[发明专利]吸附与生物硝化一体化的反应器系统

摘要

本发明公开了一种吸附与生物硝化一体化的反应器系统。该反应器系统由反应器主体、进水管、排气管、反冲洗出水管、固定轴、支架、多孔布水管、细颗粒改性活性炭吸附剂、小孔径多孔隔板、负载有氨氧化细菌的煤矸石吸附剂、大孔径多孔隔板、曝气管、反冲洗进水管、鹅卵石、出水管、承托板、充气泵组成；固定轴位于反应器主体顶板的圆心处，多孔布水管通过支架与固定轴相连；两个排气管分别对称穿过反应器主体顶板的两侧；多孔布水管下方依次为细颗粒改性活性炭吸附剂、小孔径多孔隔板、负载有氨氧化细菌的煤矸石吸附剂、大孔径多孔隔板、曝气管、反冲洗进水管、鹅卵石；曝气管与充气泵相连接；鹅卵石下方由承托板支撑，承托板下方连接出水管。

主权项

一种吸附与生物硝化一体化的反应器系统，其特征在于，该反应器系统由反应器主体、进水管、排气管、反冲洗出水管、固定轴、支架、多孔布水管、细颗粒改性活性炭吸附剂、小孔径多孔隔板、负载有氨氧化细菌的煤矸石吸附剂、大孔径多孔隔板、曝气管、反冲洗进水管、鹅卵石、出水管、承托板、充气泵组成；固定轴位于反应器主体顶板的圆心处，进水管穿过固定轴与多孔布水管相连，多孔布水管通过支架与固定轴相连；两个排气管分别对称穿过反应器主体顶板的两侧，距离顶板的圆心为35cm；反冲洗出水管在反应器主体一侧；从多孔布水管下方5cm处开始，依次为细颗粒改性活性炭吸附剂、小孔径多孔隔板、负载有氨氧化细菌的煤矸石吸附剂、大孔径多孔隔板、曝气管、反冲洗进水管、鹅卵石；曝气管与充气泵相连接；在鹅卵石与曝气管之间的插入有反冲洗进水管；鹅卵石下方由承托板支撑，承托板下方连接出水管；所述负载有氨氧化细菌的煤矸石吸附剂由如下方法制备：(1)将粒径为2～3cm的85g煤矸石加入到500mL自来水中，在1000r/min条件下搅拌5分钟，过滤除去液体得到物质A0，将物质A0加入到500mL去离子水中，在1000r/min条件下搅拌5分钟，过滤除去液体得到物质A1，将物质A1加入到500mL质量百分比浓度为90％的乙醇溶液中，在1000r/min条件下搅拌5分钟，过滤除去液体得到物质A2，将物质A2加入到500mL去离子水中，在1000r/min条件下搅拌5分钟，过滤除去液体得到物质A3，将物质A3在温度为105℃的干燥箱中放置50分钟，得到物质A；(2)将2.36克NaCl和3.61克LiCl加入到1600mL去离子水中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量4份，得到混合液H1、混合液H2、混合液H3、混合液H4；(3)将150mL摩尔浓度为0.55mol/L的Fe(NO₃)₂溶液和50mL摩尔浓度为0.45mol/L的Ni(NO₃)₂溶液加入到混合液H1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液J1；(4)将物质A加入到混合液J1中，在温度为35℃的摇床中摇动20分钟，过滤除去液体得到物质B1，物质B1在温度为105℃的干燥箱中放置40分钟，得到物质B2；(5)将140mL摩尔浓度为0.55mol/L的Fe(NO₃)₂溶液和60mL摩尔浓度为0.45mol/L的Ni(NO₃)₂溶液加入到混合液H2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液J2；(6)将物质B2加入到混合液J2中，在温度为35℃的摇床中摇动20分钟，过滤除去液体得到物质B3，物质B3在温度为105℃的干燥箱中放置40分钟，得到物质B4；(7)将130mL摩尔浓度为0.55mol/L的Fe(NO₃)₂溶液和70mL摩尔浓度为0.45mol/L的Ni(NO₃)₂溶液加入到混合液H3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液J3；(8)将物质B4加入到混合液J3中，在温度为35℃的摇床中摇动20分钟，过滤除去液体得到物质B5，物质B5在温度为105℃的干燥箱中放置40分钟，得到物质B6；(9)将120mL摩尔浓度为0.55mol/L的Fe(NO₃)₂溶液和80mL摩尔浓度为0.45mol/L的Ni(NO₃)₂溶液加入到混合液H4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液J4；(10)将物质B6加入到混合液J4中，在温度为35℃的摇床中摇动20分钟，过滤除去液体得到物质B7，物质B7在温度为105℃的干燥箱中放置40分钟，得到物质B；(11)将3.11克CoCl₂和3.74克ZnCl₂加入到2000mL去离子水中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量5份，得到混合液K1、混合液K2、混合液K3、混合液K4、混合液K5；(12)将150mL摩尔浓度为0.49mol/L的Cu(NO₃)₂溶液和50mL摩尔浓度为0.62mol/L的Pb(NO₃)₂溶液加入到混合液K1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