CN112028242A - 一种抑制n2o排放的装置和方法 - Google Patents

一种抑制n2o排放的装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112028242A
CN112028242A CN202010743943.9A CN202010743943A CN112028242A CN 112028242 A CN112028242 A CN 112028242A CN 202010743943 A CN202010743943 A CN 202010743943A CN 112028242 A CN112028242 A CN 112028242A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aerator
gas
liquid cutting
sewage treatment
mud
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010743943.9A
Other languages
English (en)
Inventor
吴智仁
倪慧成
王超
罗志军
韦静
刘志刚
李姗蔚
蔡若奇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu University
Original Assignee
Jiangsu University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu University filed Critical Jiangsu University
Priority to CN202010743943.9A priority Critical patent/CN112028242A/zh
Publication of CN112028242A publication Critical patent/CN112028242A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/301—Aerobic and anaerobic treatment in the same reactor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2203/00—Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2203/006—Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage details of construction, e.g. specially adapted seals, modules, connections

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)

Abstract

本发明属于污水处理领域，公开了一种抑制N2O排放的装置和方法。包括污水处理曝气器和玄武岩纤维填料，污水处理曝气器从底部的进气口供气，泥水混合物从泥水进入口进入，曝气器内部进气形成较高的负压带动泥水混合物从泥水进入口向上快速流动；经双层螺旋交叉板后形成旋涡，泥水混合物和氧气充分接触与混合，将氧气极大限度的溶解于水中，上升的气流在气液切割板的作用下将氧气切割成微细气泡并溶于泥水混合物中，提升泥水混合物中的溶解氧。高速流动的气流带动泥水混合物从曝气器出口喷出；携带着大量的溶解氧与玄武岩纤维填料接触，形成生物巢，并形成好氧区和缺氧区。通过控制曝气器与玄武岩纤维填料的接触，来控制玄武岩纤维生物巢缺氧/好氧的分布，从而实现抑制N2O的产生。

