CN112919626A - 一种硫铁自氧反硝化装置及反应控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硫铁自氧反硝化装置及反应控制方法，包括铁自氧反硝化仓和硫自氧反硝化仓；所述铁自氧反硝化仓内设置有进水装置，铁自氧反硝化仓和硫自氧反硝化仓之间连通设置；所述硫自氧反硝化仓的顶部设置有出气管；所述出气管上设置气体浓度传感器、气体流量传感器、信号采集器和信号发射器；所述硫自氧反硝化仓中下部分设置有出水管；所述信号发射器将气体数据信息传输至控制平台；还包括控制反应方法。本发明硝化装置反应充分，反应可控性好。

Description

一种硫铁自氧反硝化装置及反应控制方法

技术领域

本发明涉及污水生物处理技术领域，具体涉及一种硫铁自氧反硝化装置及反应控制方法。

背景技术

硫铁自养反硝化技术用于污水处理越来越多得到的应用，二者结合能够协同对污水的进行深度脱氮，现有技术中对于反应的充分性需要验证和合理的配比方可实现，同时对于已经成型的反应装置后期的反应控制较少涉及，对于反应中的温度，浓度变化没有精确的实现控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种硫铁自氧反硝化装置及反应控制方法，通过硝化装置结构设计使得反应充分，同时利用装置本身的可控结构以及反应数据的监测和整体监控平台的设计使得装置反应精确可控。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种硫铁自氧反硝化装置，包括铁自氧反硝化仓和硫自氧反硝化仓；所述铁自氧反硝化仓内设置有进水装置，铁自氧反硝化仓和硫自氧反硝化仓之间连通设置；所述硫自氧反硝化仓的顶部设置有出气管；所述出气管上设置气体浓度传感器、气体流量传感器、信号采集器和信号发射器；所述硫自氧反硝化仓中下部分设置有出水管；所述信号发射器将气体数据信息传输至控制平台。

铁自氧反硝化仓和硫自氧反硝化仓独立设计，使得反应单独发生，单独可控，同时通过反应气体的监测实现整体反应料的精确控制，确保反应充分。

本发明一种优选的实施方式，所述铁自氧反硝化仓为两个，两个铁自氧反硝化仓的之间通过第一空心板隔离；所述第一空心板底端设置有污水进水管和净水冲洗管，所述第一空心板的上半部分开设有第一出水孔；所述硫自氧反硝化仓为两个，分别位于两个铁自氧反硝化仓的一侧面；所述铁自氧反硝化仓和硫自氧反硝化仓之间通过第二空心板隔离；所述第二空心板的底部设置有进水孔，顶部设置有第二出水孔；所述第二空心板进水孔位置处的侧壁上安装有筛网；所述硫自氧反硝化仓的顶部留有容纳气体的空间，出气管与所述容间连通。

铁自氧反硝化仓和硫自氧反硝化仓通过空心板隔离为两个独立的反应仓，同时空心板具有流程的空间，便于污水流通，进水孔处的筛网可以阻挡反应料进入空心板中；硫自氧反硝化仓的顶部留有容纳气体的空间可以保证足够的反应气生成空间，同时也便于后续监控气体的流量和浓度。

本发明一种优选的实施方式，所述铁自氧反硝化仓和硫自氧反硝化仓的上部具有填料口，底部具有锥形出料斗；锥形出料斗与铁自氧反硝化仓和硫自氧反硝化仓的仓底之间设置有开关门板。

通过填料口和具有开关作用的门板可以实现反应料的控制，确保反应充分，同时门板的设计可以防止反应料堆积锥形出料斗，从而使得卸料时粘结，不易卸料，通过门板的设计与出料斗之间具有缓冲空间，打开后反应料在自重力的作用下自动卸料。

本发明一种优选的实施方式，所述开关门板包括第一门板和第二门板，所述第一门板与第二门板分别通过液压缸实现开合，所述液压缸的活塞穿过锥形出料斗的侧壁与门板铰接，液压缸的缸体固定在支撑座上。

