我国废水排放量日渐增大，主要分为城镇污水和工业废水，废水中的污染物包括COD、氨氮、总氮、总磷、色度、重金属等，其中，氮污染物是废水中的主要污染物，一般通过微生物的生物脱氮实现去除，分为全程硝化反硝化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化等。对于以硝酸盐氮为主的含氮废水，需要外加碳源，为微生物提供电子供体。目前，常用的碳源主要包括固体碳源(乙酸钠、葡萄糖等)和液体碳源(甲醇、乙酸、发酵液等)，在一定程度上存在资源浪费、运行成本高、存在二次污染等问题。

甲烷是大气温室气体中含量仅低于二氧化碳的气体，甲烷的来源范围广，有研究表明其潜在的增温趋势是二氧化碳的28倍。甲烷氧化菌是一种能利用甲烷作为唯一的碳源和能源物质的微生物，能有效控制甲烷气体的排放。在甲烷气体和硝酸盐氮共同存在的环境中，通过微生物群落的共同作用，可以将甲烷中的电子转移至硝酸盐氮中，进而实现微生物脱氮作用。因此，在良好的微生物群落和反应控制条件下，甲烷气体是一种低成本、高效能、无二次污染的气体碳源，利用以甲烷为主的气体碳源进行含氮废水处理，既能降低含氮废水的处理成本，又能实现甲烷资源化利用，减少温室气体甲烷的排放。

废水脱氮处理方法包括物理化学法、生态法和生物法等，其中物化法包括混凝沉淀技术、高级氧化技术、电化学技术等，生态法包括人工湿地技术、稳定塘等，生物法包括反硝化生物滤池、膜生物反应器技术等。在工业废水处理中，混凝沉淀技术主要是用于预处理阶段，再辅以高级氧化技术进行污染物的去除，最后使用生态法或者生物法进行最终脱氮处理以达到排放标准，这导致工艺的复杂与运行的困难。对于城镇污水，通常采用生物法或者生态法进行脱氮处理。

然而，对于含氮废水的处理，现有生物脱氮技术需要添加固体碳源或液体碳源，存在资源浪费、运行成本高、二次污染等问题。此外，含氮废水的生态处理技术则存在占地面积大、冬季效果差、适应范围小等问题。

实用新型内容

针对含氮废水处理过程面临的资源浪费、运行成本高、二次污染等问题，本实用新型提供一种利用气体碳源的含氮废水处理系统，该系统通过控制系统中的微生物群落和反应条件，实现废水中氮污染的有效去除，并减少甲烷气体的排放。

本实用新型的技术方案：一种利用气体碳源的含氮废水处理系统，包括进出气系统、进出水系统和生物反应器，所述进出气系统包括储气罐、阻火器、进气管道、气体增压泵、气体流量计A、气体止回阀A、空气管道、空气压缩机、混合气体管道、配气支管、出气管、气体流量计B以及气体止回阀B，所述配气支管固定安装在生物反应器内的下部，且配气支管的外端与混合气体管道固定连接，在配气支管上固定连接有一组曝气头，所述混合气体管道分别与进气管道和空气管道连接，在进气管道上依次安装有阻火器、气体增压泵、气体流量计A以及气体止回阀A，在空气管道上依次安装有空气压缩机、气体流量计B以及气体止回阀B，在生物反应器的顶部固定连接有出气管；所述进出水系统包括固定连接在生物反应器底部的进水管和固定连接在生物反应器上部侧壁上的出水管，所述出水管与出水总管连接，在进水管上依次安装有废水增压泵、电磁流量计以及废液止回阀；所述生物反应器内固定在配气支管上方的滤板，在滤板上由下至上依次铺设有卵石层和填料层。