一种渗滤液厌氧出水膜生物膜脱氮装置的制作方法

1.本实用新型涉及渗滤液处理技术领域，尤其涉及一种渗滤液厌氧出水膜生物膜脱氮装置。


背景技术：

2.目前，已有少部分利用厌氧氨氧化富集培养物处理氮氧化物的报道。kartal 等研究表明，将厌氧氨氧化菌富集培养物（主要功能菌为candidatus brocadia fulgida，纯度约为80%）暴露在3500μl/l 一氧化氮环境当中，厌氧氨氧化富集培养物并未发生抑制，而是将铵和一氧化氮转化为氮气。熊华利用络合剂fe(ⅱ)edta 络合吸收了气相中一氧化氮，并初步证实了厌氧氨氧化富集培养物可以利用水相中络合态一氧化氮进行厌氧氨氧化反应。彭锦玉采用塔式生物滤池反应器也验证了厌氧氨氧化富集培养物（主要功能菌为candidatus kuenenia stuttgartiensis）可以利用一氧化氮进行厌氧氨氧化反应。万新宇采用fe(ⅱ)edta络合吸收一氧化氮并耦合厌氧氨氧化反应实现了脱硝过程。上述研究为厌氧氨氧化富集培养物处理一氧化氮提供了事实依据。
3.公开号为cn106047937a的一种通过厌氧氨氧化细菌生产联氨的方法，主要描述了将厌氧氨氧化细菌接入含有一氧化氮、氨氮和无机废水的培养液中进行培养的培养步骤。与本实用新型实现将一氧化氮作为反应基质进行渗滤液厌氧出水脱氮装置的实用新型有本质不同。
4.公开号为cn106731770a的一种球形无纺布填料启动一氧化氮生物吸收塔的方法， 主要描述了利用一氧化氮进行厌氧氨氧化的填料的选择和改性，将原多面空心球填料进行两处改进，形成的无纺布球形填料作为塔式反应器的填料；第一处改进：将原多面空心球填料的球面外围骨架间隔去掉，用外层无纺布代替，形成骨架和外层无纺布交替布局的多面空心球填料；第二处改进：多面空心球填料内的空心圆柱上缠绕内层无纺布，即形成无纺布球形填料。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了解决传统的厌氧氨氧化技术需要前置短程硝化并利用空气进行曝气，具有能耗较大，亚硝酸盐的过程控制不易的问题和缺点，而提出的一种渗滤液厌氧出水膜生物膜脱氮装置。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
7.一种渗滤液厌氧出水膜生物膜脱氮装置，包括依次管路连接的脱硫烟气进口、换热器、稳压罐、滴滤塔、厌氧氨氧化膜生物膜反应池；
8.脱硫烟气进口与换热器之间管道上设有引风机；
9.滴滤塔与厌氧氨氧化膜生物膜反应池之间管道上设有生化风机；
10.厌氧氨氧化膜生物膜反应池内置无孔纤维膜，滴滤塔与厌氧氨氧化膜生物膜反应池之间的管道连接至无孔纤维膜处；
11.滴滤塔通过管道外接厌氧出水池；
12.厌氧氨氧化膜生物膜反应池具有生化出水口。
13.作为更难进一步的优选方案，换热器外接循环换热管道，该管道上设有冷水泵和冷却塔。
14.作为更难进一步的优选方案，换热器的热媒管道与稳压罐之间管道上设有温度计。
15.作为更难进一步的优选方案，稳压罐与滴滤塔之间管道上设有气体流量计和压力表。
16.作为更难进一步的优选方案，滴滤塔与厌氧出水池之间的管道上设有滴滤塔进水泵和流量计。
17.作为更难进一步的优选方案，滴滤塔底部与厌氧氨氧化膜生物膜反应池上部之间还设有污水管道， 污水管道上具有生化进水泵，所述厌氧氨氧化膜生物膜反应池底部与滴滤塔上部之间还设有回流管道，回流管道上具有硝化液回流泵。
18.本实用新型具有以下优点：
19.1．不需要外加有机电子受体，免去了传统渗滤液脱氮处理需要进行曝气工艺，操作简单，节约曝气能耗。
20.2．无需控制曝气的程度，即膜生物膜反应器无需进行严格控制硝酸盐氧化菌对氨氧化菌的竞争作用，防止曝气过度亚硝酸盐变成硝酸盐，可直接利用烟气中的一氧化氮与渗滤液中的氨氮进行反应生成联氨，减少了厌氧氨氧化反应步骤，有利于工艺运行。
21.3．渗滤液的厌氧出水氨废水提供铵离子，并与烟气中的一氧化氮反应，达到“以废治废”的目的。
附图说明
22.图1为本实用新型的整体结构示意图；
23.图2为无孔纤维膜污染物去除原理示意图；
24.图3为滴滤塔的管路图。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
26.现有技术较多的集中于理论研究，反应过程的参数确定，没有集中于工程的应用和工艺的连接。
27.厌氧氨氧化反应发生于厌氧氨氧化体内，总反应如式(1)所示，包括三步反应：
①
在cd1 型亚硝酸还原酶（nitrite reductase，nir）的作用下，亚硝酸根离子被还原成一氧化氮[ 式(2)] ；