液L1；(13)将物质B加入到混合液L1中，在温度为35℃的摇床中摇动20分钟，过滤除去液体得到物质C1，物质C1在温度为105℃的干燥箱中放置40分钟，得到物质C2；(14)将140mL摩尔浓度为0.49mol/L的Cu(NO₃)₂溶液和60mL摩尔浓度为0.62mol/L的Pb(NO₃)₂溶液加入到混合液K2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液L2；(15)将物质C2加入到混合液L2中，在温度为35℃的摇床中摇动20分钟，过滤除去液体得到物质C3，物质C3在温度为105℃的干燥箱中放置40分钟，得到物质C4；(16)将130mL摩尔浓度为0.49mol/L的Cu(NO₃)₂溶液和70mL摩尔浓度为0.62mol/L的Pb(NO₃)₂溶液加入到混合液K3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液L3；(17)将物质C4加入到混合液L3中，在温度为35℃的摇床中摇动20分钟，过滤除去液体得到物质C5，物质C5在温度为105℃的干燥箱中放置40分钟，得到物质C6；(18)将120mL摩尔浓度为0.49mol/L的Cu(NO₃)₂溶液和80mL摩尔浓度为0.62mol/L的Pb(NO₃)₂溶液加入到混合液K4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液L4；(19)将物质C6加入到混合液L4中，在温度为35℃的摇床中摇动20分钟，过滤除去液体得到物质C7，物质C7在温度为105℃的干燥箱中放置40分钟，得到物质C8；(20)将110mL摩尔浓度为0.49mol/L的Cu(NO₃)₂溶液和90mL摩尔浓度为0.62mol/L的Pb(NO₃)₂溶液加入到混合液K5中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液L5；(21)将物质C8加入到混合液L5中，在温度为35℃的摇床中摇动20分钟，过滤除去液体得到物质C9，物质C9在温度为105℃的干燥箱中放置40分钟，得到物质C；(22)将0.11克8‑甲基喹啉在1000r/min搅拌条件下加入到1200mL无水乙醇中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量4份，得到混合液M1、混合液M2、混合液M3、混合液M4；(23)将0.13克乙醇胺和0.17克4‑硝基苯酚加入到混合液M1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液N1；(24)将物质C加入到混合液N1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，过滤除去液体得到物质D1，物质D1在温度为65℃的干燥箱中放置45分钟，得到物质D2；(25)将0.11克乙醇胺和0.16克4‑硝基苯酚加入到混合液M2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液N2；(26)将物质D2加入到混合液N2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，过滤除去液体得到物质D3，物质D3在温度为65℃的干燥箱中放置45分钟，得到物质D4；(27)将0.10克乙醇胺和0.15克4‑硝基苯酚加入到混合液M3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液N3；(28)将物质D4加入到混合液N3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，过滤除去液体得到物质D5，物质D5在温度为65℃的干燥箱中放置45分钟，得到物质D6；(29)将0.9克乙醇胺和0.14克4‑硝基苯酚加入到混合液M4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液N4；(30)将物质D6加入到混合液N4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，过滤除去液体得到物质D7，物质D7在温度为65℃的干燥箱中放置45分钟，得到物质E；(31)将1.75克NH₄Cl、8.23克NaCl、3.31克KH₂PO₄、1.29克K₂HPO₄、0.44克FeCl₃、0.23克CoCl₂、0.22克ZnCl₂、0.11克CuCl₂、2.39克MgSO₄、1.63克CaCl₂和0.13克NiCl₂加入到1000mL去离子水中，在1000r/min条件下搅拌5分钟，得到混合液O；(32)将10mL含菌量为5×10¹²CFU/mL的氨氧化细菌培养液加入到混合液O中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液P；(33)将物质E加入到混合液P中，在温度为35℃的摇床中摇动24小时，过滤除去液体得到物质F