[發明專利]硫自養反硝化-厭氧氨氧化耦合除硫脫氮的廢水處理方法

無效

• 申請號: 201210437925.3
• 申請日: 2012-11-06
• 公開（公告）號: CN102923853A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 李軍;陳索雅;陳東寧
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 李宇彤

技術領域????

本發明涉及一種硫自養反硝化-厭氧氨氧化耦合除硫脫氮的廢水處理方法。具體是在厭氧膨脹顆粒污泥床（EGSB）中培養馴化硫自養反硝化與厭氧氨氧化耦合特性的厭氧顆粒污泥。

背景技術????

隨著我國輕工、制藥、石化等行業的快速發展，造成許多工業廢水中存在含氮污染物(主要是氨氮)和含硫污染物(主要是硫酸鹽)。在這些廢水的生物處理中,?氨氮可被轉化為硝酸鹽或亞硝酸鹽,?硫酸鹽則可被轉化為硫化物。在廢水排放前如何對上述二次污染物進行深度處理是十分迫切的問題。

生物氧化脫硫工藝多采用無色硫細菌或光合硫細菌去除硫化物，因其負荷低，單質硫黏附于細胞表面難以分離等問題而限制其實際工程應用。

生物脫氮最常用的方法是?A/O?或?A²/O?工藝，工藝和操作相對復雜，而且經常需要額外投加有機物如甲醇以便進行異養反硝化，這無疑會增加工程運行成本；以氨作為亞硝酸鹽反硝化的無機物電子供體的厭氧氨氧化（ANAMMOX）自養脫氮反應，由于可以大幅度節省好氧氨氧化的動力消耗和反硝化碳源，是近幾年在生物脫氮領域研究的熱點之一。厭氧氨氧化反應需要亞硝酸鹽的供給,都要求較高的操作控制；另一方面，過高濃度的亞硝酸鹽本身存在對厭氧氨氧化微生物的毒性作用，這都不利于厭氧氨氧化工藝在實際中的推廣和應用。

研究證明,一些微生物能夠以硝酸鹽為電子受體將硫化物氧化成單質硫和硫酸鹽。以此為依據,可研發同步生物脫氮除硫工藝,實現對硫化物和硝酸鹽的同時去除。而且，若將硫自養反硝化與厭氧氨氧化相耦合，進而加大對廢水中氨氮的去除率，更是很有吸引力的方法。

發明內容????????

本發明的目的是發展廢水同步脫氮除硫工藝，提出硫自養反硝化-厭氧氨氧化耦合除硫脫氮的處理方法。先利用硫自養反硝化細菌，將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，同時硫化物氧化為單質硫；之后亞硝酸鹽與氨氮在厭氧氨氧化細菌的作用下自養脫氮，生成氮氣。

為達到上述目的，本發明采取了如下技術方案：

選擇EGSB反應器、接種異養生物性顆粒（產甲烷菌或者反硝化菌）、溫度控制在35℃、?逐步馴化具有硫自養反硝化與厭氧氨氧化耦合特性的厭氧顆粒污泥。首先用低?COD?濃度廢水啟動?EGSB?反應器；之后，通過以亞硝酸鹽與氨氮為進水，先在反應器中富集厭氧氨氧化細菌；再之，以硫化物、硝酸鹽與氨氮為進水，逐步富集硫自養反硝化菌，并通過控制硫化物與硝酸鹽之間的比例(即硫氮摩爾比)來制導反應類型，控制產物為硫單質與亞硝酸鹽，以實現與厭氧氨氧化的耦合。最終得到這樣一個顆粒化污泥的微生態環境結構:硫自養反硝化菌主要分布于顆粒污泥表層,厭氧氨氧化菌集中在顆粒污泥中心部位,這些功能微生物將具有各自有利的微生態環境,有利于它們之間協同作用的充分發揮。

反應器選擇：選擇EGSB反應器，相對于UASB反應器，其內部液體高的上升流速強化了廢水與微生物之間的接觸，易于菌種的富集與培養。

接種方式：在EGSB反應器內接種厭氧顆粒污泥。有研究表明類似Anammox和硫反硝化這種自養型微生物更容易附著在產甲烷菌顆粒或異養脫氮微生物顆粒上，而且投加粒度小的生物性顆粒比表面積更大，能夠維持更高的活性污泥濃度，進而達到快速富集與增殖的目的；同時由于反應器內部局部微生物的密集存在，氧濃度的傾斜使微生物所需厭氧環境能夠被保持，維持微生物高的活性。

啟動方式：首先用低?COD?濃度廢水啟動?EGSB?反應器；之后，通過以亞硝酸鹽與氨氮為進水，先在反應器中富集厭氧氨氧化細菌；再之，以硫化物、硝酸鹽與氨氮為進水，逐步富集硫自養反硝化菌，并通過控制硫化物與硝酸鹽之間的比例(硫氮摩爾比為1～1.5)來制導反應類型(????????????????????????????????????????????????)，控制產物為硫單質與亞硝酸鹽，以實現與厭氧氨氧化的耦合。在啟動過程中，通過控制進水碳氮比在1-2之間，限制異養反硝化細菌的增殖，在此條件下，S^2—氧化為單質硫的速率要高于醋酸鹽氧化速率，之后生成的亞硝酸氮繼續還原為氮氣，同時發生的氨氧化速率高于醋酸鹽繼續氧化為CO₂的速率，可以實現對異養反硝化的控制。

本發明具有如下優勢：

通過硫自養反硝化與厭氧氨氧化耦合協同作用，可加大對原廢水中氨氮的去除，有助于減輕后續硝化階段氨氮負荷，經濟性明顯；耦合作用及單質硫回收條件可以實現，使得本項目研究結果易于在實際中推廣應用。

具體實施方式