[發明專利]一種以硫自養脫氮為核心的污水深度脫氮填料及處理方法

在審

• 申請號: 202011588799.2
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112624329A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 劉杰;朱菁;陳婷;戴昕;劉軍;祝浩
• 申請（專利權）人: 南京萬德斯環保科技股份有限公司
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F3/32;C02F3/34
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 秦秋星

本發明提供一種以硫自養脫氮為核心的污水深度脫氮填料及處理方法，硫自養菌營養填料的制作方法包括，步驟S1：加熱多元醇、異氰酸酯類化合物；步驟S2：硫粉、沸石粉過篩；步驟S3：混合多元醇、催化劑、表面活性劑、發泡劑；步驟S4：加入異氰酸酯類化合物混合；步驟S5：加入硫粉、沸石粉，進行發泡；步驟S6：脫模得到負載硫單質的網狀聚氨酯；步驟S7：切割負載硫單質的網狀聚氨酯成方形粒狀；步驟S8：將聚氨酯方形粒裝入聚丙烯中空漁網狀球體，得到硫自養菌營養填料。挖掘人工塘或利用天然水體，在水體中設置漂浮的生態浮島，或利用生態濾池，在濾池中充填硫自養菌營養填料，來培養、富集硫自養反硝化菌，在污水碳源不足情況下實現深度脫氮。

技術領域

本發明涉及污水處理、水體修復領域，具體的涉及一種以硫自養脫氮為核心的污水深度脫氮填料及處理方法。

背景技術

分散式污水是聚居點居民在每天日常生活及為日常生活提供服務的活動過程中產生的廢水，是小型加工業、服務業及家庭日常生活產生的廢水的總和。分散污水的主要特點是排量少且分散、間歇排放，氮磷濃度高且含有大量的營養鹽、細菌、病毒等。

營養鹽氮的脫除是分散式污水處理的主要目標和技術難點，目前應用于分散式污水氮處理的方式主要是以氨化、硝化、反硝化三項反應為基礎的脫氮工藝，該方法通過硝化過程將NH₄⁺-N氧化成NO₃^--N，再通過異養反硝化，以有機物作為碳源和電子供體，將水中NO₃^--N還原成N₂。在異養反硝化反應中，有機碳源濃度是限制反應的主要影響因素。分散式污水處理為了緩沖水量水質，通常調蓄、停留時間較長，致使污水碳氮比偏低，碳源不足的現象普遍存在，污水中的碳源難以滿足異養反硝化細菌脫氮需求，導致水中NH₄⁺-N去除率較高，但是TN去除率偏低。水中NH₄⁺-N通過硝化作用被轉換成NO₃^--N直接積累在水體中形成較大的污染。另外，由于生物脫氮和除磷是由兩類完全不同的細菌來執行的，生化過程也是完全不同的，它們對環境因素的要求各異，傳統工藝普遍存在碳源矛盾、泥齡矛盾和硝酸鹽影響的問題，使得同步提高脫氮除磷效率難以協調。而日益嚴苛的污水排放標準及監管給分散式污水處理提出了更高的要求。因此，在處理低碳氮比污水時，需要探尋既能有解決碳源不足問題，又能提高脫氮除磷效率的新技術。

近年來，自養反硝化尤其是硫自養反硝化受到廣泛關注，其是一種以低價態硫代替碳源作為電子供體，以水中硝酸鹽或者亞硝酸鹽作為電子受體，在自養反硝化菌的作用下實現反硝化。硫自養反硝化脫氮技術具有(1)以無機離子作為電子供體，節約成本；(2)不添加有機碳底物，避免二次污染產生；(3)硫自養反硝化細菌污泥產量低等優點。專利自養反硝化人工塘、構建方法及利用人工塘對污水進行脫氮的方法CN111717995A公開了一種利用人工塘進行污水深度脫氮的方法，主要利用挖掘人工塘并在塘底部鋪設硫磺、石灰石、沸石、火山巖等填料，將待處理污水引入人工塘，硫自養反硝化菌利用硫磺作為電子供體，在塘底富集掛膜，從而實現引入污水的總氮去除。然而這種方法直接應用于污水總氮處理時存在以下缺陷：(1)培養、富集硫自養反硝化菌時人工塘底部投加的硫磺的量不能精確控制，導致沒有被硫自養反硝化菌利用的硫磺在塘底底泥中厭氧發酵，產生硫化氫氣體，硫化氫氣體易燃、有臭雞蛋氣味，對人體有劇毒；(2)硫磺不溶于水，硫自養脫氮菌僅能在人工塘底部獲取營養物，而人工塘底部的溶解氧濃度通常較低，不利于硫自養脫氮菌生長；(3)硫磺易隨污泥流失，利用率不高，需要不斷添加補充；(4)天然沸石、石灰石等填料骨架密度高，具有孔隙率低，比表面積小等缺陷，限制了硫自養反硝化菌附著生長，且對水力負荷適應能力較差。

發明內容

針對現有技術不足，本發明提供一種以硫自養脫氮為核心的污水深度脫氮填料及處理方法。