CN114873728A - 利用硝化与反硝化技术协同处理残留氨氮的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了利用硝化与反硝化技术协同处理稀土原位浸出后残留氨氮的装置与方法，包括稀土处理支架、硝化注入池和反硝化处理池，硝化注入池与稀土处理支架的顶部相连接，反硝化处理池与稀土处理支架的侧表面底部相连接；在需要对稀土处理支架中原位浸出后残留氨氮进行处理时，将稀土土壤集中到稀土处理支架中，通过硝化注入池，将硝化细菌和富氧水注入到稀土处理支架内部，使硝化菌的浓度大幅度提高，加速稀土矿区土壤中氨氮的硝化作用，从而将氨氮快速转换成硝态氮，随着反应淋滤液流动到出水管，注入到反硝化处理池内，利用反硝化菌将硝态氮高效还原为氮气，进而通过硝化与反硝化作用协同处理稀土浸出后残留氨氮使其转化为无污染的氮气，从而实现高效处理的同时，通过硝化细菌和反硝化细菌可反复利用的特性，实现降低成本的效果。

Description

利用硝化与反硝化技术协同处理残留氨氮的装置及方法

技术领域

本发明涉及稀土矿区氨氮污染处理技术领域，具体为利用硝化与反硝化技术协同处理残留氨氮的装置及方法。

背景技术

稀土在湿法冶炼的过程中，会产生大量的氨氮废水，这是使水体富营养化的重要因素，当废水不进行处理直接排放时会增加水体中的营养盐，导致水体透明度降低，发出难闻的气味及水体中有毒物质增加，同时水体中溶解的氧也会受到影响，最终使得水体的生态平衡遭到破坏，因此对稀土浸出后残留的氨氮进行处理是极其重要的。

现有技术中对土壤中氨氮转化为硝态氮的处理方式，通常采取的方法存在如下问题：对土壤中氨氮淋滤液使用吹脱法存在成本较高，易结垢，受温度影响大，氨气外溢易造成二次污染等问题，且只适于处理高浓度氨氮废水；离子交换法存在运行成本高，需要进一步处理所分离产生的高浓度氨氮废水等问题；化学沉淀法存在产生渣量大、去除率有限等问题，对于稀土矿区土壤中较低浓度氨氮淋滤液，去除效率并不理想；电化学法、膜分离法存在耗电量大、处理时间长等缺点；吸附法的吸附剂成本过高，难以推广应用。

为此，提出利用硝化与反硝化技术协同处理残留氨氮的装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供利用硝化与反硝化技术协同处理残留氨氮的装置及方法，以解决上述背景技术中提出的现有技术中对稀土冶炼过程中产生的氨氮处理存在成本较高和去除效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：利用硝化与反硝化技术协同处理残留氨氮的装置，包括稀土处理支架、硝化注入池和反硝化处理池，所述硝化注入池与稀土处理支架的顶部相连接，所述反硝化处理池与稀土处理支架的侧表面底部相连接，所述稀土处理支架内部设置有注入机构，且所述稀土处理支架的外侧设置有硝化辅助机构；

所述注入机构包括固定连通于硝化注入池与稀土处理支架之间的注入管，所述注入管的底部固定连通有调节注入井，所述注入管的内部固定连接有注入泵，所述稀土处理支架的内壁固定连通有出水管，所述出水管的内壁活动连接有耗氧层；

所述硝化辅助机构包括固定连通与注入管底部的回流管，所述回流管的内壁转动连接有翻转板，所述翻转板的内侧固定连接有翻转杆，所述翻转杆的内壁活动连接有翻折连杆。

优选的，所述稀土处理支架和反硝化处理池的内部固定连通有恒温管，且所述恒温管的内部固定连接有加热棒，所述恒温管的内壁固定连通有恒温水管，且所述恒温管的外侧密封连接有电磁阀。

优选的，所述硝化注入池的内部放置有硝化细菌培养罐，且所述硝化注入池的内部电连接有微纳米氧气分散器，所述微纳米氧气分散器的外表面固定连接有富氧罐，且所述硝化细菌培养罐和富氧罐的底部与注入管的顶部固定连通，所述反硝化处理池的内部卡接有反硝化细菌层。

