CN110204062A - 一种除硝酸盐反应器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种除硝酸盐反应器，该除硝酸盐反应器包括反应器本体、微米膜组件、吸附有脱氮硫杆菌的活性炭层、进水口、排水口、氢气输入口和排气阀；所述进水口和氢气输入口设置于所述反应器本体的下部，所述排水口设置于所述反应器本体的上部，所述排气阀设置于所述反应器本体的顶部开口；所述微米膜组件为多组且分别设置于所述反应器本体内不同高度处，每组所述微米膜组件表面均负载有所述吸附有脱氮硫杆菌的活性炭层。本发明除硝酸盐反应器在微米膜组件负载有脱氮硫杆菌的活性炭层，使得脱氮硫杆菌能够反硝化水中的硝酸盐以去除硝酸盐，不同高度水体中的硝酸盐能同时被脱氮硫杆菌净化，硝酸盐脱除功效高。

Description

一种除硝酸盐反应器

技术领域

本发明实施例涉及脱硝技术领域，具体涉及一种除硝酸盐反应器。

背景技术

近几十年来，随着工农业生产的发展，农村、城市的地下水都存在着不同程度的氮污染问题，农业化肥的过量使用，尤其足氮肥的过量使用和动物排泄物的处置不当，使世界许多地方地表水和地下水中硝酸盐氮的含量在不断升高，已经危及包气带土壤和地下水的质量安全，硝酸盐污染日趋严重。自来水等日常引用水中也存在一定的硝酸盐残留，如何能很好地净化水体、除去水体中的硝酸盐密切关系着人们的身体健康。

现有技术公开了一种应用厌氧膜生物反应器对污水进行处理以脱硫除氮的方法，该方法包括以下步骤：提供一厌氧反应器，该厌氧反应器中含有包括脱氮硫杆菌的活性污泥；所述活性污泥为厌氧颗粒污泥，初始投加量为5～15g/L；将含有硝酸盐和/或亚硝酸盐以及硫化物的待处理污水引入所述厌氧反应器中，与厌氧反应器中的脱氮硫杆菌相接触，脱氮硫杆菌利用硝酸盐为电子受体，将废水中硫化物氧化为单质硫，同时将硝酸盐和/或亚硝酸盐还原为氮气而去除；污水在其中的硝酸盐和/或亚硝酸盐以及硫化物经脱氮硫杆菌脱除后，进一步与膜组件中的分离膜接触，分离膜将绝大部分脱氮硫杆菌以及其他悬浮颗粒物质截留，截留的脱氮硫杆菌以及其他悬浮颗粒物质保留在反应器或返回反应器中，滤过液为处理后的水体。

现有的脱硝酸盐方法或反应器或者过于复杂，或者脱硝酸盐效果较差，如何设计一种除硝酸盐反应器能够简单高效地脱除水中的硝酸盐是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种除硝酸盐反应器，以解决现有技术中脱除硝酸盐效果差问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明实施例提供一种除硝酸盐反应器，该除硝酸盐反应器包括反应器本体、微米膜组件、吸附有脱氮硫杆菌的活性炭层、进水口、排水口、氢气输入口和排气阀；所述进水口和氢气输入口设置于所述反应器本体的下部，所述排水口设置于所述反应器本体的上部，所述排气阀设置于所述反应器本体的顶部；所述微米膜组件为多组且分别设置于所述反应器本体内不同高度处，每组所述微米膜组件表面均负载有所述吸附有脱氮硫杆菌的活性炭层。

进一步地，所述除硝酸盐反应器还包括氢气输入管，所述氢气输入管竖直设置于所述反应器本体内，所述氢气输入管不同高度处均开设有多个氢气排放孔，所述氢气输入管设置有与所述氢气输入口连通的氢气入口。