Description

一种抑制N2O排放的装置和方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种抑制N2O排放的装置和方法。
背景技术
氧化亚氮(N2O)是导致全球温室效应的三大气体之一，污水处理过程中会有N2O释放到大气中。溶解氧不足、有机负荷过高、污泥停留时间(SRT)过短、有毒物质的存在和亚硝酸盐和硝酸盐的积累等都会导致N2O产生。在污水处理厂的运行过程中，各反应池体具有的功能过于单一，如缺氧反应池进行反硝化脱氮，好氧反应池进行硝化反应，这极大程度上会造成亚硝酸盐和硝酸盐的积累。
因此，针对现今绝大多数水处理工艺无法有效抑制N2O排放的难题。本发明提出一种将玄武岩纤维填料和新型曝气器组合使用方法，从而抑制N2O的排放。玄武岩纤维填料在水中呈分散状，通过吸附和富集作用将大量的微生物聚集在纤维表面，形成的球状活性污泥聚集体，称为生物巢(Bio-nest)。通过控制新型曝气器使为生物巢提供溶解氧的过程中会使生物巢从外至内形成溶氧梯度，并与生物巢进行充分地接触从而实现同步硝化反硝化和短程硝化反硝化。生物巢内部的微环境和丰富的生物量极大程度上可以提高系统的耐冲击负荷和对有毒有害物质的抵抗性能。同时，BF填料形成的生物巢可以极大程度上减少剩余污泥的产量，从而提高了SRT，减少了N2O的排放。通过使用新型曝气器控制生物巢内缺氧与好氧的分布，可以实现抑制N2O的排放的目的。本发明是通过使用新型曝气器控制玄武岩纤维填料生物巢内缺氧/好氧分布，使生物巢进行同步硝化反硝化和短程硝化反硝化，从而实现抑制N2O温室气体的排放。目前，还没有相关方面的报道。
发明内容
本发明的一个目的在于，公开一种抑制N2O排放的装置和方法。
本发明针对水处理技术的抑制N2O排放的不足之处，通过组合玄武岩纤维填料和新型污水处理曝气器，控制生物巢内缺氧/好氧微环境，实现抑制N2O的排放。
一种抑制N2O排放的装置，包括污水处理曝气器和玄武岩纤维填料，污水处理曝气器的进口位于下方，出口位于上方，玄武岩纤维填料设置于污水处理曝气器出口上方，其中，污水处理曝气器的进口包括进气口和泥水进入口，进气口位于中间位置，泥水进入口位于进气口的管身和曝气器壁身的中间位置，污水处理曝气器内部从下到上依次设置有若干螺旋交叉板、若干气液切割板。
所述新型曝气器的螺旋交叉板的角度为60～90°，优选为90°；数量为2。
所述气液切割板为方形孔滤网，数量为3，从下到上依次为气液切割板一、气液切割板二、气液切割板三，气液切割板之间的间隔为3～5cm；
气液切割板一的滤网孔径为1～2cm，优选为1cm；
气液切割板二的滤网孔径为5～10mm，优选为5mm；
气液切割板三的滤网孔径为0.5～5mm，优选为1mm。
所述本发明所述装置抑制N2O排放的方法，具体为：
所述污水处理曝气器从底部的进气口供气，泥水混合物从泥水进入口进入，曝气器内部进气从而形成较高的负压带动泥水混合物从泥水进入口向上快速流动；经双层螺旋交叉板后形成旋涡，使泥水混合物和氧气进行充分接触与混合，将氧气极大限度的溶解于水中，接着，上升的气流在气液切割板的作用下将氧气切割成微细气泡并溶于泥水混合物中，提升泥水混合物中的溶解氧。高速流动的气流带动泥水混合物从曝气器出口喷出；喷出的泥水混合物携带着大量的溶解氧不断地与玄武岩纤维填料接触，使得其形成生物巢，并形成外部的好氧区和内部的缺氧区。通过控制新型曝气器与玄武岩纤维填料的接触，达到控制玄武岩纤维生物巢缺氧/好氧的分布，从而实现抑制N2O的产生。
所述污水处理曝气器控制的溶解氧范围为0.5～2.0mg/L，优选0.7mg/L。使用的反应温度为15℃～35℃，pH值为6～9，优选温度为28℃，pH为8.0。