ꢀ②ꢀ
在联氨合成酶（hydrazine synthase，hzs）的作用下，一氧化氮与铵离子缩合成联氨[式(3)]；
③
在联氨水解酶（hydrazine dehydrogenase，hdh）作用下，联氨被分解为氮气[式(4)]。由上述反应模型可知，一氧化氮是厌氧氨氧化反应的中间产物，铵离子可以和一氧化氮直接反应生成联氨，而联氨可进一步分解为氮气，这为利用一氧化氮作
为电子受体，利厌氧氨氧化反应进行渗滤液脱氮提供了理论依据。
[0028][0029][0030][0031]
本实用新型提供了一种渗滤液厌氧出水膜生物膜脱氮装置，由脱硫烟气进口1，引风机2，换热器3，温度计4，稳压罐5，气体流量计6，压力表7，冷水泵8，冷却塔9，厌氧出水池10，滴滤塔进水泵11，流量计12，滴滤塔13、生化风机14、生化进水泵15、无孔纤维膜16，厌氧氨氧化膜生物膜反应池17、硝化液回流泵18组成。
[0032]
其中高温（200-300℃）的脱硫烟气进口1利用管道、法兰等零部件和引风机2相连，引风机2的出口利用管道和换热器3的热媒进口相连；换热完达到一定温度（30℃~40℃）的常温烟气从换热器3的热媒出口与稳压罐5相连。换热器3和稳压罐之间设置温度计4，温度计4可以在线检测烟气温度，与引风机2进行联锁变频控制进入系统的风量。
[0033]
在换热器3的冷媒的冷水出口（35℃~40℃）与冷却塔9进水口相连。冷却塔9的出水口（水温20℃~25℃）与冷水泵8入口相连。冷水泵8的出口与换热器3冷媒进口端相连。冷却水通过循环不停的对烟气进行降温换热。
[0034]
含有一氧化氮烟气进入稳压罐5进行稳压，稳压罐5的出口利用管道和滴滤塔13的底部气体进口相连，连接管道上设置流量计6和压力表7，设置稳压罐的主要作用是储存气体和控制恒定的进气质量。
[0035]
因为pv=nrt，从该公式可知，通过换热器3和稳压罐5保证进入滴滤塔的烟气温度t和压力p恒定，使得在进入的气量v一定情况下，通入的气体质量n也是相等的，目的是控制后段气体的反应量。
[0036]
厌氧出水通过管道进入厌氧出水池10实现均质调节。厌氧出水池出口管道与滴滤塔进水泵11的进口管道相连，进水泵11的出水管和滴滤塔13顶部进水喷淋口相连。滴滤塔13的上部设置气体出口，利用生化风机14与厌氧氨氧化反应器相连。滴滤塔13的下部设置排水出口，利用生化进水泵15与厌氧氨氧化反应器相连。
[0037]
滴滤塔设置的目的在滴滤塔中培养异养菌，滴滤塔中的异养菌分别利用烟气中的氧气和厌氧出水的有机物（cod）进行分解代谢，促进自身增长，消耗掉烟气中的氧气，并对厌氧出水中的剩余有机物（cod）进行部分的降解。生化风机14将去除氧气后的含一氧化氮的烟气送入无孔纤维膜16。利用无孔纤维膜16进行一氧化氮从气相进入液相的的传质，如附图2所示。生化进水泵（厌氧氨氧化进水泵）15将含有氨氮和有机物的渗滤液泵入厌氧氨氧化生物膜反应池17。在该反应池内完成上述公式（3）和公式（4）的反应，进行渗滤液中氨氮的脱除。
[0038]
即渗滤液中的氨氮的和一氧化氮在厌氧氨氧化菌的作用下生成氮气和硝酸盐，完成渗滤液的脱氮过程。厌氧氨氧化膜生物膜反应池17会产生一部分硝酸盐，通过硝化液回流泵19回流到滴滤塔进行一部分的反硝化脱氮作用，从而增加总氮的脱除效率。
[0039]
目前，传统的厌氧氨氧化技术采用亚硝酸盐和氨氮反应生成氮气和硝酸盐，因此
在进水只含有氨氮的废水中，需要对进水进行曝气，将部分氨氮李阳氨氧化菌转化成亚硝酸盐，该处理工艺既需要大量的空气进行曝气，能耗较大，且亚硝酸盐的过程控制不易控制。因此，本实用新型提供了一种渗滤液厌氧出水膜生物膜脱氮装置，可以运用厌氧氨氧化工艺直接处理烟气中的一氧化氮，减少了氨氮到亚硝酸盐转化的步骤，更加有利于厌氧氨氧化反应的进行。
[0040]
作为烟气主要的控制手段，即直接利用厌氧氨氧化富集培养物处理烟气中氮氧化物。厌氧氨氧化富集在水相中存在，而烟气中氮氧化物的主要成分是一氧化氮（约占90%），但是在通常情况下一氧化氮在水中的溶解度很小。本实用新型利用无孔曝气膜，控制一氧化氮在水中传质速度和压力，厌氧氨氧化菌在无孔纤维膜表面进行挂膜生长。无孔纤维膜内部提供一氧化氮气体，膜外表面进行挂膜和氨氮的传质作用。厌氧氨氧化反应产生的硝酸盐在体系中的反硝化菌种作用下进行脱氮反应。实现了以废治废，做到了烟气和渗滤液两种含氮污染物的去除。
[0041]
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。