一种实现资源化脱氮除硫的一体式反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种实现资源化脱氮除硫的一体式反应器，包括反应器主体，反应器主体通过横向隔板分隔为位于上部的生物滴滤反应单元和位于下部的厌氧曲折流式反应单元；厌氧曲折流式反应单元侧面设有进水口和出水口，内部沿进水至出水方向通过竖向设置的第一导流板分为顶部连通的产H

An integrated reactor for resource-based nitrogen and sulfur removal

【技术实现步骤摘要】
一种实现资源化脱氮除硫的一体式反应器
本专利技术涉及水处理
，具体涉及一种实现资源化脱氮除硫的一体式反应器。
技术介绍
随着工业化的不断推进，特别是化工、制药、制革、造纸、发酵、食品加工和采矿等领域的快速发展，产生了大量高浓度含硫有机废水，废水中的含硫化合物若不经处理直接排入水体会导致水体pH下降，改变水生动植物生境从而危害其生存，造成严重的环境污染问题。此外，在厌氧条件下，含硫化合物易通过硫酸盐还原菌的作用转变成为H2S，进而严重腐蚀处理设施和排水管道。不仅如此，当H2S浓度积累到一定量时能引起人神经中毒，而且它还是酸雨的成因之一。另一方面，随着化肥在农业生产过程中的广泛使用，大量的氮素流失进入水体导致水体中氮含量不断升高。有研究资料表明，在我国北方地区，由于硝态氮肥的大量施用，地下水与饮用水均受到不同程度的硝氮的污染，水体中的硝酸盐不仅会造成水体富营养化，还可以被微生物转化为致癌的亚硝酸盐，从而通过食物链对人体产生潜在危害。公开号为CN101050031A的专利说明书公开了一种同步去除废水中有机物、硫化物和硝酸盐的方法及反应器。反应器是固定床生物膜反应器，填料为火山岩或活性炭，筒体内腔的中下部形成了反应区，筒体内腔的上部形成了沉淀区，集气室内腔的中上部形成了气体收集区，集气室内腔的底部与溢水堰之间形成了储水区。迄今已有很多分别处理含硫有机废水和含硝酸盐废水的方法，但如何同时处理含硫有机废水和含硝酸盐废水，且在处理的同时实现资源的回收比较困难，因此非常必要寻找一种高效的协同处理含硫有机废水和含硝酸盐废水的方法并实现资源化利用。
技术实现思路
针对本领域存在的不足之处，以及无法资源化处理含硫有机废水、含硝酸盐废水的问题，本专利技术提供了一种实现资源化脱氮除硫的一体式反应器，占地紧凑、运行稳定、可实现资源回收和协同处理含硫有机废水和含硝酸盐废水。一种实现资源化脱氮除硫的一体式反应器，包括反应器主体，所述反应器主体通过横向隔板分隔为位于上部用于处理含硝酸盐废水的生物滴滤反应单元和位于下部用于处理含硫有机废水的厌氧曲折流式反应单元；所述厌氧曲折流式反应单元侧面设有进水口和出水口，内部沿进水至出水方向通过竖向设置的第一导流板划分为顶部连通的产H2S区和产CH4区，所述厌氧曲折流式反应单元对应所述产H2S区的侧面靠近顶部设有H2S排气管道，对应所述产CH4区的侧面靠近顶部设有CH4排气管道；所述生物滴滤反应单元顶部设有出气管，内部自上而下依次包括进水喷淋层、硫自养反硝化菌填料层、反冲洗系统、布气系统和回流区，对应所述回流区的侧面设有排水口和与所述进水喷淋层连通的回流口，所述布气系统与所述H2S排气管道连通。本专利技术的一体式反应器的工作流程如下：含硫有机废水从厌氧曲折流式反应单元的进水口进入，依次经过产H2S区和产CH4区后从出水口流出，实现含硫有机废水的两相厌氧消化反应处理。含硫有机废水在产H2S区进行水解酸化，含硫化合物在水解酸化阶段实现还原，产生H2S气体，进入H2S排气管道，最终经布气系统进入生物滴滤反应单元，用于将硝酸盐还原为N2，同时H2S氧化为单质S，从而实现同步脱氮除硫。经水解酸化后的含硫有机废水在产CH4区进行产甲烷反应，产生甲烷，进入CH4排气管道后收集。由此可实现H2S和CH4的分别回收和处理。含硝酸盐废水通过进水喷淋层均匀分布于生物滴滤反应单元中，在硫自养反硝化菌填料层中与H2S气体充分接触，通过硫自养反硝化菌的作用实现同步脱氮除硫，产物为N2和单质S。N2通过出气管排出。单质S沉积在回流区，经排水口随处理后的含硝酸盐废水一同排出。作为优选，所述产H2S区内通过n块竖向设置的第二导流板划分为n+1个顶部连通的产H2S隔室，n为正整数；所述产CH4区内通过m块竖向设置的第二导流板划分为m+1个顶部连通的产CH4隔室，m为正整数。如此设计一方面可延长污水在分区内的流动路线，与微生物充分接触提高处理效率，另一方面可进一步截留两个分区内的污泥。作为优选，所述厌氧曲折流式反应单元对应所述每个产H2S隔室的侧面靠近顶部均设有H2S排气子管道，所述每个H2S排气子管道并联接入所述H2S排气管道；所述厌氧曲折流式反应单元对应所述每个产CH4隔室的侧面靠近顶部均设有CH4排气子管道，所述每个CH4排气子管道并联接入所述CH4排气管道。作为优选，所述厌氧曲折流式反应单元对应所述每个产H2S隔室和产CH4隔室的侧面靠近底部均设有排泥口。作为优选，所述每个产H2S隔室和产CH4隔室内均通过竖向设置的第三导流板划分为底部连通的下向流区和上向流区；所述第三导流板底部向所述上向流区一侧弯折，以起到更好的导流作用。作为优选，所述厌氧曲折流式反应单元内部形状为圆柱形，内设有高度与所述圆柱形高度相同的竖向隔板，所述竖向隔板、第一导流板、第二导流板、第三导流板的一条竖边重合于同一轴线，另一条竖边均与所述圆柱形侧面密封固定连接，所述进水口和出水口分设于所述竖向隔板两侧。竖向隔板可起到限制厌氧曲折流式反应单元内含硫有机废水流向的作用。圆柱形反应单元具有占地面积小、抗冲击负荷能力强、污泥停留时间长、污泥沉降性能好且不易发生污泥流失、结构简单、抗水力与有机负荷冲击的能力强、运行稳定、水头损失小、不易发生堵塞等优点。作为优选，所述出水口连接Z型管道，所述Z型管道的中间竖直段高度可调，一方面可防止气体溢出，另一方面可调整含硫有机废水在厌氧曲折流式反应单元内的水力停留时间以便达到更好地处理效果。作为优选，所述排水口和回流口均连接管式过滤器；所述管式过滤器内设有过滤膜，所述过滤膜两侧分别设有进水压力传感器和出水压力传感器，所述管式过滤器的进水端设有进水阀，出水端设有出水阀，所述管式过滤器底部设有排硫阀。所述管式过滤器的工作原理如下：管式过滤器的进水阀和出水阀均为开启状态，回流区中处理后的含硝酸盐废水经过管式过滤器，单质硫被过滤膜截留而堵在过滤膜前，进水压力传感器监测到的压力逐渐增加，当进水压力传感器与出水压力传感器监测到的压力差达到预设值时，开启管式过滤器底部排硫阀，排出单质硫，进水压力传感器监测到的压力减小，恢复至与出水压力传感器监测到的压力相同，关闭排硫阀即可。如此实现单质硫的富集和回收。所述布气系统通过调整管径以及气孔大小使得每个支管道上分布的气量相对平均，并在气压较大的位置设置小气孔，气压较小的位置设置大气孔的方式实现气体的均匀分布。作为优选，所述布气系统包括：水平设置的布气主管道，一端与所述H2S排气管道连通，另一端封闭；水平对称设置于所述布气主管道两侧的布气支管道，一端与所述布气主管道连通，另一端封闭，所述布气主管道上沿气体流动方向的布气支管道管径逐渐增大，所述布气支管道上设有朝上的气孔，所述布气支管道上沿远离所述布气主管道方向的气孔孔径逐渐增大。作为优选，所述出气管内设有单向排气阀，避免外接气体进入生物滴滤反应单元。作为优选，所述进水喷淋层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现资源化脱氮除硫的一体式反应器，包括反应器主体，其特征在于，所述反应器主体通过横向隔板分隔为位于上部用于处理含硝酸盐废水的生物滴滤反应单元和位于下部用于处理含硫有机废水的厌氧曲折流式反应单元；/n所述厌氧曲折流式反应单元侧面设有进水口和出水口，内部沿进水至出水方向通过竖向设置的第一导流板划分为顶部连通的产H