液压缸可以提供较大的支撑力和驱动力，保证门板的开闭可靠；门板打开时可以与锥形出料斗的侧壁平行，保证出料的顺畅。

本发明一种优选的实施方式，所述第一门板开合端部具有第一台阶，第二门板开合端部具有第二台阶，所述第一台阶与第二台阶搭接后形成平面板。

台阶的设计可以使得门板闭合封闭性好，防止料液的溢出。

本发明一种优选的实施方式，所述铁自氧反硝化仓装满菱铁矿，所述硫自氧反硝化仓装有硫磺，上面顶部留有容纳气体的空间。

滤料除具备截留悬浮污染物功能，同时也可以作为电子供体驱动其附着的自养反硝化细菌反应实现脱氮。

本发明一种优选的实施方式，所述铁自氧反硝化仓的容积与硫自氧反硝化仓的容积比为1:2。

通过容积的比例控制可以控制反应的参与度以达到酸碱平衡的目的。

本发明一种优选的实施方式，所述铁自氧反硝化仓的容积与硫自氧反硝化仓的顶部设置有温度传感器，仓外壁盘设有流体管道，所述流体管道与具有制冷与加热功能的恒温装置连通；所述温度传感器与信号采集器连接；所述信号发射器将温度数据传输自控制平台。

适当的温度可以保持反硝化细菌的活性，控制平的温度监测和恒温装置的设计，可以保证仓体的反应温度稳定，促进反应的充分发挥。

本发明一种优选的实施方式，所述出水管处设置有PH值传感器。

通过PH值的观测可以了解两种反应仓内反应料的情况，从而进行合理调整。

本发明还包括一种硫铁自氧反硝化装置的反应控制方法，包含以下步骤：

1)、向第一空心板通入污水，污水经过上部的第一出水孔流入铁自氧反硝化仓内；

2)、经过反硝化反应的液体和反应气体一起经过底部的进水孔升至顶部的第二出水孔流入硫自氧反硝化仓内；

3)、经过硫自氧反硝化仓的反应后液体经过出水管排出，反应气体经过顶部的排气管排出；

4)、控制平台接收气体流量和气体浓度数据，根据气体数据判断，若气体浓度大于等于阈值，气体流量低于阈值，则判断管路堵塞，需要清理；若气体浓度大于等于阈值，气体流量大于等于阈值，则反应充分；若气体流量和气体浓度均小于阈值，则反应不充分，需要填料或者更换料；

5)、根据PH值的情况判断，若PH值呈酸性，则需要更换部分铁矿；若PH值呈碱性，则需要更换部分硫磺；若PH值呈中性，则不需要换料；

6)、控制平台接收温度数据，若温度大于阈值，则通过恒温装置输送冷却液；若温度小于阈值，则通过恒温装置的加热器加热冷却液；若温度等于阈值，则恒温装置不工作；

7)、当需要补充部分料时，液压缸控制门板打开一定角度，待卸料一部分后关闭，补入新料；当需要更换料时，液压缸控制门板全部打开，反应后的料经过锥形出料斗排出；

8)、排出料后打开净水冲洗管的阀门，净水冲洗管路和反应仓，待冲洗干净后，重新填料，进行下一步反应循环。

本发明的有益效果如下：

1、铁自氧反硝化仓和硫自氧反硝化仓独立设计，使得反应单独发生，单独可控，同时通过反应气体的监测实现整体反应料的精确控制，确保反应充分。

2、铁自氧反硝化仓和硫自氧反硝化仓通过空心板隔离为两个独立的反应仓，同时空心板具有流程的空间，便于污水流通，进水孔处的筛网可以阻挡反应料进入空心板中；硫自氧反硝化仓的顶部留有容纳气体的空间可以保证足够的反应气生成空间，同时也便于后续监控气体的流量和浓度。

3、通过填料口和具有开关作用的门板可以实现反应料的控制，确保反应充分，同时门板的设计可以防止反应料堆积锥形出料斗，从而使得卸料时粘结，不易卸料，通过门板的设计与出料斗之间具有缓冲空间，打开后反应料在自重力的作用下自动卸料。