进一步地，多组所述微米膜组件分别连接于所述氢气输入管的不同高度处。

进一步地，每组所述微米膜组件包括多个竖直方向等间隔设置的微米膜，同组微米膜组件中微米膜的一端连接于所述氢气输入管且另一端均向下或均向上延伸，同组微米膜组件中的中微米膜与氢气输入管之间夹角相等。

进一步地，连接于所述氢气输入管上部的多组所述微米膜组件中微米膜的另一端均向上延伸，连接于所述氢气输入管下部的多组所述微米膜组件中微米膜的另一端均向下延伸。

进一步地，每组所述微米膜组件包括多个水平且等间隔设置的微米膜。

进一步地，上下相邻的两组所述微米膜组件中的多个微米膜在竖直方向交错设置；或者，上下相邻的两组所述微米膜组件中的多个微米膜在竖直方向投影重合。

进一步地，所述微米膜组件为孔径在0.02-0.05微米的膜组件。

进一步地，所述除硝酸盐反应器还包括用于检测所述反应器本体内气压的气体传感器以及与所述反应器本体和大气连通且能在所述气体传感器所检测到的气压值大于阈值时自动开启的限压阀。

本发明实施例具有如下优点：

本发明实施例的除硝酸盐反应器在微米膜组件负载有脱氮硫杆菌的活性炭层，使得脱氮硫杆菌能够反硝化水中的硝酸盐以去除硝酸盐，通过设置氢气输入口以实时充入足够氢气给反硝化反应提供足够电子使硝酸盐能更好地被去除，除硝酸盐反应器中不同高度水体中的硝酸盐能同时被脱氮硫杆菌净化，硝酸盐脱除功效高，能够更好地净化水体。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例1-5提供的一种除硝酸盐反应器的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明实施例6提供的一种除硝酸盐反应器的一种具体实施方式的结构示意图；

图3为本发明实施例7提供的一种除硝酸盐反应器的一种具体实施方式的结构示意图。

图中：

1反应器本体 2微米膜组件 3进水口

4排水口 5氢气输入口 6排气阀

7氢气输入管

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例提供一种除硝酸盐反应器，如图1所示，该除硝酸盐反应器包括反应器本体1、微米膜组件2、吸附有脱氮硫杆菌的活性炭层、进水口3、排水口4、氢气输入口5和排气阀6；所述进水口3和氢气输入口5设置于所述反应器本体1的下部，所述排水口4设置于所述反应器本体1的上部，所述排气阀6设置于所述反应器本体1的顶部；所述微米膜组件2为多组且分别设置于所述反应器本体1内不同高度处，每组所述微米膜组件2表面均负载有所述吸附有脱氮硫杆菌的活性炭层。

本实施例的除硝酸盐反应器可以应用于净化水中的硝酸盐，具体在使用时，待净化的水可以经进水口3进入反应器本体1内，同时可以经氢气输入口5向反应器本体1内充入氢气，微米膜组件2表面负载的吸附有脱氮硫杆菌的活性炭层可以最为反应场所使水中的硝酸盐与脱氮硫杆菌和氢气发生生物反硝化反应，以除去硝态氮，在反硝化反应过程中，氢气作为反硝化菌作电子供体提供电子以使脱氮硫杆菌高效去除硝态氮，在水中硝酸盐被去除后的水体可以经排水口4排出，在反硝化去除硝酸盐的过程会产生氮气，包括氮气在内的反应器本体1内的气体可以经排气阀6排出，以实时使反应器本体1内保持安全稳固的压力，以免发生爆炸等危险。在使用本实施例的除硝酸盐反应器进行脱硝酸盐时，优选地使用低温反硝化菌，这样在低温下即可很好地完成硝酸盐去除以净化水体。

在本实施例的除硝酸盐反应器中，吸附有脱氮硫杆菌的活性炭层可以优选为大孔径活性炭层，这样可以使脱氮硫杆菌充分附着于活性炭层，进而能使脱氮硫杆菌高效地去除吸附于活性炭层的硝态氮。

