一种处理氨氮废水的装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107473383A(43)申请公布日2017.12.15(21)申请号201610395943.8C12M1/00(2006.01)(22)申请日2016.06.07C12N1/12(2006.01)C02F101/16(2006.01)(71)申请人中国石油化工股份有限公司C12R1/89(2006.01)地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司北京化工研究院(72)发明人郭智张新妙栾金义杨永强(74)专利代理机构北京卫平智业专利代理事务所(普通合伙)11392代理人符彦慈董琪(51)Int.Cl.C02F3/32(2006.01)C12M1/34(2006.01)C12M1/04(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种处理氨氮废水的装置及方法(57)摘要本发明公开了一种处理氨氮废水的装置及方法。在膜接触器中，使用吹扫气将原水侧穿过疏水微孔中空纤维膜的氨气分子带出，并通入微藻细胞溶液中，利用微藻细胞溶液吸收吹扫气中的氨，促进微藻细胞生长。在去除废水中氨氮的同时，得到微藻细胞生物质。该微藻细胞可反复用于吸收废水中的氨氮，亦可在被收集之后用于新型绿色能源的生产。本发明改进了现有化学及生物除氮方法，降低了操作难度和维护费用，杜绝安全隐患。吹扫气的使用可使装置废水侧的操作更加灵活便利，不受限制；也可有效避免废水中的有害物质抑制微藻生长，影响氨氮去除效果。CN107473383ACN107473383A权利要求书1/2页1.一种处理氨氮废水的装置，其特征在于：包括原水罐(1)、光生物反应器(26)、膜接触器(3)、CO2钢瓶(8)和空气钢瓶(9)；所述光生物反应器(26)包括微藻溶液储罐(2)、恒温水浴槽Ⅰ(6)和LED灯(7)；所述CO2钢瓶(8)的出口与空气钢瓶(9)的出口在汇合点汇合后与膜接触器(3)的壳程入口(29)连接，膜接触器(3)的壳程出口(30)与微藻溶液储罐(2)的入口连接；所述微藻溶液储罐(2)设有鼓气出口(16)和取样口(17)；所述原水罐(1)的出口与膜接触器(3)的原水进口(27)连接，膜接触器(3)的原水出口(28)和原水罐(1)的进口连接。2.如权利要求1所述的处理氨氮废水的装置，其特征在于：所述汇合点与膜接触器(3)的壳程入口(29)之间设有阀门Ⅳ(21)；所述CO2钢瓶(8)与所述汇合点之间设有减压阀Ⅰ(13)和气体流量计Ⅰ(10)；所述空气钢瓶(9)与所述汇合点之间设有减压阀Ⅱ(14)和气体流量计Ⅱ(15)。3.如权利要求1所述的处理氨氮废水的装置，其特征在于：所述微藻溶液储罐(2)的外部设有若干LED灯(7)，所述微藻溶液储罐(2)放置于恒温水浴槽Ⅰ(6)内。4.如权利要求1所述的处理氨氮废水的装置，其特征在于：所述鼓气出口(16)上设有阀门Ⅰ(18)；所述取样口(17)上设有阀门Ⅱ(19)。5.如权利要求1所述的处理氨氮废水的装置，其特征在于：所述膜接触器(3)的壳程出口(30)与微藻溶液储罐(2)之间设有热交换器(11)和阀门III(20)。6.如权利要求1所述的处理氨氮废水的装置，其特征在于：所述原水罐(1)的下方设有恒温水浴槽Ⅱ(12)。7.如权利要求1所述的处理氨氮废水的装置，其特征在于：所述原水罐(1)的出口与膜接触器(3)的原水进口(27)之间设有隔膜泵(4)和液体流量计(5)。8.一种处理氨氮废水的方法，应用权利要求1-7任意一个权利要求所述的处理氨氮废水的装置，其特征在于包括以下步骤：步骤1，将微藻细胞接种至培养液中，将盛有培养液的烧瓶置于光照培养箱中进行培养；培养液为3N-BBM+V；步骤2，当培养液中的微藻细胞浓度达到1×106cells/mL时，通过离心分离收集微藻细胞；之后使用无菌蒸馏水对收集的微藻细胞进行冲洗，经再次离心后，将微藻细胞转移至不含NaNO3的3N-BBM+V培养液中进行2天的氮饥饿处理；处理后的微藻细胞溶液储存在微藻溶液储罐(2)中；步骤3，原水罐(1)中的原水通过隔膜泵(4)和液体流量计(5)控制流速，进入膜接触器(3)的管程；步骤4，CO2钢瓶(8)和空气钢瓶(9)中的气体分别经气体流量计Ⅰ(10)和气体流量计Ⅱ(15)调节流量后混合，作为吹扫气进入膜接触器(3)的壳程；原水和吹扫气以相反的流动方向进入膜接触器(3)；原水中的氨气分子透过膜接触器(3)的膜表面微孔进入膜接触器(3)的壳程，被吹扫气带走，随后进入微藻溶液储罐(2)中，作为微藻细胞生长所需的氮源被利用；步骤5，原水在膜接触器(3)中释放氨气后，流回原水罐(1)。9.如权利要求8所述的处理氨氮废水的方法，其特征在于：步骤1所述的微藻细胞为小2CN1