4、液压缸可以提供较大的支撑力和驱动力，保证门板的开闭可靠；门板打开时可以与锥形出料斗的侧壁平行，保证出料的顺畅。

5、门板台阶的设计可以使得门板闭合封闭性好，防止料液的溢出。

6、滤料除具备截留悬浮污染物功能，同时也可以作为电子供体驱动其附着的自养反硝化细菌反应实现脱氮。

7、通过容积的比例控制可以控制反应的参与度以达到酸碱平衡的目的。

8、适当的温度可以保持反硝化细菌的活性，控制平的温度监测和恒温装置的设计，可以保证仓体的反应温度稳定，促进反应的充分发挥。

9、通过PH值的观测可以了解两种反应仓内反应料的情况，从而进行合理调整。

附图说明

图1为本发明的具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明的锥形出料斗的结构左视图；

附图标记说明：

1-第一空心板；2-铁自氧反硝化仓；3-硫自氧反硝化仓；4-第二空心板；5-进水孔；6-第二出水孔；7-排气管；8-气体流量传感器；9-出水管；10-锥形出料斗；11-污水进水管；12-净化水冲洗管；13-第一门板；14-第二门板；15-液压缸；16-出料口；17-支撑底座。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：

实施例一

图1～图2示出了本发明的具体实施方式，一种硫铁自氧反硝化装置，包括铁自氧反硝化仓2和硫自氧反硝化仓3；所述铁自氧反硝化仓内2设置有进水装置，铁自氧反硝化仓2和硫自氧反硝化仓3之间连通设置；所述硫自氧反硝化仓3的顶部设置有出气管7；所述出气管7上设置气体浓度传感器、气体流量传感器8、信号采集器和信号发射器；所述硫自氧反硝化仓3中下部分设置有出水管9；所述信号发射器将气体数据信息传输至控制平台。

铁自氧反硝化仓和硫自氧反硝化仓独立设计，使得反应单独发生，单独可控，同时通过反应气体的监测实现整体反应料的精确控制，确保反应充分。

具体而言，所述铁自氧反硝化仓为两个，两个铁自氧反硝化仓2的之间通过第一空心板1隔离；所述第一空心板1底端设置有污水进水管11和净水冲洗管12，所述第一空心板1的上半部分开设有第一出水孔(图中示出多个出水孔)；所述硫自氧反硝化仓3为两个，分别位于两个铁自氧反硝化仓2的一侧面；所述铁自氧反硝化仓2和硫自氧反硝化仓3之间通过第二空心板4隔离；所述第二空心板4的底部设置有进水孔5(图中示出多个)，顶部设置有第二出水孔6(图中示出多个)；所述第二空心板4进水孔4位置处的侧壁上安装有筛网(图中未示出)；所述硫自氧反硝化仓3的顶部留有容纳气体的空间(参见附图1)，出气管7与所述容间连通。

铁自氧反硝化仓和硫自氧反硝化仓通过空心板隔离为两个独立的反应仓，同时空心板具有流程的空间，便于污水流通，进水孔处的筛网可以阻挡反应料进入空心板中；硫自氧反硝化仓的顶部留有容纳气体的空间可以保证足够的反应气生成空间，同时也便于后续监控气体的流量和浓度。

具体而言，所述铁自氧反硝化仓2和硫自氧反硝化仓3的上部具有填料口(图中未示出)，底部具有锥形出料斗10；锥形出料斗10与铁自氧反硝化仓2和硫自氧反硝化仓3的仓底之间设置有开关门板。

通过填料口和具有开关作用的门板可以实现反应料的控制，确保反应充分，同时门板的设计可以防止反应料堆积锥形出料斗，从而使得卸料时粘结，不易卸料，通过门板的设计与出料斗之间具有缓冲空间，打开后反应料在自重力的作用下自动卸料。

