[发明专利]一种利用改性活性污泥两段式处理硝酸盐污染饮用水的方法及其装置

权利要求书

1.一种利用改性活性污泥两段式处理硝酸盐污染饮用水的方法，其特征在于：待处理原水通入第一个TiO₂改性反硝化活性污泥反应器内进行序批式运行处理，控制混合碳源添加量使原水中硝酸盐部分还原，同时产生亚硝酸盐；然后排水入第二个TiO₂改性反硝化活性污泥反应器内再次进行反硝化处理，同时通过补充添加混合碳源和氢气实现异养与氢自养反硝化协同作用，将剩余硝酸盐和产生的亚硝酸盐彻底还原为氮气；反硝化处理后的原水进入沉淀池经沉淀处理后再经臭氧消毒和活性炭过滤，即得到去除硝酸盐的能够饮用的原水。

2.按权利要求1所述的利用改性活性污泥两段式处理硝酸盐污染饮用水的方法，其特征在于：所述反硝化处理后的原水进入沉淀池内，沉淀下含有TiO₂的沉淀物经过酸碱处理后注入第一个TiO₂改性反硝化活性污泥反应器内循环利用。

3.按权利要求2所述的利用改性活性污泥两段式处理硝酸盐污染饮用水的方法，其特征在于：所述沉淀下含有TiO₂的沉淀物在沉淀池内经过5-20周期的累积后，分别经10-50mM的NaOH和10-50mM的HCl处理、清水清洗后，注入第一个TiO₂改性的异养反硝化活性污泥反应器中，形成TiO₂循环利用。

4.按权利要求2所述的利用改性活性污泥两段式处理硝酸盐污染饮用水的方法，其特征在于：所述TiO₂改性反硝化活性污泥反应器中TiO₂改性反硝化活性污泥是通过向常规反硝化活性污泥逐步添加TiO₂并在序批式条件下培养至污泥体积指数（SVI）在80mL/g以下获得的;活性污泥中TiO₂的质量分数为20-60％；活性污泥浓度为3-6g/L。

5.按权利要求1所述的利用改性活性污泥两段式处理硝酸盐污染饮用水的方法，其特征在于：所述第一个序批式TiO₂改性反硝化活性污泥反应器中混合碳源的添加量为异养反硝化完全去除待处理原水硝酸盐所需总碳源量的60％-85％。

6.按权利要求1所述的利用改性活性污泥两段式处理硝酸盐污染饮用水的方法，其特征在于：所述第二个序批式TiO₂改性反硝化活性污泥反应器中异养与氢自养反硝化协同作用时混合碳源提供的电子供体为异养反硝化完全去除待处理原水硝酸盐所需电子供体的0-30％；剩余所需电子供体由氢气补给。

7.按权利要求1所述的利用改性活性污泥两段式处理硝酸盐污染饮用水的方法，其特征在于：所述混合碳源为乙酸与乙醇的混合物，其中，乙酸与乙醇的摩尔比为4-2:1。

8.按权利要求1所述的利用改性活性污泥两段式处理硝酸盐污染饮用水的方法，其特征在于：所述异养与氢自养反硝化协同作用时补给的氢气，由电解产氢装置间歇提供,并通过抽气泵从反应器顶部注入底部，进行间歇式厌氧曝气。

9.一种权利要求书1所述的利用改性活性污泥两段式处理硝酸盐污染饮用水的方法的专用装置，其特征在于：包括原水池（1）、TiO₂改性的异养反硝化活性污泥反应器（2）、异养-氢自养反硝化协同的TiO₂改性活性污泥反应器（3）、沉淀池（4）、臭氧消毒和活性炭过滤池（5）、储水池（6）、沉淀物处理池（7）、浓缩碳源池（8）、电解产氢装置（9）和气压调节袋（10）；其中原水池（1）、TiO₂改性的异养反硝化活性污泥反应器（2）、异养-氢自养反硝化协同的TiO₂改性活性污泥反应器（3）、沉淀池（4）、臭氧消毒和活性炭过滤池（5）和储水池（6）依次通过管道串联；浓缩碳源池（8）和气压调节袋（10）设于TiO₂改性的异养反硝化活性污泥反应器（2）和异养-氢自养反硝化协同的TiO₂改性活性污泥反应器（3）之间。