[發明專利]兩級除硫化氫和揮發性有機物耦合好氧反硝化深度脫氮的方法

在審

• 申請號: 201810558402.1
• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN108751395A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 彭永臻;賈體沛;孫事昊;陳凱琦;張亮;王淑瑩
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C02F3/04
• 分類號: C02F3/04;B01D53/84;B01D53/72;B01D53/52;C02F101/16;C02F103/18
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

兩級除硫化氫和揮發性有機物耦合好氧反硝化深度脫氮的方法，涉及生物除臭及廢水生物處理領域。將收集到的氣體通入一級滴濾塔中，同時向一級滴濾塔中引入一級水箱中的循環液，在低PH條件下，硫桿菌以H₂S為電子供體，氧氣(O₂)為電子受體，將H₂S氧化為硫單質進一步氧化為硫酸，剩余氣體進入二級滴濾塔，同時向二級滴濾塔中引入二級水箱中含有硝態氮(NO₃^??N)的循環液，異養的好氧反硝化菌利用VOCs為碳源，以NO₃^??N為電子受體，將NO₃^??N還原為氮氣，最終以氣體的形式去除水中的氮元素，以此來克服傳統活性污泥法工藝出水含有硝態氮的劣勢，該方法不但可以去除市政污水總氮(TN)，還可以去除水處理過程中產生的H₂S以及VOCs等惡臭氣體，保護空氣。

技術領域

本發明涉及一種同時去除H₂S和VOCs以及進一步脫氮的方法，涉及生物除臭及廢水生物處理領域，適用于污水處理廠生物除臭以及污水廠出水深度脫氮等技術領域。

背景技術

隨著城市化進程的不斷推進和人民生活水平的提高，城鎮污水排放量大幅增加，由于污水中的氮、磷的排放會造成水體的富營養化，城市生活污水的脫氮除磷問題逐漸受到重視。目前，很多水廠的出水總氮TN難以達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A排放標準(出水TN≤15mg/L)。而目前，越來越多的城市制定了更高要求的地標(例如北京市地方標準DB11/890-2012中A標準要求TN≤10mg/L)，所以對于出水TN有著越來越高的要求。但傳統污水處理工藝，如AAO工藝，大都存在著出水總氮不易達標的問題，其原因主要是傳統工藝都是利用好氧段的硝態氮回流至缺氧段來脫氮，而沒有回流的部分就被排放，因此存在出水總氮不易達標的問題。

城市污水處理廠的進水泵房、粗格柵、曝氣沉砂池、細格柵等部位會產生大量的惡臭廢氣，主要包括硫化氫(H₂S)和揮發性有機物(VOCs)等有毒有害成分,會嚴重污染周圍環境。H₂S為無色劇毒惡臭氣體,其嗅閾值約為0.00143mg/m³,低濃度時就對人體有很大危害；VOCs多為致癌物質,在光照下可引發光化學煙霧。

生物法廢氣凈化技術是目前大氣污染控制領域的研究熱點，主要通過附著生長在填料上的微生物的新陳代謝過程，把一部分污染物降解為CO₂、水和SO₄^2-等，另一部分合成新的微生物細胞質。相比于吸收法、吸附法、催化燃燒法、中和法和氧化法等傳統物化法,生物法具有效果好、操作穩定、運行費用低、無二次污染等優勢,特別適合處理大流量、低濃度廢氣。但用生物法同時處理H₂S和VOCs遇到的一個問題是，隨著硫化氫中的轉化為硫酸，引起生物膜的pH降低，pH值迅速下降至一定水平，生物濾池中的生物活性可能受到抑制。盡管H₂S通常被在相對酸性pH條件下表現出最佳活性的硫桿菌屬物種氧化，然而大多數硫桿菌屬都是自養生物，不使用VOCs作為生長碳源，大多數已知的能夠消耗VOCs的異養菌優選中性pH，所以在單級去除VOCs和H₂S的體系中，異養的VOCs降解菌通常比H₂S降解菌更易被酸化抑制，導致VOCs的處理效率不佳。

好氧反硝化作用是一種以碳源為電子供體，同時以氧氣O₂和硝酸根NO₃^-為電子受體，最終將NO₃^-還原為氮氣N₂的反應。好氧反硝化菌是利用好氧反硝化酶的作用，在有氧條件下進行反硝化作用的一類反硝化菌，主要存在于假單胞菌屬、產堿桿菌屬、副球菌屬和芽孢桿菌屬等，是一類好氧或兼性好氧、以有機碳作為能源的異養菌，廣泛存在于自然界中。

與厭氧反硝化菌的反硝化相比，好氧反硝化菌的反硝化的特征為：