[發明專利]一種實現單質硫回收的無需外加硫源的同步脫氮除硫方法

在審

• 申請號: 202310738223.7
• 申請日: 2023-06-20
• 公開（公告）號: CN116514349A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 蔡靖;朱曉鵬;肖景洪;張凱瑜;梁娜
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: C02F9/00
• 分類號: C02F9/00;C02F3/34;C02F3/28;C02F1/20;C02F1/44;C02F1/66;C02F1/40;C02F103/06;C02F101/16;C02F101/10
• 代理公司: 北京精金石知識產權代理有限公司 11470
• 代理人: 楊佩佩

本發明提供一種實現單質硫回收的無需外加硫源的同步脫氮除硫方法，屬于廢水處理技術領域，所述方法利用專用的硫酸鹽還原?同步脫氮除硫?單質硫回收的反應裝置實現，該裝置全程為自養脫氮無需外加硫源，在反應器內通過控制單質硫的顆粒大小即反應器內上升氣流實現單質硫上浮，并通過隔板和頂部的微濾膜構架實現單質硫的收集，且該專用裝置反應運行穩定，脫氮除硫效率高，污泥產率低，且可以將硫的形態控制在元素硫狀態并實現回收利用，既可解決垃圾滲濾液氨氮和硫酸鹽處理困難的問題，又能夠將產生的單質硫用于回收利用。

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，具體涉及一種實現單質硫回收的無需外加硫源的同步脫氮除硫方法。

背景技術

近年來，隨著城市垃圾排放量的增加，產生了越來越多的垃圾滲濾液。垃圾滲濾液是一種極其復雜且高度污染的液體，其含有高濃度的可生物降解和不可生物降解化合物，包括氨氮、硫酸鹽等物質。這成為了垃圾滲濾液去除的一大難題。

垃圾滲濾液常采用短程反硝化/短程硝化+厭氧氨氧化工藝，但是由于NO^3-的限制，厭氧氨氧化的總氮去除率一般不會超過89％。而有機物的添加會增強異養反硝化，對厭氧氨氧化過程產生了不利影響。因此自養反硝化結合厭氧氨氧化工藝近來受到了人們的青睞。

硫自養反硝化憑借其高效、經濟等特點，被用作處理厭氧氨氧化產生的NO₃^-，可以通過將其控制在短程反硝化階段將NO₃^-還原為NO₂^-，為厭氧氨氧化提供底物。并且由于硫自養反硝化菌是化能自養菌，不需要外部碳源的添加，從而不會使得厭氧氨氧化菌受到異養菌的抑制。此外，硫自養反硝化菌與厭氧氨氧化菌具有相似的生態位，能夠實現很好的共生，又由于其生長速率緩慢，能夠降低污泥產量。因此可以考慮將兩者相結合以實現更深層次的脫氮。如專利CN106396098A公開了一種硫自養反硝化脫氮反應裝置，其主體反應器自下而上分為四部分，依次為進水混合區、硫自養反硝化區、厭氧氨氧化區和出水區，利用該硫自養反硝化脫氮反應裝置進行高鹽廢水同步脫氮除硫，該方法能夠在一個反應器內實現高鹽廢水中的S^2-、NO₂^-和NH₄⁺，并累積單質硫，該方法具有處理效果好、運行操作簡單、可回收單質硫。但硫自養反硝化會產生大量的硫酸鹽和單質硫，當硫酸鹽含量較高時，將加速甲基汞的生成，改變原有的生態調節功能，會對水生生物和人類健康產生重大影響。據報道，硫酸鹽含量高于250mg/L時，便會引起腹瀉等腸道疾病。因此，硫酸鹽的去除也成為工藝的又一亟需解決的問題。

硫酸鹽還原是通過硫酸鹽還原菌以氫或有機物為電子供體將硫酸鹽還原為硫化物，垃圾滲濾液中含有大量的有機物，因此將硫酸鹽還原用于去除垃圾滲濾液中的硫酸鹽具有一定的可行性。專利CN113716690A公開了一種利用水中硫酸鹽作硫源的硫自養反硝化深度脫氮裝置，其濾塔包括位于下部的硫酸鹽還原區和位于上部的硫自養反硝化區，利用該裝置進行廢水的深度脫氮，在無外加硫源的情況下進行硫自養反硝化深度脫氮，節約資源，實現硫源利用率最大化，減少運行費用。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種實現單質硫回收的無需外加硫源的同步脫氮除硫方法，該方法利用專用裝置硫酸鹽還原-同步脫氮除硫-單質硫回收的反應裝置實現，該裝置運行穩定，無需外加硫源即可實現深度脫氮除硫，污泥產率低，且可以將硫的形態控制在元素硫狀態并實現回收利用。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一方面，一種硫酸鹽還原-同步脫氮除硫-單質硫回收的反應裝置，其主體反應器的主體部分自下而上依次為硫酸鹽還原區1、硫自養反硝化耦合厭氧氨氧化反應區(同步脫氮除硫區)2和單質硫回收區3，硫酸鹽還原區1底部設有進水區14，單質硫回收區3頂部設有出水區15；主體反應器頂部設有出氣口10，底部設有氮氣管線9，整個反應器外層包有一層避光保溫層；其中，