具体而言，参见附图2，所述开关门板包括第一门板13和第二门板14，所述第一门板13与第二门板14分别通过液压缸15实现开合，所述液压缸15的活塞穿过锥形出料斗10的侧壁与门板铰接，液压缸15的缸体固定在支撑座17上。其中锥形出料斗10的底部开设有出料口16。

液压缸可以提供较大的支撑力和驱动力，保证门板的开闭可靠；门板打开时可以与锥形出料斗的侧壁平行，保证出料的顺畅。

具体而言，参见附图2，所述第一门板13开合端部具有第一台阶，第二门板14开合端部具有第二台阶，所述第一台阶与第二台阶搭接后形成平面板。

台阶的设计可以使得门板闭合封闭性好，防止料液的溢出。

具体而言，所述铁自氧反硝化仓装满菱铁矿，所述硫自氧反硝化仓装有硫磺，上面顶部留有容纳气体的空间。

滤料除具备截留悬浮污染物功能，同时也可以作为电子供体驱动其附着的自养反硝化细菌反应实现脱氮。

具体而言，所述铁自氧反硝化仓2的容积与硫自氧反硝化仓3的容积比为1:2。

通过容积的比例控制可以控制反应的参与度以达到酸碱平衡的目的。

具体而言，所述铁自氧反硝化仓2的容积与硫自氧反硝化仓3的顶部设置有温度传感器，仓外壁盘设有流体管道(图中未示出)，所述流体管道与具有制冷与加热功能的恒温装置连通；所述温度传感器与信号采集器连接；所述信号发射器将温度数据传输自控制平台。

适当的温度可以保持反硝化细菌的活性，控制平的温度监测和恒温装置的设计，可以保证仓体的反应温度稳定，促进反应的充分发挥。

具体而言，所述出水管处设置有PH值传感器。

通过PH值的观测可以了解两种反应仓内反应料的情况，从而进行合理调整。

实施例二

一种硫铁自氧反硝化装置的反应控制方法，包含以下步骤：

1)、向第一空心板通入污水，污水经过上部的第一出水孔流入铁自氧反硝化仓内；

2)、经过反硝化反应的液体和反应气体一起经过底部的进水孔升至顶部的第二出水孔流入硫自氧反硝化仓内；

3)、经过硫自氧反硝化仓的反应后液体经过出水管排出，反应气体经过顶部的排气管排出；

4)、控制平台接收气体流量和气体浓度数据，根据气体数据判断，若气体浓度大于等于阈值，气体流量低于阈值，则判断管路堵塞，需要清理；若气体浓度大于等于阈值，气体流量大于等于阈值，则反应充分；若气体流量和气体浓度均小于阈值，则反应不充分，需要填料或者更换料；

5)、根据PH值的情况判断，若PH值呈酸性，则需要更换部分铁矿；若PH值呈碱性，则需要更换部分硫磺；若PH值呈中性，则不需要换料；

6)、控制平台接收温度数据，若温度大于阈值，则通过恒温装置输送冷却液；若温度小于阈值，则通过恒温装置的加热器加热冷却液；若温度等于阈值，则恒温装置不工作；

7)、当需要补充部分料时，液压缸控制门板打开一定角度，待卸料一部分后关闭，补入新料；当需要更换料时，液压缸控制门板全部打开，反应后的料经过锥形出料斗排出；

8)、排出料后打开净水冲洗管的阀门，净水冲洗管路和反应仓，待冲洗干净后，重新填料，进行下一步反应循环。

上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本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。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (10)

1.一种硫铁自氧反硝化装置，其特征在于：包括铁自氧反硝化仓和硫自氧反硝化仓；所述铁自氧反硝化仓内设置有进水装置，铁自氧反硝化仓和硫自氧反硝化仓之间连通设置；所述硫自氧反硝化仓的顶部设置有出气管；所述出气管上设置气体浓度传感器、气体流量传感器、信号采集器和信号发射器；所述硫自氧反硝化仓中下部分设置有出水管；所述信号发射器将气体数据信息传输至控制平台。

