[发明专利]强化兼性氧化塘脱氮的好氧甲烷氧化反硝化装置及其工艺

权利要求书

1.一种强化兼性氧化塘脱氮的好氧甲烷氧化反硝化装置，其特征在于，包括：好氧甲烷氧化反硝化复合组件(1)和供气系统；好氧甲烷氧化反硝化复合组件(1)的顶部与底部均设有网状结构的平板(2)，上下两块平板(2)通过支撑柱(4)支撑，上下两块平板(2)间分布式均匀铺设有填料(3)和中空纤维膜束(5)，其中填料(3)一端垂直固定在平板(2)上，另一端不做固定，中空纤维膜束(5)与网状结构平板(2)平行放置，一端与布气管(6)相连，另一端固定并封死；所述供气系统分为两条支路，一路为甲烷供给管路，由顺次相连的厌氧发酵装置(13)、脱硫塔(12)、甲烷气体储存罐(11)和鼓风机(10)组成，另一路为空气供给管路；两条支路并接后，通过布气管(6)与好氧甲烷氧化反硝化复合组件(1)相连，用于向中空纤维膜束(5)中供给甲烷与氧气。

2.如权利要求1所述的强化兼性氧化塘脱氮的好氧甲烷氧化反硝化装置，其特征在于，所述供气系统的两条支路上均设有压力表(8)与压力调节阀(9)。

3.如权利要求1所述的强化兼性氧化塘脱氮的好氧甲烷氧化反硝化装置，其特征在于，所述的好氧甲烷氧化反硝化复合组件(1)整体为长方体，长宽比为0.5～1:1，长度为1.5～2m，高度为10～15cm。

4.如权利要求1所述的强化兼性氧化塘脱氮的好氧甲烷氧化反硝化装置，其特征在于，所述的填料(3)为纤维状填料。

5.如权利要求1所述的强化兼性氧化塘脱氮的好氧甲烷氧化反硝化装置，其特征在于，所述的填料(3)和中空纤维膜束(5)均有若干组，中空纤维膜束(5)以水平方向间隔性铺设于上下两块平板(2)中间；上下两块平板(2)的内表面上同时固定有填料(3)。

6.如权利要求1所述的强化兼性氧化塘脱氮的好氧甲烷氧化反硝化装置，其特征在于，所述供气系统中的两条支路通过三通阀并接。

7.如权利要求1所述的强化兼性氧化塘脱氮的好氧甲烷氧化反硝化装置，其特征在于，两块平板(2)的网孔孔径大小为0.5～1cm。

8.如权利要求1所述的强化兼性氧化塘脱氮的好氧甲烷氧化反硝化装置，其特征在于，所述的好氧甲烷氧化反硝化复合组件(1)有多个，以并联或串联的方式相连。

9.一种利用权利要求1所述装置强化畜禽养殖场兼性氧化塘脱氮的好氧甲烷氧化反硝化工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)将畜禽养殖场厌氧发酵装置(13)产生的沼气进行收集，通入脱硫塔(12)脱硫后压缩至甲烷气体储存罐(11)保存；

2)将所述的好氧甲烷氧化反硝化复合组件(1)铺设在畜禽养殖场的兼性氧化塘(7)底部，利用鼓风机(10)向中空纤维膜束(5)供给沼气与空气，甲烷来源于甲烷气体储存罐(11)，空气直接来源于大气；装置运行时，持续向中空纤维膜束(5)中鼓入沼气与空气，使微生物附着在中空纤维膜束(5)和填料(3)上并逐渐形成生物膜；且在中空纤维膜束(5)的生物膜上，贴近中空纤维膜一侧的优势菌为好氧甲烷氧化菌，远离中空纤维膜一侧的微生物为厌氧与兼性异养菌；在尾水流经中空纤维膜束(5)时，利用好氧甲烷氧化菌完成好氧甲烷氧化过程并在低氧胁迫下分泌小分子可溶性有机物，而厌氧与兼性异养菌则利用内层好氧甲烷氧化菌分泌的小分子可溶性有机物进行反硝化脱氮；所述的填料(3)上的生物膜中优势菌为厌氧与兼性异养菌，当尾水流经填料(3)时，好氧甲烷氧化菌分泌的小分子可溶性有机物被填料(3)上的厌氧与兼性异养菌截留并利用，以增强好氧甲烷氧化反硝化脱氮过程，同时尾水本身含有的部分可生化利用有机物也被填料(3)上的生物膜吸收，用于作为反硝化电子供体；

3)将处理完毕的畜禽尾水达标排放。

10.根据权利要求9所述的强化畜禽养殖场兼性氧化塘脱氮的好氧甲烷氧化反硝化工艺，其特征在于，步骤2)中，供气量由压力表(8)与压力调节阀(9)控制，沼气与空气的进气压力比为1.5～2:1，其中沼气的压强控制在50～100kPa之间，空气的压强控制在25～50kPa之间。