实施例2

如实施例1所述的除硝酸盐反应器，如图1所示，所述除硝酸盐反应器还包括氢气输入管7，所述氢气输入管7竖直设置于所述反应器本体1内，所述氢气输入管7不同高度处均开设有多个氢气排放孔，所述氢气输入管7设置有与所述氢气输入口5连通的氢气入口。

在本实施例的除硝酸盐反应器中，氢气依次经氢气输入口5和氢气入口进入氢气输入管7内并沿着氢气输入管7向上流动，在氢气输入管7内流动的过程中部分氢气可以分别从不同高度的氢气排放孔流出至反应器本体1内，进而在脱硝的过程中，反应器本体1内不同高度处均可以保持一定的氢气量，以使不同高度的吸附有脱氮硫杆菌的活性炭层均能获得足够的电子进行脱硝反应，进而不同高度的水体中的硝酸盐均可以高效地被脱氮硫杆菌去除，使得除硝酸盐反应器具有更好的除硝酸盐功效。

实施例3

如实施例2所述的除硝酸盐反应器，如图1所示，多组所述微米膜组件2分别连接于所述氢气输入管7的不同高度处。这样，不同高度水中的硝酸盐可以同时被不同高度的微米膜组件2中吸附于活性炭层的脱氮硫杆菌去除，提高了硝酸盐的去除速度。

实施例4

如实施例3所述的除硝酸盐反应器，如图1所示，每组所述微米膜组件2包括多个竖直方向等间隔设置的微米膜，同组微米膜组件2中微米膜的一端连接于所述氢气输入管7且另一端均向下或均向上延伸，同组微米膜组件2中的中微米膜与氢气输入管7之间夹角相等。在本实施例的除硝酸盐反应器中，不同组微米膜组件2按照类似“鱼刺”方式排列于反应器本体1内，进而使得负载于微米膜组件2表面的吸附有脱氮硫杆菌的活性炭层也规律地排列于反应器本体1内，这样吸附于活性炭层的脱氮硫杆菌能够同时对不同位置的水的硝酸盐进行去除，提高了除硝酸盐反应器的脱硝功效。

实施例5

如实施例4所述的除硝酸盐反应器，如图1所示，连接于所述氢气输入管7上部的多组所述微米膜组件2中微米膜的另一端均向上延伸，连接于所述氢气输入管7下部的多组所述微米膜组件2中微米膜的另一端均向下延伸。

在本实施例的除硝酸盐反应器中，含硝酸盐的待净化水经进水口3进入反应器本体1内，水在向上流动的过程中，连接于所述氢气输入管7下部的多组所述微米膜组件2另一端向下延伸，这样会发挥一定的阻力作用，这样就使得向上流动的水能更好地吸附于微米膜组件2的活性炭层中以与脱氮硫杆菌更好地发生脱硝反应；连接于所述氢气输入管7上部的多组所述微米膜组件2中微米膜的另一端均向上延伸，位于反应器本体1上部的水体在向下流动的过程中会受到上部的微米膜组件2的阻力作用，这样水体能更好地被吸附于微米膜组件2的活性炭层中以与脱氮硫杆菌更好地发生脱硝反应，因此，本实施例除硝酸盐反应器中上部和下部多组所述微米膜组件2的排列方式，使得水能更好地被活性炭层吸附且水中的硝酸盐能更好地被脱氮硫杆菌去除。

实施例6

如实施例3所述的除硝酸盐反应器，如图2所示，每组所述微米膜组件2包括多个水平且等间隔设置的微米膜。在本实施例的除硝酸盐反应器中，反应器本体1内水处于静止状态时，水不同高度位置均设置有微米膜组件2，不同高度水中的硝酸盐可以同时被吸附于微米膜组件2活性炭层中的脱氮硫杆菌反应去除，因此获得高效的脱硝酸盐效果。