所述玄武岩纤维生物巢的好氧层占生物巢体积的比例为0～30％，缺氧层占生物巢体积的比例为70％～100％。
本发明较优公开例中，装置可采用间歇式或连续式曝气方式，考虑到抑制N2O的排放，优选曝气方式为间歇式曝气。
本发明的有益效果
本发明将玄武岩纤维填料和新型污水处理曝气器进行有效组合，通过新型曝气器控制生物巢内缺氧/好氧微环境的相应比例，进行同步硝化反硝化和短程硝化反硝化，从而提高水处理效能的同时抑制了N2O的排放，从填料的选择和技术创新的角度出发，实现抑制N2O温室气体产生的目的。
附图说明
图1为本发明的一种抑制N2O排放的新型曝气器。
图2为本发明的一种抑制N2O排放的玄武岩纤维生物巢。
图3为玄武岩纤维填料和新型曝气器组合运行期间N2O排放量统计图。
附图标记说明：1-进气口；2-泥水进入口；3-螺旋交叉板一；4-螺旋交叉板二；5-气液切割板一；6-气液切割板二；7-气液切割板三；8-好氧层；9-缺氧层。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本发明，但本发明并不局限于以下实施例
一种抑制N2O排放的装置，包括污水处理曝气器和玄武岩纤维填料，污水处理曝气器的进口位于下方，出口位于上方，玄武岩纤维填料设置于污水处理曝气器出口上方，其中，污水处理曝气器的进口包括进气口1和泥水进入口2，进气口1位于中间位置，泥水进入口2位于进气口1的管身和曝气器壁身的中间位置，污水处理曝气器内部从下到上依次设置有螺旋交叉板一3、螺旋交叉板二4、气液切割板一5、气液切割板二6、气液切割板三7。
所述污水处理曝气器的螺旋交叉板的的角度为60～90°。
气液切割板之间的间隔为5cm；气液切割板一的滤网孔径为1cm；气液切割板二的滤网孔径为5mm；气液切割板三的滤网孔径为1mm。
本发明的新型曝气器为底部进气口1供气，泥水进入口2为活性污泥和污水进入位置，泥水混合物从底部进气口的管身和曝气器壁身的中间位置进入，通过使污水处理曝气器(图1)内部进气从而形成较高的负压带动泥水混合物从泥水进入口2向上快速流动。泥水混合物经螺旋交叉板一3和螺旋交叉板二4形成的旋涡与氧气进行充分接触与混合，将氧气极大限度的溶解于水中，再通过气液切割板一5、气液切割板二6和气液切割板三7将空气切割成微细气泡；气液切割板一5、气液切割板二6和气液切割板三7的孔尺寸依次减小，在旋涡流的作用下，氧气被切割成无数微小气泡溶解于污水中，从而达到提升溶解氧的目的。高速流动的气流带动泥水混合物从上端喷出。喷出的泥水混合物携带着大量的溶解氧不断地与玄武岩纤维填料接触，使得其形成生物巢，并形成外部的好氧区8和内部的缺氧区9，好氧区占生物巢体积的比例为0～30％，缺氧区占生物巢体积的比例为70％～100％。
所述污水处理曝气器的溶解氧范围为0.7mg/L；使用的反应温度为28℃，pH为8.0。
实施例
对江苏某材料企业进行为期4个月的水质检测和N2O产生的监测，进出水的水质如下表所示，比较活性污泥法与使用玄武岩纤维填料和新型曝气器组合的活性污泥法的抑制N2O效果。
表1.活性污泥法和使用了本发明装置的活性污泥法进出水水质表
Figure BDA0002607699690000041
系统运行4个月后，如图3结果表明：玄武岩纤维填料和新型曝气器组合对活性污泥的水处理效果的总氮去除有极大的提升并有效抑制了N2O的产生；结合出水水质中NO3-N的变化，发现NO3 --N在使用了玄武岩纤维填料和新型曝气器后能及时去除，不形成积累，这很大程度上对N2O的释放起到了重要作用。
以上结合附图和具体实施例对本发明的作了详细的说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (9)