优选的，所述调节注入井的内壁开设有密封滑槽，所述调节注入井的内壁活动连接有转动套筒，所述转动套筒的顶部滑动连接有伸缩杆。

优选的，所述调节注入井的外表面套接有液压调节套筒，所述液压调节套筒的顶部固定连通有液压调节管，且所述液压调节管的内壁滑动连接有与伸缩杆顶部固定连接的液压滑动盖。

优选的，所述出水管的内部滑动连接有耗氧支架，且所述耗氧支架的内部固定连接有伸缩垫，所述耗氧支架的内壁开设有与耗氧层滑动连接的锁定滑槽。

优选的，所述耗氧层与硝化细菌培养罐之间固定连通有调节管，且所述调节管的内部密封连接有电子阀门。

优选的，所述翻转板的内壁开设有流动槽口，且所述翻转板外侧固定连接有与翻转杆顶部固定连接的密封转动圆环。

优选的，所述翻转杆的内壁开设有滑动凹槽，所述翻折连杆的外侧固定连接有与滑动凹槽滑动连接的限位滑球。

如上述的利用硝化与反硝化技术协同处理残留氨氮的方法，包括如下处理步骤：

S1：硝化注入，通过硝化注入池向稀土处理支架内部注入硝化细菌和富氧水，淋湿稀土；

S2：稀土硝化，在稀土处理支架中给予硝化细菌充足氧气通过硝化作用，对稀土中的氨氮进行硝化处理，将土壤中的氨氮快速转化为硝态氮；

S3：硝化调节，在硝化细菌对稀土处理过程中，通过调节注入井对转动套筒内部硝化细菌硝化位置进行调节，同时通过硝化辅助机构对稀土处理支架中的稀土土壤进行翻动，加快硝化细菌与稀土土壤之间的反应；

S4：反硝化还原，在稀土处理支架中对氨氮硝化后，在其底部出水管处将硝态氮注入到反硝化处理池中，通过反硝化细菌层对硝态氮进行反硝化作用，将硝态氮还原为氮气。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设计稀土处理支架、硝化注入池和反硝化处理池等装置相互配合，在需要对稀土处理支架底部的稀土矿区中由于稀土浸出后残留的氨氮进行处理时，可以将稀土处理支架固定在稀土矿区的顶部，接着通过硝化注入池，将硝化细菌和富氧水注入到稀土处理支架底部的稀土矿区中，从而将氨氮转换成硝态氮，随着反应淋滤液流动到出水管，注入到反硝化处理池内，对硝态氮转化为氮气，进而通过硝化与反硝化作用协同处理稀土中的氨氮使其转化为无污染的氮气，从而在实现高效处理的同时，通过硝化细菌和反硝化细菌可反复利用的特性，实现降低成本的效果，解决了上述背景技术中提到的现有技术中对稀土冶炼过程中产生的氨氮处理存在成本较高和去除效率低的问题；

2、本发明通过设计注入管、调节注入井和注入泵等装置相互配合，在稀土处理支架内部，通过注入管可以将硝化细菌培养罐和富氧罐中的混合淋滤液注入到稀土处理支架的底部的稀土矿区中，接着在转动套筒内壁开设的流动孔，对与之接触的稀土土壤之间硝化反应，然后通过液压调节管向液压调节套筒抽出液压油，将液压滑动盖向上带动，使得伸缩杆向上滑动，从而带动转动套筒向上转动，改变硝化细菌在稀土处理支架底部的稀土矿区中的反应部位，实现与稀土土壤充分反应，达到提高稀土土壤硝化效率的效果；

3、本发明通过设计回流管、翻转板和翻转杆等装置相互配合，在注入泵将硝化注入池内部的淋滤液注入到回流管内，接着通过淋滤液流动带动翻转板开始转动，从而带动翻转杆开始转动，带动翻折连杆开始上下转动，对稀土处理支架底部的稀土矿区中的土壤进行翻动，使得淋湿的稀土土壤翻动到顶部，将顶部未参与硝化反应的稀土土壤翻动到稀土处理支架底部的稀土矿区的内部，使得转动套筒内部流出的硝化细菌与未反应的稀土土壤反应，达到进一步提高稀土处理支架土壤硝化作用效率的效果。

