一种抑制N2O排放的装置和方法与流程

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。

技术实现要素：

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

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。