1.一种抑制N2O排放的装置，其特征在于，包括污水处理曝气器和玄武岩纤维填料，污水处理曝气器的进口位于下方，出口位于上方，玄武岩纤维填料设置于污水处理曝气器出口上方，其中，污水处理曝气器的进口包括进气口和泥水进入口，进气口位于中间位置，泥水进入口位于进气口的管身和曝气器壁身的中间位置，污水处理曝气器内部从下到上依次设置有若干螺旋交叉板、若干气液切割板。
2.如权利要求1所述的抑制N2O排放的装置，其特征在于，所述污水处理曝气器的螺旋交叉板的的角度为60～90°，数量为2。
3.如权利要求2所述的抑制N2O排放的装置，其特征在于，所述污水处理曝气器的螺旋交叉板的的角度为90°。
4.如权利要求1所述的抑制N2O排放的装置，其特征在于，所述气液切割板为方形孔滤网，数量为3，从下到上依次为气液切割板一、气液切割板二、气液切割板三，气液切割板之间的间隔为3～5cm；
气液切割板一的滤网孔径为1～2cm；
气液切割板二的滤网孔径为5～10mm；
气液切割板三的滤网孔径为0.5～5mm。
5.如权利要求4所述的抑制N2O排放的装置，其特征在于，气液切割板一的滤网孔径为1cm；气液切割板二的滤网孔径为5mm；气液切割板三的滤网孔径为1mm。
6.利用权利要求1～5任一项所述装置抑制N2O排放的方法，其特征在于，所述污水处理曝气器从底部的进气口供气，泥水混合物从泥水进入口进入，曝气器内部进气从而形成较高的负压带动泥水混合物从泥水进入口向上快速流动；经双层螺旋交叉板后形成旋涡，使泥水混合物和氧气进行充分接触与混合，将氧气极大限度的溶解于水中，接着，上升的气流在气液切割板的作用下将氧气切割成微细气泡并溶于泥水混合物中，提升泥水混合物中的溶解氧；高速流动的气流带动泥水混合物从曝气器出口喷出，喷出的泥水混合物携带着大量的溶解氧不断地与玄武岩纤维填料接触，使得其形成生物巢，并形成外部的好氧区和内部的缺氧区；通过控制新型曝气器与玄武岩纤维填料的接触，达到控制玄武岩纤维生物巢缺氧/好氧的分布，从而实现抑制N2O的产生。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述污水处理曝气器的溶解氧范围为0.5～2.0mg/L，使用的反应温度为15℃～35℃，pH值为6～9。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，其特征在于，所述污水处理曝气器的溶解氧范围为0.7mg/L；使用的反应温度为28℃，pH为8.0。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，好氧区占生物巢体积的比例为0～30％，缺氧区占生物巢体积的比例为70％～100％。
CN202010743943.9A 2020-07-29 2020-07-29 一种抑制n2o排放的装置和方法 Pending CN112028242A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010743943.9A CN112028242A (zh) 2020-07-29 2020-07-29 一种抑制n2o排放的装置和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010743943.9A CN112028242A (zh) 2020-07-29 2020-07-29 一种抑制n2o排放的装置和方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112028242A true CN112028242A (zh) 2020-12-04