2.如权利要求1所述的一种硫铁自氧反硝化装置，其特征在于：所述铁自氧反硝化仓为两个，两个铁自氧反硝化仓的之间通过第一空心板隔离；所述第一空心板底端设置有污水进水管和净水冲洗管，所述第一空心板的上半部分开设有第一出水孔；所述硫自氧反硝化仓为两个，分别位于两个铁自氧反硝化仓的一侧面；所述铁自氧反硝化仓和硫自氧反硝化仓之间通过第二空心板隔离；所述第二空心板的底部设置有进水孔，顶部设置有第二出水孔；所述第二空心板进水孔位置处的侧壁上安装有筛网；所述硫自氧反硝化仓的顶部留有容纳气体的空间，出气管与所述容间连通。

3.如权利要求3所述的一种硫铁自氧反硝化装置，其特征在于：所述铁自氧反硝化仓和硫自氧反硝化仓的上部具有填料口，底部具有锥形出料斗；锥形出料斗与铁自氧反硝化仓和硫自氧反硝化仓的仓底之间设置有开关门板。

4.如权利要求3所述的一种硫铁自氧反硝化装置，其特征在于：所述开关门板包括第一门板和第二门板，所述第一门板与第二门板分别通过液压缸实现开合，所述液压缸的活塞穿过锥形出料斗的侧壁与门板铰接，液压缸的缸体固定在支撑座上。

5.如权利要求4所述的一种硫铁自氧反硝化装置，其特征在于：所述第一门板开合端部具有第一台阶，第二门板开合端部具有第二台阶，所述第一台阶与第二台阶搭接后形成平面板。

6.如权利要求3所述的一种硫铁自氧反硝化装置，其特征在于：所述铁自氧反硝化仓装满菱铁矿，所述硫自氧反硝化仓装有硫磺，上面顶部留有容纳气体的空间。

7.如权利要求6所述的一种硫铁自氧反硝化装置，其特征在于：所述铁自氧反硝化仓的容积与硫自氧反硝化仓的容积比为1:2。

8.如权利要求6所述的一种硫铁自氧反硝化装置，其特征在于：所述铁自氧反硝化仓的容积与硫自氧反硝化仓的顶部设置有温度传感器，仓外壁盘设有流体管道，所述流体管道与具有制冷与加热功能的恒温装置连通；所述温度传感器与信号采集器连接；所述信号发射器将温度数据传输自控制平台。

9.如权利要求6所述的一种硫铁自氧反硝化装置，其特征在于：所述出水管处设置有PH值传感器。

10.一种权利要求1-9项所述硫铁自氧反硝化装置的反应控制方法，其特征在于：包含以下步骤：

1)、向第一空心板通入污水，污水经过上部的第一出水孔流入铁自氧反硝化仓内；

2)、经过反硝化反应的液体和反应气体一起经过底部的进水孔升至顶部的第二出水孔流入硫自氧反硝化仓内；

3)、经过硫自氧反硝化仓的反应后液体经过出水管排出，反应气体经过顶部的排气管排出；

4)、控制平台接收气体流量和气体浓度数据，根据气体数据判断，若气体浓度大于等于阈值，气体流量低于阈值，则判断管路堵塞，需要清理；若气体浓度大于等于阈值，气体流量大于等于阈值，则反应充分；若气体流量和气体浓度均小于阈值，则反应不充分，需要填料或者更换料；

5)、根据PH值的情况判断，若PH值呈酸性，则需要更换部分铁矿；若PH值呈碱性，则需要更换部分硫磺；若PH值呈中性，则不需要换料；

6)、控制平台接收温度数据，若温度大于阈值，则通过恒温装置输送冷却液；若温度小于阈值，则通过恒温装置的加热器加热冷却液；若温度等于阈值，则恒温装置不工作；

7)、当需要补充部分料时，液压缸控制门板打开一定角度，待卸料一部分后关闭，补入新料；当需要更换料时，液压缸控制门板全部打开，反应后的料经过锥形出料斗排出；

8)、排出料后打开净水冲洗管的阀门，净水冲洗管路和反应仓，待冲洗干净后，重新填料，进行下一步反应循环。

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