【技术特征摘要】
1.一种实现资源化脱氮除硫的一体式反应器，包括反应器主体，其特征在于，所述反应器主体通过横向隔板分隔为位于上部用于处理含硝酸盐废水的生物滴滤反应单元和位于下部用于处理含硫有机废水的厌氧曲折流式反应单元；
所述厌氧曲折流式反应单元侧面设有进水口和出水口，内部沿进水至出水方向通过竖向设置的第一导流板划分为顶部连通的产H2S区和产CH4区，所述厌氧曲折流式反应单元对应所述产H2S区的侧面靠近顶部设有H2S排气管道，对应所述产CH4区的侧面靠近顶部设有CH4排气管道；
所述生物滴滤反应单元顶部设有出气管，内部自上而下依次包括进水喷淋层、硫自养反硝化菌填料层、反冲洗系统、布气系统和回流区，对应所述回流区的侧面设有排水口和与所述进水喷淋层连通的回流口，所述布气系统与所述H2S排气管道连通。


2.根据权利要求1所述的实现资源化脱氮除硫的一体式反应器，其特征在于，所述产H2S区内通过n块竖向设置的第二导流板划分为n+1个顶部连通的产H2S隔室，n为正整数；
所述产CH4区内通过m块竖向设置的第二导流板划分为m+1个顶部连通的产CH4隔室，m为正整数。


3.根据权利要求2所述的实现资源化脱氮除硫的一体式反应器，其特征在于，所述厌氧曲折流式反应单元对应所述每个产H2S隔室的侧面靠近顶部均设有H2S排气子管道，所述每个H2S排气子管道并联接入所述H2S排气管道；
所述厌氧曲折流式反应单元对应所述每个产CH4隔室的侧面靠近顶部均设有CH4排气子管道，所述每个CH4排气子管道并联接入所述CH4排气管道。


4.根据权利要求2所述的实现资源化脱氮除硫的一体式反应器，其特征在于，所述厌氧曲折流式反应单元对应所述每个产H2S隔室和产CH4隔室的侧面靠近底部均设有排泥口。


5.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：金仁村，马文杰，李桂凤，黄宝成，范念斯，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33