4、本发明通过硝化细菌高密度培养罐与微纳米气体分散器组合，为土壤氨氮原位修复提供了大量硝化细菌和硝化细菌生长所需要的氧气；

5、本发明在稀土矿区侧面底部与反硝化处理池外侧连通的管道末端出水检测硝化过程完成后，向稀土原位浸出场地通入高密度培养罐培养的反硝化细菌，完成厌氧反硝化处理，达到辅助反硝化细菌反硝化作用的效果；

6、本发明可将硝化细菌培养罐、微纳米氧气分散器和反硝化处理池放置到集装箱中，在修复完一处场地后可以移动到其他需要原位修复的场地，运行费用低等优点。

7、本发明完全利用原位稀土浸出系统，在稀土矿区直接进行通过调节注入井对残留氨氮处理，实现土壤淋滤废水的就地深度净化，具有工艺简单和改造成本较低的效果。

附图说明

图1为本发明的整体结构俯视剖面图；

图2为本发明的稀土处理支架与翻折连杆连接示意图；

图3为本发明的恒温管结构示意图；

图4为本发明图1中A处结构的放大图；

图5为本发明图1中B处结构的放大图；

图6为本发明的调节注入井结构示意图；

图7为本发明的调节注入井结构俯视图；

图8为本发明的调节注入井结构剖面图；

图9为本发明的翻转杆与翻折连杆连接示意图；

图10为本发明硝化与反硝化技术协同处理方法的流程框图；

图11为本发明硝化与反硝化技术协同处理方法的液体流动示意图。

图中：

1、稀土处理支架；11、恒温管；12、加热棒；13、恒温水管；14、电磁阀；2、硝化注入池；21、硝化细菌培养罐；22、微纳米氧气分散器；23、富氧罐；3、反硝化处理池；31、反硝化细菌层；4、注入机构；41、注入管；42、调节注入井；421、密封滑槽；422、转动套筒；423、伸缩杆；43、注入泵；44、出水管；441、耗氧支架；442、伸缩垫；443、锁定滑槽；45、耗氧层；451、调节管；452、电子阀门；46、液压调节套筒；461、液压调节管；462、液压滑动盖；5、硝化辅助机构；51、回流管；52、翻转板；521、流动槽口；522、密封转动圆环；53、翻转杆；531、滑动凹槽；54、翻折连杆；541、限位滑球。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

实施例一

本实施例为利用硝化与反硝化技术协同处理残留氨氮的装置的实施例。

请参阅图1至图9，利用硝化与反硝化技术协同处理残留氨氮的装置，包括稀土处理支架1、硝化注入池2和反硝化处理池3，所述硝化注入池2与稀土处理支架1的顶部相连接，所述反硝化处理池3与稀土处理支架1的侧表面底部相连接，所述稀土处理支架1内部设置有注入机构4，且所述稀土处理支架1的外侧设置有硝化辅助机构5；

通过上述技术方案，在需要对稀土处理支架1底部的稀土矿区中由于湿法冶炼过程中产生的氨氮进行处理时，可以将稀土处理支架1固定在稀土矿区的顶部，接着通过硝化注入池2，将硝化细菌和富氧水注入到稀土处理支架1底部的稀土矿区中，从而将氨氮转换成硝态氮，随着反应淋滤液流动到出水管44，注入到反硝化处理池3内，对硝态氮转化为氮气，进而通过硝化与反硝化作用协同处理稀土中的氨氮使其转化为无污染的氮气，从而在高效处理的同时，通过硝化细菌和反硝化细菌可反复利用的特性，实现降低成本的效果。

所述注入机构4包括固定连通于硝化注入池2与稀土处理支架1之间的注入管41，所述注入管41的底部固定连通有调节注入井42，所述注入管41的内部固定连接有注入泵43，所述稀土处理支架1的内壁固定连通有出水管44，所述出水管44的内壁活动连接有耗氧层45；

