CN217676969U - 一种电感耦合双铁基自养反硝化滤池处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电感耦合双铁基自养反硝化滤池处理装置，其中，反硝化装置包括：装置本体；进水机构，进水机构设在装置本体底部的左下方；反硝化反应机构，反硝化反应机构包括过水折板，过水折板设置在所述装置本体内部；电化学机构，电化学机构包括电极卡扣及电极，电极卡扣将电极固定设置在所述装置本体的内部；回流机构，回流机构设置在所述装置本体的左上方；出水机构，出水机构设置在所述装置本体的顶部。本实用新型结构简单，相较于传统的自养反硝化装置，选用了双铁基作为自养反硝化的填料，增加了电化学反应，处理效果好，污泥产量少，无二次污染，能够长期稳定运行，有效的解决了低碳氮比污水的治理问题，具有良好的应用前景。

Description

一种电感耦合双铁基自养反硝化滤池处理装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种电感耦合双铁基自养反硝化滤池处理装置。

背景技术

在城市污水处理过程中，反硝化的有机源主要包括三种类型：原废水中的有机废物、外部投加的有机物(如甲醇和乙酸钠)，以及内源性反硝化微生物在细胞内储存的有机物。通常，在反硝化发生过程中，有效的生物脱氮需要足够的有机底物的浓度来保证。反硝化分为异养和自养过程。传统污水处理中所利用的反硝化菌为异养菌，其生长速度很快，但是会出现碳源不足的现象，碳源不足导致传统生物脱氮工艺对废水的处理效果不佳，需要不断供应外部有机物，为反硝化提供电子供体及能量，但是会导致更高的污泥产量，增加了污泥处置成本。与传统的异养反硝化工艺处理废水相比，自养反硝化以其成本投入低、产泥量少、对低C/N比废水的适应性强等显著优点，成为更好的选择。

目前，常用的硫自养反硝化主要以硫磺和石灰石作为反应填料，但是石灰石的使用会增加了水体的硬度，大量的使用硫磺会导致出水硫酸盐浓度过高，存在环境风险，如何完善当前自养反硝化技术存在的缺陷，更好的实现对水体硝酸盐的去除，满足排放要求，并能够长期稳定运行是当今污水治理领域中的一个值得研究问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现阶段处理低碳比污水需要额外投加碳源以及当前反硝化填料存在的缺点，提供一种处理效果好，污泥产量少，无二次污染，并且能够长期稳定运行的电感耦合双铁基自养反硝化滤池处理装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种电感耦合双铁基自养反硝化滤池处理装置，其中，反硝化滤池处理装置包括：

装置本体；

支撑座，所述支撑座设在所述装置本体底部；

进水机构，所述进水机构设在所述装置本体底部的左下方；

反硝化反应机构，所述反硝化反应机构包括过水折板，所述过水折板设置在所述装置本体内部；反硝化反应机构内放置有硫铁矿、菱铁矿，硫铁矿粒径为4-6mm，菱铁矿粒径为6-8mm，硫铁矿与菱铁矿的比例为1:1-2:1，选用的铁矿均为不规则铁矿，增加铁矿之间的空隙率为微生物的生长提供空间。

电化学机构，所述电化学机构包括电极卡扣及电极，所述电极卡扣将电极固定设置在所述装置本体的内部；电极为铁、铝、石墨或钛涂钌铱电极等导电材料，电极与恒压直流电源相连。

回流机构，所述回流机构设置在所述装置本体的左上方；

出水机构，所述出水机构设置在所述装置本体的右上方。

较佳地，所述进水机构包括：

穿孔挡板，所述穿孔挡板设置在装置本体内部，且位于过水折板的下方；

进水口，所述进水口设置在装置本体的左侧下方，且位于穿孔挡板的下方；

进水水箱，

进水泵，

其中，所述进水水箱、进水泵及进水口通过管道连接；其中进水泵可为计量泵，进水口处设置有进水阀。

较佳地，所述穿孔挡板的孔隙直径为2-3mm。

较佳地，所述过水折板为碳钢材质，该过水折板的厚度为3-6mm，其与装置本体的夹角为90-120°。

较佳地，所述过水折板为均匀对称设置的多个。

较佳地，所述回流机构包括回流口，回流口设置在所述装置本体的左上方。

较佳地，所述出水机构包括出水口，出水口设置在所述装置本体的右上方，出水口处设有出水堰。

较佳地，所述装置本体为碳钢材质的的罐体或箱体结构，本实用新型的自养反硝化装置为上流式反应器。

本实用新型由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

(1)本实用新型的电感耦合双铁基自养反硝化滤池处理装置，选用碳钢防腐材料作为主装置本体，在自养反硝化区域布设过水折板以及电极，能够延长水力停留时间，提高微电解与双铁基填料对硝酸盐氮的去除效果。

