[發明專利]一種混合營養型反硝化填料及其制備和應用方法

有效

• 申請號: 201710414282.3
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN107151050B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 李海松;許子聰;萬東錦;胡培基;孟遙
• 申請（專利權）人: 知和環保科技有限公司
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F101/16;C02F103/06
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本發明具體涉及一種混合營養型的反硝化生物填料及其制備和應用方法。本發明的技術原理是以活性炭、硫磺及固體碳源為原料制成反硝化生物填料，并與陰離子粘土混合裝填于適配反應器中；填料同時具有異養和自養反硝化效果，可有效避免液體碳源添加造成的二次污染問題，同時靈活控制硫自養副產物的產生。

技術領域

本發明屬于水處理技術的應用領域，涉及一種廢水脫氮處理工藝，具體涉及一種混合營養型的反硝化生物填料及其制備和應用方法。

背景技術

隨著工業的發展，水體污染的情況越來越嚴重，其中氮素污染占相當大的比例。生活污水及某些工業廢水中都含有一定的氮，特別是煤加壓氣化廢水、焦化廢水、氮肥廢水等。大量未經處理或未經適當處理的各種含氮廢水排入江河，會給環境造成嚴重的破壞，不僅污染飲用水水源，也給河、湖等造成富營養化的危害。水體中氮的存在形式多樣，包括氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、有機氮等。現有工藝能對氨氮、亞硝酸鹽氮、有機氮等都具有良好的去除效果，但對硝酸鹽氮的去除效果不理想。隨著硝酸鹽污染問題的日趨尖銳化以及公眾環境意識的增強，越來越多的國家和地區都制定了嚴格的排放限制和標準，對脫氮技術的發展提出了更為迫切的要求。

由于傳統的廢水生物處理工藝如活性污泥法以含碳有機物和懸浮固體為主要處理目標，對多數生活污水和含氮的工業廢水來說，由于污水本身C/N比較低，脫氮效果不理想，出水仍含有大量的硝酸鹽。這就促使人們對常規的活性污泥工藝流程進行改造，以提高氮的去除率。A/O及A²/O工藝是由傳統活性污泥法發展而來的，該工藝將反硝化段設置在系統的前面，反硝化反應以污水中的有機物為碳源，曝氣池混合液中含有大量的硝酸鹽，通過內循環回流至缺氧池中，在缺氧池內進行反硝化脫氮。A/O及A²/O工藝的脫氮效率一般在70%左右，缺氧池中有機物不足導致反硝化效率下降是影響總氮去除的主要原因。

當前，較成熟的脫除硝酸鹽工藝有物理法、生物法和化學還原法三種。物理法主要有吸附法、離子交換法和膜分離法，但只是發生了污染物的轉移或濃縮，并沒有對其進行徹底的轉化。化學催化法常使用昂貴催化劑，反應條件苛刻且存在著催化劑易失活的缺點。生物法是指在微生物在電子供體存在的條件下發生反硝化反應將硝酸鹽轉化成氮氣，目前得到了較為廣泛的應用。根據微生物所需碳源的不同，反硝化作用分為異養反硝化和自養反硝化法。自養還原法常采用硫磺、氫氣作為電子供體。單質硫磺不溶于水，與氫氣相比，其使用更為安全，是一種理想的電子供體。硫自養反硝化具有細菌增殖緩慢，避免有機碳源殘余造成二次污染的優點，但該過程會產生硫酸鹽副產物，消耗水中堿度，出水pH值降低。異養反硝化反應速率快，但有機碳源添加量不易控制，若添加不足，硝酸鹽去除有限，若添加過量，有機碳源會殘余水中造成二次污染，同時，異養反硝化會造成出水pH值的升高。

發明內容

針對常規污水處理工藝反硝化脫氮效果不理想的問題，結合上述背景技術，本發明提供了一種混合營養型反硝化填料及其制備和應用方法。與該填料適配的反應器包含兩種構型，分別為ZHDN-B1型和ZHBN-B2型，其中：ZHDN-B1型反應器高徑比為0.5~3，適用于處理10-30mg/L低濃度含氮廢水；ZHDN-B2型反應器高徑比介于3~6之間，適用于處理30-80mg/L高濃度含氮廢水。本發明除用于污水處理強化脫氮方面，還可用于地下水硝酸鹽的去除工藝。

本發明的技術原理是：以活性炭、硫磺及固體碳源為原料制成反硝化生物填料并與陰離子粘土混合裝填于適配反應器中，污水進入反應器后，在異養微生物的作用下，利用填料中的緩釋碳源，發生異養反硝化作用；自養微生物以硫磺為電子供體，將廢水中的硝酸鹽轉化為氮氣，發生自養反硝化作用；混合裝填的陰離子黏土具有吸附硝酸根的功能，延長了硝酸根在反應器內的停留時間，強化了反硝化過程，提高了反應器的脫硝效率。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：