通过上述技术方案，在稀土处理支架1底部的稀土矿区中，通过注入管41可以将硝化细菌培养罐21和富氧罐23中的混合淋滤液注入到稀土处理支架1底部的稀土矿区中，接着在转动套筒422内壁开设的流动孔，对与之接触的稀土土壤之间硝化反应，然后通过液压调节管461向液压调节套筒46抽出液压油，将液压滑动盖462向上带动，使得伸缩杆423向上滑动，从而带动转动套筒422向上转动，改变硝化细菌在稀土处理支架1底部的稀土矿区中的反应部位，实现与稀土土壤充分反应，达到提高稀土土壤硝化效率的效果。

同时通过耗氧层45可以对出水管44内部的多余氧气和溶于水中的氨氮进行进一步消耗，避免在出水管44流动到反硝化细菌层31内部的硝态氮混合淋滤液内部含有氧气，对反硝化细菌厌氧环境造成影响，同时避免未反应完全的氨氮在反硝化处理池3中不进行反应直接排出，污染环境。

所述硝化辅助机构5包括固定连通与注入管41底部的回流管51，所述回流管51的内壁转动连接有翻转板52，所述翻转板52的内侧固定连接有翻转杆53，所述翻转杆53的内壁活动连接有翻折连杆54。

通过上述技术方案，在注入泵43将硝化注入池2内部的淋滤液注入到回流管51内，接着通过淋滤液流动带动翻转板52开始转动，从而带动翻转杆53开始转动，带动翻折连杆54开始上下转动，对稀土处理支架1底部的稀土矿区中的土壤进行翻动，使得淋湿的稀土土壤翻动到顶部，将顶部未参与硝化反应的稀土土壤翻动到稀土处理支架1的底部的稀土矿区内部，使得转动套筒422内部流出的硝化细菌与未反应的稀土土壤反应，达到进一步提高稀土处理支架1底部的稀土矿区中土壤硝化作用效率的效果。

作为本发明的实施例，如图1、图2和图3所示，所述稀土处理支架1和反硝化处理池3的内部固定连通有恒温管11，且所述恒温管11的内部固定连接有加热棒12，所述恒温管11的内壁固定连通有恒温水管13，且所述恒温管11的外侧密封连接有电磁阀14。

工作时，在稀土处理支架1底部的稀土矿区和反硝化处理池3中的硝化细菌和反硝化细菌在进行硝化作用和反硝化作用时，会产生热量导致稀土处理支架1底部的稀土矿区和反硝化处理池3内部的温度升高，在超出和低于硝化细菌和反硝化细菌的生长温度后，会影响硝化细菌和反硝化细菌的活性，影响硝化细菌和反硝化细菌的反应效率；

基于上述，恒温管11为H形管相互连接，通过在处理池边角处深入，对处理池内部温度进行调控，在反应初期，处理池中的温度过低，可以通过导通加热棒12对处理池进行升温，同时在上升到20℃-30℃时，可以停止加热，在处理池内部硝化作用和反硝化作用中期时，通过向恒温水管13注入冷却液，对处理池降温，使得处理池中的温度始终处于硝化细菌和反硝化细菌的生长温度范围内，调节稀土处理支架1底部的稀土矿区和反硝化处理池3中的温度；

基于上述，20℃-30℃的温度区间为硝化细菌的生产适宜温度区间，可通过现有技术中对硝化细菌的描述中得知，同理，也可得知反硝化细菌的生产适宜温度区间，通过恒温管11对其生长环境温度进行调节。

作为本发明的实施例，如图1、图4、图6、图7和图8所示，所述调节注入井42的内壁开设有密封滑槽421，所述调节注入井42的内壁活动连接有转动套筒422，所述转动套筒422的顶部滑动连接有伸缩杆423。

工作时，在调节注入井42内壁开设有球形的密封滑槽421，同时转动套筒422内侧固定连接有球形通管，可以与密封滑槽421贴合转动，同时在转动套筒422的顶部开设有限位滑槽，在伸缩杆423底部固定连接有与限位滑槽滑动连接有滑动圆柱，可以在液压滑动盖462上升和下降时，带动转动套筒422进行上下转动，改变转动套筒422的部位，实现调节转动套筒422内部流出的硝化细菌流出部位的目的。

