[發明專利]一種含氮磷污水同步脫氮除磷的方法

有效

• 申請號: 201210095370.9
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN102603064A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 李睿華;李杰;牛建敏;張菁;王夏琳;劉波
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F3/34
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發明涉及污水處理領域，更具體地說，涉及一種含氮磷污水同步脫氮除磷的方法，本發明利用硫化亞鐵作為自養脫氮硫桿菌的硫源，在能夠利用脫氮硫桿菌穩定高效脫氮的同時結合鐵離子化學除磷，達到同步脫氮除磷，適用于含氮磷污水的處理、水體富營養化控制和受污染水體的修復。

背景技術

近年來，由于人類活動的加劇，大量氮、磷等污染物排入水體，導致受納水體富營養化日益嚴重。水體富營養化引起藻類以及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，使魚類或其他生物大量死亡、水質惡化，從而影響到水體正常服務功能的發揮，甚至威脅到供水安全。大量研究和實踐表明，為了控制水體富營養化的發生和發展，氮、磷等污染物的去除是根本。因此，經濟可行的脫氮除磷技術的研究和應用就具有重要的意義。

同步脫氮除磷是現代廢水處理技術的發展趨勢。目前研究和應用較多的是生物同步脫氮除磷技術，主要有A²/O、改進的Bardenpho、UCT、MUCT、VIP等連續流工藝，還有通過對曝氣方式的控制實現厭氧與好氧環境在時間上交替出現的間歇曝氣工藝，如氧化溝、SBR及其改良工藝等。它們是將眾多復雜生物過程耦合于一個系統中，利用反硝化作用脫氮，利用微生物對磷的過量吸收作用除磷，但這也不可避免地會產生各過程間的矛盾關系，如聚磷菌與硝化菌對溶解氧、泥齡的競爭，聚磷菌與反硝化菌對碳源的競爭等，因此其同步脫氮除磷效果并不太理想。針對這一問題，目前國內外有很多將生物脫氮與化學除磷結合的研究，如生物濾池、活性污泥脫氮等與投加混凝劑除磷相結合，取得了較好的脫氮除磷效果?？梢娚锩摰c化學除磷結合是獲得良好脫氮除磷效果的重要途徑。

雖然傳統的生物異養反硝化脫氮是十分有效的，但是，當污水中的有機碳不足或者是沒有有機碳的時候，常常需要投放甲醇等有機物來提供異養反硝化所需的足夠的碳源，在進水水質波動情況下容易造成碳源投放不足或者過量，影響出水水質。此外，異養反硝化脫氮的現有工藝也存在著流程復雜，控制困難，運行成本高等問題。目前，國內外較多的是硫磺/石灰石自養反硝化系統（SLAD），其中，石灰石主要用來中和硫自養反硝化過程中產生的酸，也可以為細菌提供無機碳源。然而該系統也存在自身的缺點，主要是消耗大量的石灰石，出水硬度和硫酸鹽濃度高，同時雖然系統有較多鈣離子產生，但是由于出水呈中性，因而SLAD并沒有很好的除磷效果。

此外，也有采用黃鐵礦-石灰石體系進行脫氮除磷的污水處理方法，如中國專利申請號201010524339.3，申請公布日為2011年2月16日，發明創造名稱為：黃鐵礦作為生化填料脫氮除磷的方法，其步驟為：（1）反應器填料制備：將粒徑<25mm的黃鐵礦與粒徑<25mm的石灰石、方解石或白云石按重量比3~10：1混合均勻后，直接置于反應器中；（2）反應器的啟動：以厭氧污泥為菌種，利用脫氮硫桿菌培養液培養微生物，并使所培養微生物在填料表面形成生物膜，當脫氮效果保持穩定時，完成啟動；（3）反應器的運行：向完成啟動的反應器中通入待處理水，使微生物與處理水充分接觸，進水pH值為5~9，反應溫度控制為20~40℃，處理后的廢水排出。該發明中使用了石灰石、方解石或白云石，增加了運行成本，且對出水水質有影響，出水水質的硬度較高；該發明將脫氮硫桿菌以黃鐵礦為硫源進行同步脫氮除磷，但是，以黃鐵礦為硫源的硫自養反硝化菌的脫氮速率低，導致處理時間長，設備的運行效率低下。

目前，還有采用鐵自養反硝化工藝對污水進行同步脫氮除磷的方法公開，如中國專利申請號201110234430.6，申請公布日為2011年11月28日，發明創造名稱為：實現污水同步脫氮除磷的方法。該發明采用一種能夠利用單質鐵作為電子供體的自養反硝化細菌，在其反硝化過程中，硝酸根離子被還原為氮氣，單質鐵被氧化為鐵離子，同時，鐵離子和磷酸根離子結合為沉淀，實現脫氮除磷的雙重效果的方法。但是，該發明以單質鐵為電子供體會產生大量的氫氧根，不利于系統持續進行，也會影響除磷效果，導致沒有很好的脫氮除磷效果。

發明內容

發明要解決的技術問題

本發明針對現有含氮磷廢水同步脫氮除磷方法中存在的效果差的問題，本發明提供了一種含氮磷污水同步脫氮除磷的方法，本發明以硫化亞鐵作為脫氮硫桿菌的硫源，利用脫氮硫桿菌的生化特性和硫化亞鐵的性質，通過脫氮硫桿菌在厭氧條件下以硝酸根為氧化劑氧化硫化亞鐵實現水中氮的去除，同時利用氧化產物鐵離子去除水中的磷，從而實現脫氮除磷一體化，脫氮除磷的效果顯著。

技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：