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一種電輔助微生物反應器去除氨氮廢水的方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510688231.0

申請日:

2015.10.20

公開號:

CN105174464A

公開日:

2015.12.23

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):C02F 3/30申請公布日:20151223|||公開
IPC分類號: C02F3/30 主分類號: C02F3/30
申請人: 天津城建大學
發明人: 張景麗; 李暢; 曹占平
地址: 300384 天津市西青區津靜路26號
優先權:
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510688231.0

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2019.05.07|||2015.12.23

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的視為撤回|||公開

摘要

本發明涉及一種電輔助微生物反應器去除氨氮廢水的方法,它提供了一種厭氧微生物在電輔助陰極供電子的條件下,高效還原硝酸氮、亞硝酸氮生成氮氣脫氮的新方法;通過陰陽極板的分置設置、以及缺氧區和好氧區污泥的完全分離,進一步提高了電輔助在微生物脫氮方面的耦合作用;本發明的特征在于:將電輔助的陰陽極板分別設置在缺氧區和好氧區,氨氮廢水經好氧區微生物的呼吸作用轉化為硝酸氮、亞硝酸氮,經連通管段,硝酸氮、亞硝酸氮流進缺氧區;在缺氧區,微生物利用陰極提供的電子來還原硝酸氮、亞硝酸氮生成氮氣而脫氮,電輔助微生物反應器可充分發揮微生物和電輔助供電子的耦合作用。

權利要求書

權利要求書
1.  一種電輔助微生物反應器去除氨氮廢水的方法,其特征在于:將電輔助的陰、陽極板分別設置缺氧區和好氧區兩個不同的反應區,兩個反應區通過連通管段相連通,在好氧區曝氣,在缺氧區不曝氣僅進行攪拌;由兩個不同的反應區及連通管段中的水以及電極板與外電路構成電催化回路;陰極板采用具有儲電子和緩慢釋電子功能的鈀極板、鍍鈀極板或石墨極板,陽極板采用不溶性金屬極板、金屬氧化物極板或石墨極板;含氨氮廢水首先進入好氧區,被微生物好氧氧化為亞硝酸氮和硝酸氮,而后,含亞硝酸氮和硝酸氮的廢水流入缺氧區,微生物利用電輔助提供的電子還原亞硝酸氮和硝酸氮為氮氣而脫氮,可達標排放;一種電輔助微生物反應器去除氨氮廢水的方法,可充分發揮微生物和電輔助供電子的耦合作用,且微生物分別在缺氧、好氧下保持各自的最佳硝化脫氮環境;電輔助電極的電壓為0.2~3V,總水力停留時間在5~20h,好氧區和缺氧區的水力停留時間比為2~5∶1。

2.  如權利要求1所描述的一種電輔助微生物反應器去除氨氮廢水的方法,其特征是所述的電輔助的陽極板和陰極板分別設置在好氧反應區和缺氧反應區兩個不同的反應區中,兩個反應區通過連通管相連通;由兩反應區及連通管中的水以及電極板與外電路構成電催化回路。

3.  如權利要求1所描述的一種電輔助微生物反應器去除氨氮廢水的方法,其特征是所述的廢水首先進入好氧反應區,而后通過連通管進入缺氧反應器反應區,最后由缺氧反應區排出;放置陽極板的好氧反應區進行曝氣,放置陰極板的缺氧反應區僅進行攪拌,不曝氣并保持缺氧狀態。

4.  如權利要求1所描述的一種電輔助微生物反應器去除氨氮廢水的方法,其特征是所述的電輔助電極的電壓為0.2~3V,總水力停留時間在5~20h,好氧區和缺氧區的水力停留時間比為2~5∶1。

