[發明專利]一種基于多源電子供體的高氮廢水同步硝化-自養反硝化脫氮方法及反應器

有效

• 申請號: 202110544067.1
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113184995B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 薛罡;徐磊;陳鈺婷;陳紅;王錚;曾琳;賈林春;張羽;王曉暖;何月玲;宋賓學;張承基;于鑫;孫蘇陽;陸曉峰
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F101/16;C02F103/20
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊

本發明公開了一種基于多源電子供體的高氮廢水同步硝化?自養反硝化脫氮方法及反應器。本發明的脫氮方法包括：將高氮廢水投加硫代硫酸鈉后先后進入三級同步硝化?自養反硝化反應器，反應器中吊掛由菱鐵礦(FeCO₃)、黃鐵礦(FeS₂)及鐵刨花(Fe⁰)組成的復合填料，在曝氣充氧條件下發生同步硝化?自養反硝化作用，使廢水中總氮得以高效去除，處理后的水進入沉淀池沉淀后排出。與傳統硝化、反硝化(AO)脫氮相比，本發明基于多源電子供體的高氮廢水同步硝化?自養反硝化脫氮方法及反應器不需外加有機碳源、不需硝化液回流，運行成本大幅度降低。

技術領域

本發明涉及一種基于多源電子供體的高氮廢水同步硝化-自養反硝化脫氮方法及反應器，屬于污廢水脫氮技術領域。

背景技術

在垃圾填埋及發酵、印染過程中印花及養殖等工農業生產中產生高氮廢水。高氮廢水的處理方法一般為硝化、反硝化組合(AO)。但由于廢水C/N較低，在反硝化過程中需要投加大量碳源。同時，為獲得較高的總氮去除率，在實際工程中采用多級AO并設置硝化液高回流比的途徑提高脫氮效率，處理成本較高。

針對高氮廢水反硝化碳源需求量大、處理成本高的問題，近年來開展了以無機物作為電子供體的自養反硝化技術研究。低價硫替代外加有機碳源形成自養及混養反硝化，強化脫氮及碳源節約效果顯著；例如：通過煅燒天然黃鐵礦制備具有納米結構的磁性黃鐵礦，并應用于自養反硝化生物濾池處理實際二級生化出水，在低C/N比條件下對總氮可獲得較高去除率。低價鐵也可作為自養或混養反硝化電子供體，例如：在接種活性污泥的基于Fe²⁺氧化的自養反硝化反應器，在3個月的運行期可獲得穩定的NO^3--N去除率，在系統中成功富集Fe²⁺氧化菌及硝酸鹽還原菌。由于硫自養反硝化產酸、鐵自養反硝化產堿，硫鐵協同自養或混養反硝化可平衡緩沖脫氮體系pH，并對N₂O溫室氣體減排有顯著貢獻。

為解決高氮廢水碳源用量及回流比高的問題，本發明基于硫鐵協同自養反硝化及同步硝化反硝化原理，提出一種基于多源電子供體的高氮廢水同步硝化-自養反硝化脫氮方法及反應器，對于高氮廢水可實現無外加碳源及硝化液回流高效脫氮，可大幅度降低運行成本。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：高氮廢水的脫氮存在碳源用量及回流比高等問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于多源電子供體的高氮廢水同步硝化-自養反硝化脫氮方法，包括以下步驟：

步驟1)：TN≥1000mg/L的高氮廢水投加硫代硫酸鈉后進入一級同步硝化-自養反硝化反應器，該反應器中吊掛由菱鐵礦FeCO₃、黃鐵礦FeS₂及鐵刨花Fe⁰組成的復合填料，形成多源電子供體，在曝氣充氧條件下發生同步硝化-自養反硝化作用，使廢水中總氮得以部分脫除；

步驟2)：經步驟1)處理后的廢水進入二級同步硝化-自養反硝化反應器，該反應器中同樣吊掛由菱鐵礦FeCO₃、黃鐵礦FeS₂及鐵刨花Fe⁰組成的復合填料，但填充量低于一級同步硝化-自養反硝化反應器中復合填料的填充量，同樣在曝氣充氧條件下發生同步硝化-自養反硝化作用，使廢水中總氮進一步降低；

步驟3)：經步驟2)處理后的廢水進入三級同步硝化-自養反硝化反應器，反應器中吊掛由菱鐵礦(FeCO₃)及鐵刨花(Fe⁰)組成的復合填料，在三級反應器中曝氣充氧條件下發生同步硝化-自養反硝化作用，使廢水中總氮降至較低水平；

步驟4)：經步驟3)脫氮處理后的廢水進入沉淀池固液分離，部分剩余污泥回流至一級同步硝化-自養反硝化反應器，回流比為50％～100％，與一級同步硝化-自養反硝化反應器的進水混合后進入一級同步硝化-自養反硝化反應器，以補充反應器中流失的污泥，部分剩余污泥排放后進一步處置。