同时在转动套筒422的内部设置有硝化细菌过滤层，可以为硝化细菌硝化作用提供固化环境，同时在转动套筒422内壁开设的流动孔可以阻挡稀土土壤进入到转动套筒422内部，贴合在硝化细菌过滤层上，影响硝化细菌的硝化效率，只将氨氮淋滤液流动到转动套筒422内部，参与硝化反应，同时也有少部分硝化细菌流动到稀土处理支架1底部的稀土矿区中，随着淋滤液流动稀土土壤外表面，与氨氮进行反应，对稀土中的氨氮进行硝化处理。

作为本发明的实施例，如图6、图7和图8所示，所述调节注入井42的外表面套接有液压调节套筒46，所述液压调节套筒46的顶部固定连通有液压调节管461，且所述液压调节管461的内壁滑动连接有与伸缩杆423顶部固定连接的液压滑动盖462。

工作时，通过液压调节管461内部液压油的流动可以控制液压调节管461内部液压，从而控制液压滑动盖462的滑动，从而可以带动伸缩杆423上下移动，实现转动套筒422上下转动，调节硝化细菌硝化作用反应部位。

作为本发明的实施例，如图5所示，所述耗氧层45与硝化细菌培养罐21之间固定连通有调节管451，且所述调节管451的内部密封连接有电子阀门452。

工作时，在出水管44内部流出的混合液中，存在富氧水和氨氮淋滤液，会对反硝化细菌的反硝化作用产生影响。

作为本发明的实施例，如图2和图9所示，所述翻转板52的内壁开设有流动槽口521，且所述翻转板52外侧固定连接有与翻转杆53顶部固定连接的密封转动圆环522。

工作时，在翻转板52内壁开设的流动槽口521可以为富氧水和硝化细菌的流动提供流动通道，同时通过翻转板52可以对富氧水和硝化细菌混合淋滤液产生阻力，从而带动翻转板52开始转动，实现翻转杆53的转动。

作为本发明的实施例，如图2和图9所示，所述翻转杆53的内壁开设有滑动凹槽531，所述翻折连杆54的外侧固定连接有与滑动凹槽531滑动连接的限位滑球541。

工作时，翻转杆53内部设置有波浪形的滑动凹槽531，可以在翻转杆53的转动时，带动限位滑球541上下滑动，从而带动翻折连杆54开始上下转动，使得深入到稀土处理支架1底部的稀土矿区中的翻转杆53对稀土土壤进行翻动，将反应后的土壤和未反应后的土壤进行翻动，提高硝化细菌与未反应土壤接触的可能，从而达到提高硝化细菌与稀土土壤硝化作用效率的效果。

实施例二

本实施例为利用硝化与反硝化技术协同处理残留氨氮装置的硝化注入池的实施例。

如图1所示，所述硝化注入池2的内部放置有硝化细菌培养罐21，且所述硝化注入池2的内部电连接有微纳米氧气分散器22，所述微纳米氧气分散器22的外表面固定连接有富氧罐23，且所述硝化细菌培养罐21和富氧罐23的底部与注入管41的顶部固定连通，所述反硝化处理池3的内部卡接有反硝化细菌层31。

工作时，通过微纳米氧气分散器22在富氧罐23内部可以制备富氧水，接着通过注入管41注入到稀土处理支架1底部的稀土矿区中，完成硝化液的注入操作，同时在反硝化处理池3内部通过反硝化细菌可以对硝态氮进行还原，使其还原为氮气和水对环境无污染的排出物。

上述过程中的微纳米氧气分散器22采用公开号：CN202120396174.X，一种高效微纳米发生器，硝化细菌和反硝化细菌培养液的培养均为现有技术，如公开号：CN109706074A，一种新型水环境修复硝化细菌培养装置和CN101402990B，厌氧反硝化细菌筛选用培养基及筛选厌氧反硝化细菌的方法中的培养方法，从而通过硝化细菌高密度培养罐与微纳米气体分散器组合，为土壤氨氮原位修复提供了大量硝化细菌和硝化细菌生长所需要的氧气，在这里就不做过多描述了。