实施例7

如实施例6所述的除硝酸盐反应器，如图3所示，上下相邻的两组所述微米膜组件2中的多个微米膜在竖直方向交错设置；

或者，上下相邻的两组所述微米膜组件2中的多个微米膜在竖直方向投影重合。同理实施例7，在本实施例的除硝酸盐反应器中，水不同高度位置均设置有微米膜组件2，不同高度水中的硝酸盐可以同时被吸附于微米膜组件2活性炭层中的脱氮硫杆菌反应去除而获得高效的脱硝酸盐效果。

实施例8

如实施例1所述的除硝酸盐反应器，所述微米膜组件2为孔径在0.02-0.05微米的膜组件。这样，吸附有脱氮硫杆菌的活性炭层可以很好地负载于微米膜组件2。

实施例9

如实施例1所述的除硝酸盐反应器，所述除硝酸盐反应器还包括用于检测所述反应器本体1内气压的气体传感器以及与所述反应器本体1和大气连通且能在所述气体传感器所检测到的气压值大于阈值时自动开启的限压阀。通过设置气体传感器和限压阀可以保证反应器本体1内气压维持在一定范围以内，避免发生气压过大而发生爆炸，提高了除硝酸盐反应器的安全性。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种除硝酸盐反应器，其特征在于，该除硝酸盐反应器包括反应器本体(1)、微米膜组件(2)、吸附有脱氮硫杆菌的活性炭层、进水口(3)、排水口(4)、氢气输入口(5)和排气阀(6)；所述进水口(3)和氢气输入口(5)设置于所述反应器本体(1)的下部，所述排水口(4)设置于所述反应器本体(1)的上部，所述排气阀(6)设置于所述反应器本体(1)的顶部；所述微米膜组件(2)为多组且分别设置于所述反应器本体(1)内不同高度处，每组所述微米膜组件(2)表面均负载有所述吸附有脱氮硫杆菌的活性炭层。

2.根据权利要求1所述的除硝酸盐反应器，其特征在于，所述除硝酸盐反应器还包括氢气输入管(7)，所述氢气输入管(7)竖直设置于所述反应器本体(1)内，所述氢气输入管(7)不同高度处均开设有多个氢气排放孔，所述氢气输入管(7)设置有与所述氢气输入口(5)连通的氢气入口。

3.根据权利要求2所述的除硝酸盐反应器，其特征在于，多组所述微米膜组件(2)分别连接于所述氢气输入管(7)的不同高度处。

4.根据权利要求3所述的除硝酸盐反应器，其特征在于，每组所述微米膜组件(2)包括多个竖直方向等间隔设置的微米膜，同组微米膜组件(2)中微米膜的一端连接于所述氢气输入管(7)且另一端均向下或均向上延伸，同组微米膜组件(2)中的中微米膜与氢气输入管(7)之间夹角相等。

5.根据权利要求4所述的除硝酸盐反应器，其特征在于，连接于所述氢气输入管(7)上部的多组所述微米膜组件(2)中微米膜的另一端均向上延伸，连接于所述氢气输入管(7)下部的多组所述微米膜组件(2)中微米膜的另一端均向下延伸。

6.根据权利要求3所述的除硝酸盐反应器，其特征在于，每组所述微米膜组件(2)包括多个水平且等间隔设置的微米膜。

7.根据权利要求6所述的除硝酸盐反应器，其特征在于，上下相邻的两组所述微米膜组件(2)中的多个微米膜在竖直方向交错设置；

或者，上下相邻的两组所述微米膜组件(2)中的多个微米膜在竖直方向投影重合。

8.根据权利要求1所述的除硝酸盐反应器，其特征在于，所述微米膜组件(2)为孔径在0.02-0.05微米的膜组件。

9.根据权利要求1所述的除硝酸盐反应器，其特征在于，所述除硝酸盐反应器还包括用于检测所述反应器本体(1)内气压的气体传感器以及与所述反应器本体(1)和大气连通且能在所述气体传感器所检测到的气压值大于阈值时自动开启的限压阀。