5.  如權利要求1所描述的一種電輔助微生物反應器去除氨氮廢水的方法,其特征是所述的連通管除了起污水連通的作用外,還起到對好氧反應區污泥分離的作用。

6.  如權利要求1所描述的一種電輔助微生物反應器去除氨氮廢水的方法,其特征是所述的好氧反應區和缺氧反應區的污泥完全水力分離。

說明書

說明書一種電輔助微生物反應器去除氨氮廢水的方法
技術領域
本發明涉及一種高效去除氨氮廢水的電生物反應器新工藝,該方法主要是在微生物硝化反硝化去除氨氮的基礎上,利用電輔助陰極供電子來高效反硝化脫氮而開發的,屬于氨氮廢水處理的環境保護領域。
背景技術
氨氮廢水廣泛產生于染料、農藥、有機物合成、化工及醫藥等行業,是一類污染面廣、對水體危害較大,引起富營養化的物質,氨氮的高效、經濟的治理為國際上十分關注的課題。目前的治理方法主要有:吸附法、吹脫法、沉淀法、生物法。其中生物硝化和反硝化法脫氮成為脫氮的主要方法。生物脫氮通過氨氮生物好氧硝化生成硝酸氮、亞硝酸氮,而后硝酸氮、亞硝酸氮經微生物缺氧還原生成氮氣而實現脫氮,微生物缺氧還原脫氮需要有效的電子供體,微生物利用電輔助陰極提供的電子供體可高效還原硝酸氮、亞硝酸氮脫氮,其還原脫氮的效率遠高于其他電子供體。為解決微生物缺氧下條件下還原硝酸氮、亞硝酸氮脫氮的電子供體問題,將電輔助引入微生物脫氮過程,利用電輔助供電子強化微生物還原脫氮已成為新的研究方向,具有重要的理論意義和應用價值。
發明內容
本發明涉及一種電輔助微生物反應器去除氨氮廢水的方法,它提供了一種在電輔助下微生物利用陰極提供的電子高效還原硝酸氮、亞硝酸氮脫氮的新方法。實現了電輔助與微生物脫氮的協同去除作用。
本發明的特征在于:將電輔助電極的陰陽極板分別設置在生物反應器的缺氧區和好氧區,缺氧區和好氧區通過管段相連通,含氨氮廢水首先進入好氧區進行微生物硝化反應,生成硝酸氮、亞硝酸氮,而后通過連通管段進入缺氧區,在缺氧區微生物利用的電輔助提供的電子供體進行反硝化反應生成氮氣而脫氮。好氧區進行好氧曝氣,缺氧區進行攪拌,不曝氣。由好氧區、缺氧區及連通管段中的水以及電極板與外電路構成電輔助回路。陰極板采用具有儲電子和緩慢釋電子功能的鈀極板、鍍鈀極板或石墨極板,陽極板采用不溶性金屬極板、金屬氧化物極板或石墨極板。氨氮廢水在好氧區經好氧曝氣生成的硝酸氮、亞硝酸氮,再經缺氧池的微生物還原生成氮氣而脫氮后可達標排放。
一種電輔助微生物反應器去除氨氮廢水的方法,可充分發揮微生物和電輔助的耦合作用,特別是電輔助陰極提供電子供體用于微生物還原脫氮的耦合。且微生物可在缺氧和好氧條件下保持各自的最佳降解環境。電輔助電極的電壓為0.2~3V,總水力停留時間在5~20h,好氧區和缺氧區的水力停留時間比為2~5∶1。
附圖說明
圖1:電輔助微生物反應器流程示意圖
1.直流電源2.反應器進水3.曝氣頭4.好氧區5.陽極板6.連通管7.陰極板8.陰極室出水(帶小型污泥沉淀區)9.攪拌器10.缺氧區11.曝氣管12.出水管
具體實施方式
實施例1:
采用電輔助微生物反應器處理含氨氮濃度為155~345mg/L的廢水,電輔助微生物反應器的好氧區容積分別為500m3,缺氧區容積為100m3,好氧區放置陽極石墨板,并設曝氣裝置,曝氣量為2000m3/h。缺氧區放置陰極石墨板,并設攪拌功率為15kW,催化電極的電壓為0.5V。連通管直徑為250mm。總水力停留時間為72h。
經調試穩定運行后,檢測進出水水質見表1:
表1

從表1的檢測可知,本發明的電輔助微生物反應器處理含氨氮濃度為155~345mg/L的廢水時,去除率在90%以上,去除效果穩定,為高濃度氨氮廢水的微生物高效去除提供了新的方法和思路。
實施例2:
化工廢水處理站的污水含氨氮濃度為40~95mg/L,總氮濃度為51~105mg/L,原處理工藝采用微生物好氧-缺氧脫氮方法,缺氧脫氮的電子供體采用的是生活污水,出水氨氮不能達標排放。為此采用該發明的電輔助微生物反應器新工藝進行了改造,在缺氧區中安裝圓桶型網狀鈦基鍍鈀陰極板,在好氧區中安裝圓桶型網狀鈦基鍍釕陽極板,穩流直流電壓提供2.1V的電壓。經過調試,開始進行正常運行,在處理廢水流量、水質不變,水力停留時間也不變的情況下進行了水質檢測,檢測出水氨氮的濃度在2.5~4g/L,去除率在98%以上,總氮的去除率中92%以上。到達了排放標準,改造取得了預期的效果。改造后,廢水的脫氮效果較原工藝提高了近20%,而處理行費用僅增加1.5%,滿足了環保的需要和改造要求。
實施例1和實施例2得出:采用本發明的一種電輔助微生物反應器去除氨氮廢水的方法,對氨氮廢水的處理效果穩定,去除率高。在處理效率上較傳統的微生物方法脫氮有較大的提升,并可對現有的生物處理工藝進行提升改造以提高脫氮處理效果。
本發明提出的一種電輔助微生物反應器去除氨氮廢水的方法,已通過實施例進行了描述,相關技術人員明顯能在不脫離本發明的內容、精神和范圍內對本文所述的內容進行改動或適當變更與組合,來實現本發明。特別需要指出的是,所有相類似的替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的,他們都被視為包括在本發明的精神、范圍和內容中。

關 鍵 詞:
一種 輔助 微生物 反應器 去除 廢水 方法
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