同时在上述反硝化处理池3中靠近稀土处理支架1底部的稀土矿区一侧的底部与出水管44接通，其相反一侧顶部设置有排出管，且反硝化细菌层31纵向设置与反硝化处理池3中，可以通过多层反硝化细菌层31对硝态氮进行还原反应。

实施例三

本实施例为利用硝化与反硝化技术协同处理残留氨氮装置的反硝化厌氧环境辅助机构的实施例。

如图1和图5所示，所述出水管44的内部滑动连接有耗氧支架441，且所述耗氧支架441的内部固定连接有伸缩垫442，所述耗氧支架441的内壁开设有与耗氧层45滑动连接的锁定滑槽443。

工作时，在硝态氮淋滤液流动到出水管44时，会带动耗氧支架441向靠近反硝化处理池3一侧滑动，使其滑动到锁定滑槽443的限定位置，将耗氧层45的反应空间扩大，从而增加硝化细菌与从稀土处理支架1底部的稀土矿区中底部流出的淋滤液充分反应，避免由于流出的混合液内部氧气含量过大，导致厌氧型反硝化细菌硝化环境改变，同时也可以对流出的混合液中未完全反应的氨氮进行反应。

上述过程中出水管末端出水检测硝化过程完成后，向稀土原位浸出场地通入高密度培养罐培养的反硝化细菌，完成厌氧反硝化处理。

实施例四

本实施例为利用硝化与反硝化技术协同处理残留氨氮方法的实施例。

利用硝化与反硝化技术协同处理残留氨氮的方法，包括如下处理步骤：

S1：硝化注入，通过硝化注入池2向稀土处理支架1底部的稀土矿区中注入硝化细菌和富氧水，淋湿稀土；

S2：稀土硝化，在稀土处理支架1底部的稀土矿区中给予硝化细菌充足氧气通过硝化作用，对稀土中的氨氮进行硝化处理，将土壤中的氨氮快速转化为硝态氮；

S3：硝化调节，在硝化细菌对稀土处理过程中，通过调节注入井42对转动套筒422内部硝化细菌硝化位置进行调节，同时通过硝化辅助机构5对稀土处理支架1底部的稀土矿区中的稀土土壤进行翻动，加快硝化细菌与稀土土壤之间的反应；

S4：反硝化还原，在稀土处理支架1底部的稀土矿区中对氨氮硝化后，在其底部出水管44处将硝态氮注入到反硝化处理池3中，通过反硝化细菌层31对硝态氮进行反硝化作用，将硝态氮还原为氮气。

通过上述技术方案，步骤S1-S4内部的液体流动如图11所示，首先通过在稀土原位浸出矿区注入孔中注入富氧水与硝化细菌，富氧水由气源为空气的微纳米气体分散器(CN202120396174.X一种高效微纳米发生器)制备，即由图11中的硝化细菌培养罐21和微纳米妖气分散器22共同制备，从而使原位矿区土壤中硝化菌的浓度大幅度提高，加速稀土矿区土壤中氨氮的硝化作用，将土壤中氨氮快速转化为硝态氮；其次，收集稀土矿区土壤的淋滤液，通过出水管44管道排入至反硝化生物滤池，利用反硝化菌将硝态氮高效还原为氮气，最终实现稀土矿区氨氮淋滤废水的达标排放；

本发明将硝化细菌培养罐21、微纳米氧气分散器22和反硝化处理池3放置到集装箱中，在修复完一处场地后可以移动到其他需要原位修复的场地，实现土壤淋滤废水的就地深度净化，具有工艺简单、运行费用低等优点。

通过上述技术方案，步骤S1-S4的流程框图如图10所示，步骤S1的具体实施方式为：通过微纳米氧气分散器22在富氧罐23内部可以制备富氧水，接着通过注入管41注入到稀土处理支架1底部的稀土矿区内部，完成硝化液的注入操作，同时在反硝化处理池3内部通过反硝化细菌可以对硝态氮进行还原，使其还原为对环境无污染的氮气；

