[发明专利]一种地下水微生物脱氮系统

摘要

一种地下水微生物脱氮系统，包括依次连接的脱氮处理池、活性炭滤池和消毒池；脱氮处理池由异养生物脱氮池和氢自养生物脱氮池串联组成，异养生物脱氮池和氢自养生物脱氮池的体积比为1:3，异养生物脱氮池内悬挂有填料，氢自养生物脱氮池中设置有中空纤维膜组件、pH在线监测仪和硝酸盐在线监测仪、氢气管路和二氧化碳管路，氢气管路和二氧化碳管路上均设置有控制阀门，氢气管路与中空纤维膜组件连接，氢自养生物脱氮池内设置有颗粒填料，氢气管路上的控制阀门、二氧化碳管路上的控制阀门、pH在线监测仪和硝酸盐在线监测仪均与PLC控制器连接。该系统实现了自动调控，处理效率高，操作安全方便，具有氢气利用效率高、成本低、无二次污染的特点。

主权项

一种地下水微生物脱氮系统，包括依次连接的脱氮处理池、活性炭滤池和消毒池；其特征是：脱氮处理池由异养生物脱氮池和氢自养生物脱氮池串联组成，异养生物脱氮池和氢自养生物脱氮池的体积比为1:3，异养生物脱氮池内悬挂有填料，氢自养生物脱氮池中设置有中空纤维膜组件、pH在线监测仪和硝酸盐在线监测仪、氢气管路和二氧化碳管路，氢气管路和二氧化碳管路上均设置有控制阀门，氢气管路与中空纤维膜组件连接，氢自养生物脱氮池的中空纤维膜组件间隙内设置有颗粒填料，氢气管路上的控制阀门、二氧化碳管路上的控制阀门、pH在线监测仪和硝酸盐在线监测仪均与PLC控制器连接；上述系统在地下水脱氮处理之前，取城市生活污水处理厂的缺氧池污泥作为接种污泥，分别接种到异养生物脱氮反应池和氢自养生物脱氮池，然后开始挂膜及驯化阶段，间歇进出水10‑30天使异养生物脱氮反应池中的填料和氢自养生物脱氮池中的中空纤维膜的表面初步形成生物膜；硝酸盐污染的地下水进入到异养生物脱氮池，异养生物处理池内填料上的生物膜利用水体中的有机物作为碳源和能源，NO3 – 作为电子受体进行反硝化，将NO3 – 还原成N2，去除水中有机物和部分NO3 –，消除水中有机物对后续氢自养反硝化的干扰，同时去除水体中部分NO3–；在氢自养生物脱氮池中，氢气进入中空纤维膜组件中的中空纤维膜，由中空纤维膜侧壁上的微孔向膜外扩散，氢气在向膜外扩散的过程中，中空纤维膜上附着的氢自养还原菌利用氢气作为电子受体，将流经膜外的水体中的NO3 ‑还原为N2，达到去除NO3‑的目的；当pH在线监测仪检测氢自养生物处理池内的pH值大于8.5时，PLC控制器控制二氧化碳管路上的控制阀门打开，向氢自养生物处理池内通入CO2，当pH在线监测仪检测pH值小于6.5时，PLC控制器控制二氧化碳管路上的控制阀门关闭，停止通入CO2；当硝酸盐在线监测仪检测到氢自养生物处理池内硝酸盐的处理负荷为1.0‑1.5g N/m2d时，控制进入中空纤维膜的氢气压力为0.04‑0.05MPa；当硝酸盐的处理负荷为0.5‑1.0g N/m2d时，控制进入中空纤维膜的氢气压力为0.03‑0.04MPa；当硝酸盐的处理负荷为小于0.5g N/m2d时，控制H2分压为0.02MPa；地下水生物脱氮处理后进入到活性炭滤池，利用活性炭吸附污水中的脱落生物膜及微生物次生代谢物；活性炭滤池的出水进入消毒池，消毒池采用二氧化氯消毒，杀灭出水中残余的微生物。