Family

ID=73583483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010743943.9A Pending CN112028242A (zh) 2020-07-29 2020-07-29 一种抑制n2o排放的装置和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112028242A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114477426A (zh) * 2022-01-27 2022-05-13 江苏大学 一种火山岩和废海绵基生物膜反应器

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59123599A (ja) * 1982-12-28 1984-07-17 Ebara Infilco Co Ltd 含窒素硫黄化合物およびアンモニア含有廃水の処理方法
JPH04200699A (ja) * 1990-11-29 1992-07-21 Shin Meiwa Ind Co Ltd 水中曝気装置の羽根車
US6881339B1 (en) * 1997-10-30 2005-04-19 Sud-Chemie Ag Process for treating industrial and municipal waste water highly loaded with ammonium
US20070235388A1 (en) * 2004-08-03 2007-10-11 Lars Ekeroth Process and Reactor for Intensified and Energy-Efficienty, Biological (Waste-)Water Treatment
JP2014205136A (ja) * 2013-03-18 2014-10-30 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 炭素繊維充填好気性バイオリアクターを用いた一酸化二窒素（ｎ２ｏ）抑制型汚水処理技術
GB2522435A (en) * 2014-01-23 2015-07-29 Johnson Matthey Plc Catalytic extruded, solid honeycomb body
CN105060518A (zh) * 2015-07-24 2015-11-18 山东兖煤凯达环保机械有限公司 高效曝气设备
CN106277315A (zh) * 2016-08-12 2017-01-04 江苏艾特克环境工程设计研究院有限公司 一种基于玄武岩纤维填料的脱氮微生物巢及其培养方法
CN108033579A (zh) * 2018-01-23 2018-05-15 江西省闽达实业有限公司 旋流静态混合曝气装置
CN207632522U (zh) * 2017-10-27 2018-07-20 南方科技大学 一种微纳米气泡发生器
CN109019859A (zh) * 2018-07-30 2018-12-18 江苏大学 一种基于玄武岩纤维填料的污/废水处理反应器
CN110902826A (zh) * 2019-12-02 2020-03-24 江苏艾特克环境工程设计研究院有限公司 一种低排放n2o的水处理系统及处理方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59123599A (ja) * 1982-12-28 1984-07-17 Ebara Infilco Co Ltd 含窒素硫黄化合物およびアンモニア含有廃水の処理方法
JPH04200699A (ja) * 1990-11-29 1992-07-21 Shin Meiwa Ind Co Ltd 水中曝気装置の羽根車
US6881339B1 (en) * 1997-10-30 2005-04-19 Sud-Chemie Ag Process for treating industrial and municipal waste water highly loaded with ammonium
US20070235388A1 (en) * 2004-08-03 2007-10-11 Lars Ekeroth Process and Reactor for Intensified and Energy-Efficienty, Biological (Waste-)Water Treatment
JP2014205136A (ja) * 2013-03-18 2014-10-30 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 炭素繊維充填好気性バイオリアクターを用いた一酸化二窒素（ｎ２ｏ）抑制型汚水処理技術
GB2522435A (en) * 2014-01-23 2015-07-29 Johnson Matthey Plc Catalytic extruded, solid honeycomb body
CN105060518A (zh) * 2015-07-24 2015-11-18 山东兖煤凯达环保机械有限公司 高效曝气设备
CN106277315A (zh) * 2016-08-12 2017-01-04 江苏艾特克环境工程设计研究院有限公司 一种基于玄武岩纤维填料的脱氮微生物巢及其培养方法
CN207632522U (zh) * 2017-10-27 2018-07-20 南方科技大学 一种微纳米气泡发生器
CN108033579A (zh) * 2018-01-23 2018-05-15 江西省闽达实业有限公司 旋流静态混合曝气装置
CN109019859A (zh) * 2018-07-30 2018-12-18 江苏大学 一种基于玄武岩纤维填料的污/废水处理反应器
CN110902826A (zh) * 2019-12-02 2020-03-24 江苏艾特克环境工程设计研究院有限公司 一种低排放n2o的水处理系统及处理方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DAWAS, A等: "Controlling nitritation in a continuous split-feed/aeration biofilm nitrifying bioreactor", 《BIORESOURCE TECHNOLOGY》 *
YU, GZ等: "A novel surface aeration configuration for improving gas-liquid mass transfer", 《CHINESE JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING》 *
吕锡武等: "同步硝化反硝化脱氮及处理过程中N2O的控制研究", 《东南大学学报(自然科学版)》 *
朱兆阳: "微纳米曝气增氧系统研发与应用研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅰ辑》 *
朱辰: "基于玄武岩纤维的生物接触氧化技术研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅰ辑》 *
赵帅等: "玄武岩纤维填料强化A/O工艺处理生活污水", 《环境工程》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114477426A (zh) * 2022-01-27 2022-05-13 江苏大学 一种火山岩和废海绵基生物膜反应器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101643269A (zh) 一种曝气生物滤池及工艺
CN106630150B (zh) 跌水富氧式微氧污泥床工艺及其废水处理方法
CN106746385B (zh) 推流式竖向三循环工艺处理城市污水的装置及方法
CN110615534A (zh) 一种硫铁自养反硝化装置及其应用
CN218910039U (zh) 高效的泥膜共生脱氮除磷污水处理系统
CN110683658B (zh) 一种污水处理的高效生物脱氮工艺
CN109279694A (zh) 一种多段ao复合ifas技术的高效脱氮除磷装置及工艺方法
CN101851022B (zh) 一种短程硝化膜生物反应器工艺及其处理装置
CN111039521A (zh) 一种污水处理再生回用系统及用其进行污水处理的方法
CN110776219A (zh) 一种印染废水污染物深度处理装置及其应用
CN112028242A (zh) 一种抑制n2o排放的装置和方法
CN109354174B (zh) 基于canon_mbbr的强化脱氮系统的快速启动方法
CN207933129U (zh) 一种高效微生物选择生态塘
CN217947785U (zh) 一种低c/n比废水强化脱氮处理系统
CN207313242U (zh) 一种分体回流式微氧脱氮反应器
CN211419727U (zh) 一种高效短流程的污水处理装置
CN203033860U (zh) 微氧膨胀颗粒污泥床-钢渣曝气生物滤池污水处理系统
CN213475526U (zh) 塔式a/o反应器
CN102491517B (zh) 一种厌氧、好氧污水处理装置及污水处理的方法
CN114890610A (zh) 光催化反应器与人工湿地污水处理方法
DE19717758A1 (de) Verfahren und Vorrichtung für die biologische Reinigung von Abwasser
CN113636646A (zh) 一种废水、废气联合处理方法及装置
CN115043556B (zh) 一种低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器
CN102311200B (zh) 一种处理高浓度污水的反应器及污水处理方法
CN210915517U (zh) 一种污染物高效去除的污水处理装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201204