CN105923763B - 一种可渗透硫自养反硝化生物墙强化废水脱氮工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可渗透硫自养反硝化生物墙强化废水脱氮工艺，属于水处理技术的应用领域。该工艺在A/O或A2/O系统中的缺氧反硝化池内构建一道生物墙，该生物墙由不锈钢架作支撑，在其内放入空心聚乙烯塑料球，在聚乙烯塑料球内填充单质硫，聚乙烯塑料球在不锈钢架内紧密排布，由钢丝或尼龙网固定在墙内，墙体两侧水可自由流入流出。脱氮墙内填充硫磺，弥补缺氧段碳源不足的问题，硝酸盐氮和亚硝酸盐氮被生物墙内的硫自养菌反硝化还原为氮气逸散入空气中，实现高效脱氮的目的。利用本发明对现有A/O或A2/O系统进行改造，缺氧段无需外加碳源，具有工艺简单，成本低廉，易于维护，适应性强等优点。

Description

一种可渗透硫自养反硝化生物墙强化废水脱氮工艺
技术领域
本发明属于水处理技术的应用领域，废水脱氮处理工艺，具体涉及一种采用硫自养脱氮生物墙处理废水的工艺。
背景技术
氮素污染是引起水质恶化的一个重要的原因，随着我国农业生产的发展，工业化进程的加快，污水排放总量的不断增加，环境污染问题日益加剧。生活污水及某些工业废水中都含有一定的氮，特别是煤加压气化废水、焦化废水、氮肥废水等。大量未经处理或未经适当处理的各种含氮废水排入江河，会给环境造成严重的破坏。相关研究表明，当自然水体中TN超过50mg/L时，水体中藻类将会迅速繁殖生长，从而引起水体富营养化现象。随着氮素污染问题的日趋尖锐化以及公众环境意识的增强，越来越多的国家和地区都制定了严格的氮素限制和排放标准，对脱氮技术的发展提出了更为迫切的要求。中国污水排放标准要求排放污水中氨氮浓度低于5mg/L，总氮浓度低于30mg/L。
常规生物脱氮过程由硝化反应和反硝化反应两部分组成，在硝化反应中，废水中的有机氮经过氨化反应生成氨氮，氨氮在化能自养菌的作用下转化为硝酸氮和亚硝酸氮；在反硝化反应中，硝酸氮和亚硝酸氮作为电子受体，有机物作为电子供体，由反硝化的异养菌将硝态氮还原为氮气，排入大气，实现对废水中总氮的去除。由于传统的废水生物处理工艺以含碳有机物和悬浮固体为主要处理目标，通过微生物同化去除污水中的氮素量很少，通常只有10%~13%，因此对生活污水和含氮的工业废水采用常规的活性污泥法处理，出水仍含有大量的氮素。这就促使人们对常规的活性污泥工艺流程进行改造，以提高氮的去除率。A/O及A2/O工艺是由传统活性污泥法发展而来的，该工艺将反硝化段设置在系统的前面，反硝化反应以污水中的有机物为碳源，曝气池混合液中含有大量的硝酸盐，通过内循环回流至缺氧池中，在缺氧池内进行反硝化脱氮。A/O及A2/O工艺的脱氮效率一般在70%左右，缺氧池中有机物不足导致反硝化效率下降是影响总氮去除的主要原因。工程上常采用额外补充有机碳源的方式提高缺氧段反硝化效率，从而保证较理想的总氮去除率。
发明内容
本发明针对A/O或A2/O系统中缺氧段中有机物不足引起反硝化效率下降的问题，提出如下技术方案，在缺氧反硝化池内构建一道可渗透的生物墙，在其内放入聚乙烯塑料球，在聚乙烯塑料球内填充单质硫，该聚乙烯塑料球在不锈钢架内紧密排布。硝化液回流至缺氧反硝化池，硝酸盐氮和亚硝酸盐氮被生物墙内的硫自养菌反硝化处理为氮气逸散入空气中，达到强化反硝化效果的目的。
本发明技术方案具体是：该生物墙由不锈钢架作支撑，生物墙厚度20~50cm；在其内放入直径为3-7cm的空心聚乙烯塑料球，球体表面布满小孔，孔径为20～30目，在聚乙烯塑料球内填充粒径为1～3mm的单质硫；球体紧密排列，由钢丝或尼龙网固定在墙内，墙体两侧水可自由流入流出。硝化液回流至缺氧反硝化段时，在生物墙内停留时间为20～150分钟，硝酸氮和亚硝酸氮被生物墙内的硫自养菌反硝化处理为氮气逸散入空气中，达到高效脱氮的目的。
本发明的优点：结合了现有A/O或A2/O系统缺氧池的特点，构建可渗透的硫自养反硝化生物墙，仅需在缺氧池中增设一道生物墙，单质硫被填充于聚乙烯塑料球内，水力损失小，废水可自由流入流出，无需改造其它构筑物及设备，适用性和实用性强。将传统的外加碳源异养反硝化改变为在生物墙内进行硫自养反硝化，在异养反硝化中，当水中的有机物浓度不够时，甲醇是最常用的外加电子供体，但是甲醇及其氧化中间产物甲醛对任何生物都有毒害作用，需要后续处理。乙酸或乙醇虽然无毒，但其脱氮效率低于甲醇，且污泥产量高，操作费用高。本工艺的硫自养反硝化不仅没有上述种种弊端，反而由于元素硫作为石油生产过程中的副产物，与甲烷和酒精相比更便宜，降低了处理成本，并且减少了污泥产量，将总氮去除率提高至90%～98%。
附图说明
图1为本发明生物墙平面图。
附图标记：1、生物墙框架；2、 装填硫磺颗粒的聚乙烯塑料球。
具体实施方式
在某A/O废水处理系统中安装如附图1所示的生物墙，生物墙厚度30cm；在其内放入直径为5cm的空心聚乙烯塑料球，球体表面布满小孔，孔径为25目，在球内填充粒径为2mm的单质硫；球体紧密排列，由尼龙网固定在墙内，硝化液回流至缺氧反硝化段时，在生物墙内停留时间为30分钟。
改造前后，系统出水指标变化如下表所示，本发明提供的脱氮工艺对缺氧段反硝化具有强化作用，进而显著改善总氮去除效果。

Claims (2)

1.一种可渗透硫自养反硝化生物墙强化废水脱氮工艺，其特征在于：在A/O或A2/O系统中的缺氧反硝化池内构建一道可渗透的生物墙，该生物墙由不锈钢架作支撑，在其内放入聚乙烯塑料球，在聚乙烯塑料球内填充单质硫；该聚乙烯塑料球在不锈钢架内紧密排布；硝化液回流至缺氧反硝化池，硝酸盐氮和亚硝酸盐氮被生物墙内的硫自养菌反硝化处理为氮气逸散入空气中；
所述的生物墙的厚度为20～50cm，所述的聚乙烯塑料球的直径为3～7cm，球体表面布满小孔，孔径为20～30目；聚乙烯塑料球由钢丝或尼龙网固定在墙内，墙体两侧水可自由流入流出；废水在所述的生物墙内的停留时间为20～150分钟。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的聚乙烯球内单质硫的粒径为1～3mm。
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