[發(fā)明專利]一種菱鐵礦/硫磺生物濾池及利用其同步去除水中氮和磷的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710636553.X
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107512771B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李睿華;李甫昌;張永威;王衛(wèi);葛志斌;李愛民
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學(xué);南京大學(xué)鹽城環(huán)保技術(shù)與工程研究院
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F101/10;C02F101/16
• 代理公司: 江蘇瑞途律師事務(wù)所 32346
• 代理人: 蔣海軍

本發(fā)明公開了一種菱鐵礦/硫磺生物濾池及利用其同步去除水中硝氮和磷的方法，屬于污水深度處理領(lǐng)域。該方法步驟如下：(1)生物濾池填料制備和構(gòu)建；(2)生物濾池的啟動；(3)生物濾池的運行。在該方法中硫自養(yǎng)反硝化細(xì)菌以硫磺為電子供體，將水中的硝酸根還原為氮氣，去除水中的硝氮；菱鐵礦提供無機(jī)碳源支持自養(yǎng)反硝化反應(yīng)進(jìn)行，并同時釋放出鐵離子化學(xué)除磷，從而實現(xiàn)濾池的同步脫氮除磷。本發(fā)明的生物濾池構(gòu)造簡單，啟動方便，運行穩(wěn)定，脫氮除磷效率高，適用于對污水的深度處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污水深度處理領(lǐng)域，具體的說，是一種菱鐵礦/硫磺生物濾池及利用其同步去除水中硝氮和磷的方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的水處理生物脫氮過程是微生物在好氧條件下將氨氮轉(zhuǎn)化為硝氮，異養(yǎng)反硝化細(xì)菌在缺氧條件下以有機(jī)碳源為電子供體將硝氮逐步轉(zhuǎn)化為氮氣。傳統(tǒng)的生物除磷是利用聚磷菌等微生物在好氧的條件下吸收磷、缺氧條件下釋放磷完成的，這兩個過程都需要有機(jī)碳源。將生物脫氮和生物除磷串聯(lián)合并形成的A2/O等工藝可以達(dá)到脫氮除磷目的，但是工藝復(fù)雜。而且生物脫氮和除磷過程是以脫氮菌和除磷菌的生物活動為基礎(chǔ)實現(xiàn)的，因此將兩者串聯(lián)合并進(jìn)行脫氮除磷時，無可避免的需要考慮兩種微生物的生存環(huán)境問題：污泥齡，好氧厭氧平衡，溶解氧和有機(jī)物等的競爭問題。這使得該工藝難以高效地同步脫氮除磷，工藝控制難度較高。此外，傳統(tǒng)生物脫氮除磷串聯(lián)工藝依賴于水中的有機(jī)物，當(dāng)進(jìn)水有機(jī)物不足或水中碳氮比較低時，需要額外添加有機(jī)物(通常為甲醇)，除了增加處理成本外還可形成二次污染。

針對低碳氮比污水的脫氮問題，人們開發(fā)一種基于硫自養(yǎng)反硝化細(xì)菌的硫磺/石灰石自養(yǎng)反硝化脫氮系統(tǒng)(SLAD)，該系統(tǒng)無需有機(jī)碳源即可脫氮。但是該系統(tǒng)存在除磷效果不明顯，出水硬度高等問題。針對SLAD存在的問題，中國專利申請?zhí)枺篫L2010105243393，申請日： 2010年10月29日，發(fā)明創(chuàng)造名稱：黃鐵礦作為生化填料脫氮除磷的方法，公開了黃鐵礦和石灰石作為填料實現(xiàn)同步脫氮除磷的方法，該申請案依賴于硫自養(yǎng)反硝化細(xì)菌以黃鐵礦為電子供體的生化過程脫氮反硝化，將脫氮硫桿菌以黃鐵礦為硫源進(jìn)行同步脫氮除磷，但是以黃鐵礦為硫源的硫自養(yǎng)反硝化菌的脫氮速率低，導(dǎo)致處理時間長脫氮能力不高的問題；該申請案使用了石灰石、方解石或白云石，增加了運行成本，且對出水水質(zhì)有影響，出水水質(zhì)的硬度較高。又如申請?zhí)枺?012100953709，申請日：2012年4月1日，發(fā)明名稱：一種含氮磷污水同步脫氮除磷的方法，該申請案實現(xiàn)了脫氮硫桿菌脫氮技術(shù)和鐵離子除磷技術(shù)的自然融合，反應(yīng)成本較低，但該申請案同樣存在處理時間長脫氮能力不高的問題，且該申請案沒有中和pH的填料，系統(tǒng)pH很低，不利于系統(tǒng)高效穩(wěn)定的運行。

再如專利申請?zhí)枺?014100638686，申請日：2014年2月25日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為：一種基于菱鐵礦的脫氮除磷材料及其使用方法，其制備方法是把菱鐵礦礦石破碎過40目篩，按照菱鐵礦粉、粘結(jié)劑、致孔劑適當(dāng)?shù)谋壤蛘甙凑樟忤F礦粉、粘結(jié)劑適當(dāng)比例加入發(fā)泡劑的方式，獲得以菱鐵礦粉為主體的多孔顆粒材料，具有顆粒強(qiáng)度高、空隙率高、比表面積大、微生物負(fù)載量大等特點。用該材料既是微生物的載體，又是厭氧微生物電子供體、除磷的吸附劑。裝填固定床以過濾方式處理廢水，接種依賴硝酸鹽的鐵氧化菌為主的厭氧菌種液，在無氧條件下微生物以菱鐵礦中的亞鐵為電子供體還原硝酸鹽為氮氣，并增強(qiáng)對磷的吸附作用，主要用于廢水同步脫除硝酸鹽氮和磷酸鹽。該申請案使用天然菱鐵礦為填料，減少了工藝的復(fù)雜程度，但該申請案使用的厭氧鐵氧化細(xì)菌對生存環(huán)境的要求較高，生存競爭力較差，難以高效應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題