(2)本实用新型装置在处理低碳氮比污水时，污水通过水泵抽进装置本体，通过穿孔挡板，自下而上流动，沿过水折板流经双铁基自养反硝化系统，通过双铁基填料以及微电解的共同作用下，将硝酸盐氮还原为氮气，同时，双铁基中的铁离子能够去除部分磷，同步实现脱氮除磷的效果。

(3)目前常用的硫自养反硝化工艺大多采用硫磺提供硫源，硫磺的大量使用会使得出水硫酸盐的浓度增高，造成二次污染，存在一个环境风险；该工艺主要是通过脱氮硫杆菌进行脱氮，反应需要在弱碱性条件下进行，而脱氮硫杆菌在反应过程中会消耗碱，需要额外投加碱，提高碱度，增加处理成本。而本实用新型的电感耦合双铁基自养反硝化填料以硫铁矿替代硫磺，增加了菱铁矿填料，铁基自养反硝化将分担部分硫基自养反硝化过程的负荷，从而减少硫酸盐生产，同时，在Fe⁰基的自养反硝化过程产生的碱度可以补偿硫的自养反硝化所消耗的碱度，两者结合可以很好的维持系统中的pH，确保脱氮硫杆菌的脱氮效率。

(4)硫铁矿在反硝化过程中被生物氧化产生铁离子，菱铁矿在自养反硝化中会溶出亚铁离子，铁离子不仅与磷酸根生成溶度积小的沉淀物，更重要的是铁离子强烈水解、聚合生成的多核羟基络合物能够有效吸附、沉淀磷酸根，在反硝化脱氮的同时可以同步除磷。

(5)本实用新型结构简单，能够长期稳定运行，有效的解决低碳氮比污水的治理问题，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

附图中：1-进水水箱，2-计量泵，3-进水阀，4-穿孔挡板，5-放空口，6- 取样口，7-硫铁矿，8-菱铁矿，9-电极，10-电极卡扣，11-过水折板，12-回流阀，13-出水口，14-排气口，15-电池。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

实施例1：

如图1所示，一种电感耦合双铁基自养反硝化滤池处理装置，其中，所述反硝化装置包括：碳钢结构的装置本体，本实施例的装置本体为罐体结构，在生产中也可设置为箱体结构，罐体底部设有支撑座；进水机构，所述进水机构设在所述罐体底部的左下方；反硝化反应机构，所述反硝化反应机构包括过水折板，所述过水折板11设置在所述罐体内部，过水折板11为均匀对称设置的多个，本实施例的过水折板为6个，其为碳钢材质，该过水折板11的厚度为3-6mm，其与罐体的夹角为90-120°；反硝化反应机构内放置有硫铁矿、菱铁矿，硫铁矿粒径为4-6mm，菱铁矿粒径为6-8mm，硫铁矿与菱铁矿的比例为1:1-2:1，选用的铁矿均为不规则铁矿，增加铁矿之间的空隙率为微生物的生长提供空间。

电化学机构，所述电化学机构包括电极卡扣10及电极9，所述电极卡扣 10将电极9固定设置在所述罐体的内部；电极9为铁、铝、石墨或钛涂钌铱电极等导电材料，电极与恒压直流电源相连；回流机构包括回流口，回流口设置在所述罐体的左上方，回流口上设置有回流阀12；出水机构包括出水口 13，出水口13设置在所述罐体的右上方，出水口13处设有出水堰。

进水机构包括穿孔挡板4，所述穿孔挡板4设置在罐体内部，且位于过水折板11的下方，穿孔挡板4的孔隙直径为2-3mm；进水口，所述进水口设置在罐体的左侧下方，且位于穿孔挡板4的下方；进水水箱1，进水泵，其中所述进水水箱1、进水泵及进水口通过管道连接；其中进水泵可为计量泵2，进水口处设置有进水阀3。罐体的左下方还设置有取样口6，罐体的底部设置有放空口5，罐体的顶部设置有排气口14和电池15，电池15设置于排气口的上方。

