[發明專利]一種利用硫磺膏自養深度脫氮的方法

在審

• 申請號: 202210399673.3
• 申請日: 2022-04-15
• 公開（公告）號: CN114634246A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 陳天虎;李雅倩;陳偉哲;張雪妹
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C12N11/14;C12R1/01;C02F101/16
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 盧敏

本發明公開了一種利用硫磺膏自養深度脫氮的方法，是將濕法脫硫得到的硫磺膏調配成漿液，加入到需要脫氮的廢水中，在硫自養深層厭氧脫氮濾池中作為電子供體，或者回流反硝化脫氮池中還原硝酸鹽氮為氮氣實現脫氮。本發明的方法實現了硫磺膏的資源化，大幅度降低了脫氮成本，且大幅度縮短了脫氮濾池水力停留時間。

技術領域

本發明涉及污水處理廠污水深度脫氮處理技術領域，更具體地說，涉及一種硫自養脫氮的技術方法。

背景技術

氮是導致水體富營養化的最主要元素之一，然而過去在水處理和地表水環境中關注的重點主要是氨氮的控制。近年來，隨著水體富營養化越來越嚴重，特別是城市黑臭河流廣泛出現，硝態氮、總氮已經納入了排污和水體控制指標，并且各地都制定了越來越嚴格的氮素控制標準。

硝化-異養反硝化一直是廢水脫氮的主流工藝技術，是通過好氧過程使水中的有機氮、氨氮轉化為硝酸鹽氮，再把污水回流到缺氧池利用污水中的有機物為電子供體通過異養反硝化微生物把硝酸鹽氮轉化為氮氣。異養反硝化脫氮技術要達到越來越嚴格的排水總氮水質標準也遇到一些障礙：其一，需要很高的回流比才能使總氮達到排放標準，導致水處理能耗過大、不經濟；其二，由于廢水在化糞池、排水管路中滯留時間長，存在微生物對有機物降解過程，已經消耗了部分碳源，導致進入污水處理廠的廢水中碳源不足、碳氮比過低，不能滿足異養反硝化對有機碳的需求；其三，在碳源不足的情況下，目前普遍在二級沉淀池之后增加厭氧生物濾池，投加有機碳依靠異養反硝化菌脫氮，但是投加醋酸鈉這類藥劑導致脫氮成本過高，而且投加量控制不到位，又導致出水COD過高發生二次污染的問題。

城市污水處理廠剩余污泥含水量高、有機物含量高、易腐敗、存在大量致病微生物等，易引發一系列環境問題。污水廠剩余污泥的處理處置比較困難、成本高昂，一直是市政工程領域的一個難題。國內外均有學者研究，通過污泥消化或加熱水解消化方式，使污泥中的復雜有機物降解為簡單的有機酸類小分子有機物，然后把小分子有機物作為異養脫氮的電子供體，試圖解決污水處理廠深度脫氮過程中有機碳源不足的問題。然而污泥加熱水解消化過程中，不僅生成小分子有機物，還產生大量氨氮、溶解磷酸鹽，消化液直接投加到脫氮的進水中厭氧脫氮，會導致其中的氨氮、磷超標。而對消化液中的氮磷與有機物進行分離又有很大的困難，增加了成本，結果導致這一技術路線難以工程化應用。

為了彌補異養脫氮的不足、適應水處理深度脫氮的需求，近年來硫自養反硝化技術作為一種具有代表性的自養反硝化技術得到迅速發展。硫自養反硝化是脫氮硫桿菌這類兼性厭氧微生物利用無機碳為碳源完成合成代謝，同時以硫及還原性硫化合物(硫代硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫化物)為電子供體把硝酸鹽還原為氮氣，其中硫磺作為電子供體脫氮是發展的主流方向。硫自養反硝化技術因無需外加碳源受到國內外學者的廣泛關注，其具有硫磺資源豐富廉價、產泥量少、處理費用低等優點，是目前脫氮領域研究的熱點。以硫磺作為電子供體自養反硝化脫氮過程中會產生水的酸化，通常把石灰石等碳酸鹽作為體系pH穩定的介質?，F有硫-石灰石自養反硝化系統，是將石灰石與單質硫顆粒按一定比例混合后作為填料，裝入反應濾柱中進行污水處理，石灰石在處理過程中不斷溶解，從而緩沖pH的降低。這就需要在現有的污水處理廠新增建設脫氮生物濾池，但是對于已建成的污水處理廠常常缺乏新建脫氮生物濾池場地，成為一個技術改造的難題，如何解決這個問題是老舊污水處理廠提標改造迫切的技術需求。

目前的脫氮材料存在如下突出問題：

(1)脫氮成本高的問題。醋酸鈉作為碳源深度脫氮具有使用儲藏安全、脫氮速度快、水力停留時間短的優點，但是成本高過高，給企業帶來很大負擔，迫切需要發展新的技術降低脫氮成本。