基于上述，在稀土处理支架1底部的稀土矿区中，通过注入管41可以将硝化细菌培养罐21和富氧罐23中的混合淋滤液注入到稀土处理支架1底部的稀土矿区内部，与稀土土壤之间硝化反应，同时通过耗氧层45可以对出水管44内部的多余氧气和溶于水中的氨氮进行进一步消耗，避免在出水管44流动到反硝化细菌层31内部的硝态氮混合淋滤液内部含有氧气，对反硝化细菌厌氧环境造成影响，同时避免未反应完全的氨氮在反硝化处理池3中不进行反应直接排出，污染环境；

基于上述更进一步的，硝态氮淋滤液流动到出水管44时，会带动耗氧支架441向靠近反硝化处理池3一侧滑动，使其滑动到锁定滑槽443的限定位置，将耗氧层45的反应空间扩大，从而增加硝化细菌与从稀土处理支架1底部的稀土矿区底部流出的淋滤液充分反应，避免由于流出的混合液内部氧气含量过大，导致厌氧型反硝化细菌硝化环境改变，同时也可以对流出的混合液中未完全反应的氨氮进行反应。

步骤S2和步骤S3的具体实施方式为：在转动套筒422内壁开设的流动孔，对与之接触的稀土土壤之间硝化反应，然后通过液压调节管461向液压调节套筒46抽出液压油，将液压滑动盖462向上带动，使得伸缩杆423向上滑动，从而带动转动套筒422向上转动，改变硝化细菌在稀土处理支架1底部的稀土矿区中的反应部位，实现与稀土土壤充分反应，达到提高稀土土壤硝化效率的效果；

基于上述，通过液压调节管461内部液压油的流动可以控制液压调节管461内部液压，从而控制液压滑动盖462的滑动，从而可以带动伸缩杆423上下移动，实现转动套筒422上下转动，调节硝化细菌硝化作用反应部位，在调节注入井42内壁开设有球形的密封滑槽421，同时转动套筒422内侧固定连接有球形通管，可以与密封滑槽421贴合转动，同时在转动套筒422的顶部开设有限位滑槽，在伸缩杆423底部固定连接有与限位滑槽滑动连接有滑动圆柱，可以在液压滑动盖462上升和下降时，带动转动套筒422进行上下转动，改变转动套筒422的部位，实现调节转动套筒422内部流出的硝化细菌流出部位的目的；

基于上述更进一步，在转动套筒422的内部设置有硝化细菌过滤层，可以为硝化细菌硝化作用提供固化环境，同时在转动套筒422内壁开设的流动孔可以阻挡稀土土壤进入到转动套筒422内部，贴合在硝化细菌过滤层上，影响硝化细菌的硝化效率，只将氨氮淋滤液流动到转动套筒422内部，参与硝化反应，同时也有少部分硝化细菌流动到稀土处理支架1底部的稀土矿区中，随着淋滤液流动稀土土壤外表面，与氨氮进行反应，对稀土中的氨氮进行硝化处理；

步骤S4的具体实施方式为：在反硝化处理池3内部通过反硝化细菌层31的反硝化细菌可以对硝态氮进行还原，使其还原为对环境无污染的氮气。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.利用硝化与反硝化技术协同处理稀土原位浸出后残留氨氮的装置与方法，包括稀土处理支架(1)、硝化注入池(2)和反硝化处理池(3)，其特征在于：所述硝化注入池(2)与稀土处理支架(1)的顶部相连接，所述反硝化处理池(3)与稀土处理支架(1)的侧表面底部相连接，所述稀土处理支架(1)内部设置有注入机构(4)，且所述稀土处理支架(1)的外侧设置有硝化辅助机构(5)；

所述注入机构(4)包括固定连通于硝化注入池(2)与稀土处理支架(1)之间的注入管(41)，所述注入管(41)的底部固定连通有调节注入井(42)，所述注入管(41)的内部固定连接有注入泵(43)，所述稀土处理支架(1)的内壁固定连通有出水管(44)，所述出水管(44)的内壁活动连接有耗氧层(45)；

所述硝化辅助机构(5)包括固定连通与注入管(41)底部的回流管(51)，所述回流管(51)的内壁转动连接有翻转板(52)，所述翻转板(52)的内侧固定连接有翻转杆(53)，所述翻转杆(53)的内壁活动连接有翻折连杆(54)。

