[發明專利]一種污水強化脫氮的方法

在審

• 申請號: 202210400156.3
• 申請日: 2022-04-15
• 公開（公告）號: CN114772729A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 戴曉虎;梁梓軒;李磊;陳永棟
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F3/10;C02F3/00;C02F101/30
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 陳天寶

本發明涉及一種污水強化脫氮的方法，包括：鐵炭粉末載體的制備：將零價鐵和石墨燒結成鐵炭復合材料，之后將復合材料破碎篩分，得到鐵炭粉末載體；鐵炭粉末載體的投加：持續投加至污水處理的生化反應單元中，并且維持鐵炭粉末載體至目標濃度，以此供微生物附著生長，促進附著后的微生物水解難降解有機物；鐵炭粉末載體的回收：收集生化反應單元產生的剩余污泥，并通過水力旋流分離設備對其中的鐵炭粉末載體進行回收。與現有技術相比，本發明具有提高難降解有機物的可生化性、實現同步硝化反硝化及厭氧氨氧化、載體比表面積大負載生物量高、粉末載體回收效率高、污水總氮去除率高等特點。

技術領域

本發明涉及污水處理領域，尤其是涉及一種污水強化脫氮的方法。

背景技術

氮元素是引起水體富營養化的關鍵元素。為保護水體生態環境，要求污水廠出水中的總氮達到相應的排放標準。隨著對環境質量要求的不斷提升，排放標準也越來越嚴格。

污水廠進水的氮元素90％以氨氮為主。氨氮首先經過硝化細菌的代謝作用被氧化成硝氮，硝氮在反硝化細菌的代謝作用下，以有機物為還原劑，被還原成氮氣。最終達到脫氮的目的。硝化細菌為自養菌，代謝速率慢，繁殖周期長，在污水廠的生化反應單元的微生物中通常難以成為優勢菌。反硝化細菌需要有機物作為還原劑。目前很多污水廠面臨進水有機物不足，或有難降解的有機物，導致反硝化效率不高。另外在氨氮被氧化的同時，有機物往往更早地被優勢菌氧化成了二氧化碳和水，導致無法實現同步硝化反硝化。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種污水強化脫氮的方法，具有提高難降解有機物的可生化性、實現同步硝化反硝化及厭氧氨氧化、載體比表面積大負載生物量高、粉末載體回收效率高、污水總氮去除率高等特點。

申請人在構思本技術方案時做出如下分析：

鐵炭材料具有微電解作用，能加速電子傳遞效率，提高微生物代謝速率。同時鐵炭材料也可以水解部分難降解有機物，提高其可生化性。

但燒結的鐵炭材料粒度通常在厘米尺寸，將其投放在生化處理單元后會直接沉入池底，導致傳質效果不好。另外厘米尺寸的載體的比表面積較低，僅外表面能供微生物附著生長。因此鐵炭材料在污水處理領域目前通常作為濾料形態使用，主要用于過濾工藝，這大大限制了鐵炭材料的優勢屬性，也難以將硝化菌、反硝化菌和鐵炭材料相耦合應用。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

本發明的目的是提供一種污水強化脫氮的方法，包括以下步驟：

S1：鐵炭粉末載體的制備：將零價鐵和石墨燒結成鐵炭復合材料，之后將復合材料破碎篩分，得到鐵炭粉末載體；

S2：鐵炭粉末載體的投加：將S1中制備的鐵炭粉末載體持續投加至污水處理的生化反應單元中，并且維持鐵炭粉末載體至目標濃度，以此供微生物附著生長，促進附著后的微生物水解難降解有機物；

S3：鐵炭粉末載體的回收：收集S2中生化反應單元產生的剩余污泥，并通過水力旋流分離設備對其中的鐵炭粉末載體進行回收，將回收的鐵炭粉末載體用于S2中。

進一步地，S2中，通過鐵炭載體提高難降解有機物的可生化性，使得反硝化比例提升；

S2中，通過鐵炭載體加速硝化菌代謝速率，使得同步硝化反硝化的比例也稍有提高。

進一步地，S1中，所述零價鐵和石墨的質量比為(2:8)～(9:1)。

進一步地，S1中，燒結氣氛為惰性氣體，燒結溫度為800～1500℃，燒結時間為8～12h。

進一步地，S1中，破碎篩分過程中，破碎采用的方式為研磨或通過高速破碎機進行機械破碎。

進一步地，S1中，破碎篩分過程獲取的鐵炭粉末載體的粒徑為5～150μm。