本实用新型的工作过程为：低碳氮比水体通过计量泵进入自养反硝化装置罐体，罐体底部布设有穿孔挡板，穿孔挡板直径为2-3mm，污水经过穿孔挡板，进入电耦合双铁基自养反硝化反应机构，反硝化反应机构包括硫铁矿粒径为4-6mm、菱铁矿粒径为6-8mm、电极，电极为柱状电极，可以是铁、铝、石墨或钛涂钌铱电极等导电材料，反应器壁上设有卡扣电极柱扣于反应器主体上、过水折板，折板为碳钢材质，焊与反应器上，厚度为3-6mm，夹角度数90-120°，可以延长水力停留时间，污水沿过水折板流经硫铁矿和菱铁矿构成的双铁基自养反硝化机构以及电极的微电解系统，双铁基自养反硝化系统中铁基自养反硝化将分担部分硫基自养反硝化过程的负荷，从而减少硫酸盐生产。同时，在Fe⁰基的自养反硝化过程产生的碱度可以补偿硫的自养反硝化所消耗的碱度，两者结合可以很好的维持系统中的pH，确保脱氮硫杆菌的脱氮效率。微电解系统在电源的作用下，反应装置的电极上产生一些氧化性和还原性较强的物质，这些物质通过氧化还原作用去除水中的污染物质，通过直接氧化和间接氧化作用能更好的降解水中的污染物质，同时微电解产生的氧气和氢气对于微生物的细胞生长和活性均具有促进作用。

为验证该装置的处理效果，将本实用新型一体化装置用于某污水处理站生化尾水处理，污水经过好氧池，氨氮转化为硝态氮，后接入本装置，电极材料选择为铁为阳极、石墨为阴极，进水量为25m³/d，正常运行期间出水结果如下表1所示，出水COD、TP、TN均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准，COD和TP达到地表水Ⅳ类标准。

表1进出水水质指标含量(单位mg/L)

指标	COD	NO<sub>3</sub><sup>-</sup>-N	TP	TN
					进水水质	40	20	2.70	23.3
出水水质	22.4	0.8	0.26	1.4
					去除率	39.44％	96％	90.4％	93.9％
一级A标准	50.00	—	0.5	15.00
					地表水Ⅳ类标准	30	—	0.3	1.5

本实用新型的电耦合双铁基自养反硝化可以在微电解—微生物共同作用下，去除污染物，相较于传统的自养反硝化装置，选用了双铁基作为自养反硝化的填料，增加了电化学反应，处理效果好，污泥产量少，无二次污染，并且能够长期稳定的运行。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种电感耦合双铁基自养反硝化滤池处理装置，其特征在于：其中，反硝化滤池处理装置包括：

装置本体；

支撑座，所述支撑座设在所述装置本体底部；

进水机构，所述进水机构设在所述装置本体底部的左下方；

反硝化反应机构，所述反硝化反应机构包括过水折板，所述过水折板设置在所述装置本体内部；

电化学机构，所述电化学机构包括电极卡扣及电极，所述电极卡扣将电极固定设置在所述装置本体的内部；

回流机构，所述回流机构设置在所述装置本体的左上方；

出水机构，出水机构设置在所述装置本体的右上方。

2.根据权利要求1所述的电感耦合双铁基自养反硝化滤池处理装置，其特征在于：所述进水机构包括：

穿孔挡板，所述穿孔挡板设置在装置本体内部，且位于过水折板的下方；

进水口，所述进水口设置在装置本体的左侧下方，且位于穿孔挡板的下方；

进水水箱，

进水泵，

其中，所述进水水箱、进水泵及进水口通过管道连接。

3.根据权利要求2所述的电感耦合双铁基自养反硝化滤池处理装置，其特征在于：所述穿孔挡板的孔隙直径为2-3mm。

4.根据权利要求1所述的电感耦合双铁基自养反硝化滤池处理装置，其特征在于：所述过水折板为碳钢材质，该过水折板的厚度为3-6mm，其与装置本体的夹角为90-120°。

5.根据权利要求1所述的电感耦合双铁基自养反硝化滤池处理装置，其特征在于：所述过水折板为均匀对称设置的多个。

6.根据权利要求1所述的电感耦合双铁基自养反硝化滤池处理装置，其特征在于：所述回流机构包括回流口，回流口设置在所述装置本体的左上方。

7.根据权利要求1所述的电感耦合双铁基自养反硝化滤池处理装置，其特征在于：所述出水机构包括出水口，出水口设置在所述装置本体的顶部。

8.根据权利要求1所述的电感耦合双铁基自养反硝化滤池处理装置，其特征在于：所述装置本体为碳钢材质的罐体或箱体结构。

Images