2.根据权利要求1所述的利用硝化与反硝化技术协同处理残留氨氮的装置，其特征在于：所述稀土处理支架(1)和反硝化处理池(3)的内部固定连通有恒温管(11)，且所述恒温管(11)的内部固定连接有加热棒(12)，所述恒温管(11)的内壁固定连通有恒温水管(13)，且所述恒温管(11)的外侧密封连接有电磁阀(14)。

3.根据权利要求1所述的利用硝化与反硝化技术协同处理残留氨氮的装置，其特征在于：所述硝化注入池(2)的内部放置有硝化细菌培养罐(21)，且所述硝化注入池(2)的内部电连接有微纳米氧气分散器(22)，所述微纳米氧气分散器(22)的外表面固定连接有富氧罐(23)，且所述硝化细菌培养罐(21)和富氧罐(23)的底部与注入管(41)的顶部固定连通，所述反硝化处理池(3)的内部卡接有反硝化细菌层(31)。

4.根据权利要求1所述的利用硝化与反硝化技术协同处理残留氨氮的装置，其特征在于：所述调节注入井(42)的内壁开设有密封滑槽(421)，所述调节注入井(42)的内壁活动连接有转动套筒(422)，所述转动套筒(422)的顶部滑动连接有伸缩杆(423)。

5.根据权利要求1所述的利用硝化与反硝化技术协同处理残留氨氮的装置，其特征在于：所述调节注入井(42)的外表面套接有液压调节套筒(46)，所述液压调节套筒(46)的顶部固定连通有液压调节管(461)，且所述液压调节管(461)的内壁滑动连接有与伸缩杆(423)顶部固定连接的液压滑动盖(462)。

6.根据权利要求1所述的利用硝化与反硝化技术协同处理残留氨氮的装置，其特征在于：所述出水管(44)的内部滑动连接有耗氧支架(441)，且所述耗氧支架(441)的内部固定连接有伸缩垫(442)，所述耗氧支架(441)的内壁开设有与耗氧层(45)滑动连接的锁定滑槽(443)。

7.根据权利要求1所述的利用硝化与反硝化技术协同处理残留氨氮的装置，其特征在于：所述耗氧层(45)与硝化细菌培养罐(21)之间固定连通有调节管(451)，且所述调节管(451)的内部密封连接有电子阀门(452)。

8.根据权利要求1所述的利用硝化与反硝化技术协同处理残留氨氮的装置，其特征在于：所述翻转板(52)的内壁开设有流动槽口(521)，且所述翻转板(52)外侧固定连接有与翻转杆(53)顶部固定连接的密封转动圆环(522)。

9.根据权利要求1所述的利用硝化与反硝化技术协同处理残留氨氮的装置，其特征在于：所述翻转杆(53)的内壁开设有滑动凹槽(531)，所述翻折连杆(54)的外侧固定连接有与滑动凹槽(531)滑动连接的限位滑球(541)。

10.利用硝化与反硝化技术协同处理稀土原位浸出后残留氨氮的方法，应用于权利要求1-9中任一所述的利用硝化与反硝化技术协同处理残留氨氮的装置中，其特征在于，包括如下处理步骤：

S1：硝化注入，通过硝化注入池(2)向稀土处理支架(1)底部的稀土矿区中注入硝化细菌和富氧水，淋湿稀土；

S2：稀土硝化，在稀土处理支架(1)底部的稀土矿区中给予硝化细菌充足氧气通过硝化作用，对稀土中的氨氮进行硝化处理，将土壤中的氨氮快速转化为硝态氮；

S3：硝化调节，在硝化细菌对稀土处理过程中，通过调节注入井(42)对转动套筒(422)内部硝化细菌硝化位置进行调节，同时通过硝化辅助机构(5)对稀土处理支架(1)底部的稀土矿区中的稀土土壤进行翻动，加快硝化细菌与稀土土壤之间的反应；

S4：反硝化还原，在稀土处理支架(1)底部的稀土矿区中对氨氮硝化后，在其底部出水管(44)处将硝态氮淋滤液注入到反硝化处理池(3)中，通过反硝化细菌层(31)对硝态氮进行反硝化作用，将硝态氮还原为氮气。

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