CN111196627A

CN111196627A - 一种基于硫单质自养反硝化工艺的装置及废水处理方法

Info

Publication number: CN111196627A
Application number: CN202010048977.6A
Authority: CN
Inventors: 吕慧; 曾楚筠; 刁兴兴; 孙连鹏; 赵晴; 宋乃巧
Original assignee: Shenzhen Lisai Industrial Development Co ltd; Shenzhen Research Institute of Sun Yat Sen University; National Sun Yat Sen University
Current assignee: Shenzhen Lisai Industrial Development Co ltd; Shenzhen Research Institute of Sun Yat Sen University; National Sun Yat Sen University
Priority date: 2020-01-16
Filing date: 2020-01-16
Publication date: 2020-05-26

Abstract

本发明公开了一种基于硫单质自养反硝化工艺的装置，包括依次连接的进水系统、反应区、污泥沉淀区和出水系统，所述反应区的上端设置有第一侧边溢流槽，所述污泥沉淀区的上端设置有第二侧边溢流槽，所述第一侧边溢流槽和所述第二侧边溢流槽联通，所述第一侧边溢流槽设置有第一锯齿堰，所述第二侧边溢流槽设置有第二锯齿堰，所述反应区设置有硫磺填充床，所述硫磺填充床包括硫单质和驯化污泥，所述硫磺填充床的底部设置第一筛网，用以承托硫单质和驯化污泥，所述反应区还设置有第一排泥口，所述污泥沉淀区设有第二排泥口；本发明还公开了一种废水处理方法，处理效率高、实现垃圾渗滤液深度脱氮。

Description

一种基于硫单质自养反硝化工艺的装置及废水处理方法

技术领域

本发明属于废水深度脱氮技术领域，具体涉及一种基于硫单质自养反硝化工艺的装置及废水处理方法。

背景技术

短程硝化-厌氧氨氧化技术作为一种高效低耗的新型脱氮方式，可以节省60％需氧量，无需额外投加碳源，已逐步应用于垃圾渗滤液脱氮处理(如中国专利2018105491807)。但是，ANAMMOX细菌将1mol NH₄ ⁺-N和1.32mol NO₂ ^--N转化为N₂的同时,会产生0.26mol NO₃ ^--N，生成的NO₃ ^--N约占进水总氮的11％。此外，短程硝化反应中NH₄ ⁺-N过度氧化会进一步产生NO₃ ^--N。这些因素导致出水NO₃ ^--N浓度过高，总氮超标，实际运行过程中所用的含氮废水为实验室前期短程硝化耦合厌氧氨氧化工艺(申请号：2018105491807)处理垃圾渗滤液的出水，NO₃ ^--N浓度为145±15mg/L，NO₂ ^--N浓度为45±10mg/L，NH₄ ⁺-N浓度为22±5mg/L，出水NO_x ^--N浓度在180～200mg/L。

中国专利201910434299.4，名称为“厌氧氨氧化耦合硫自养反硝化脱氮装置及废水处理方法”提供一种厌氧氨氧化耦合硫自养反硝化脱氮装置，解决了厌氧氨氧化自身完全脱氮及降低硫自养反硝化耦合后出水的硫酸盐浓度的问题。但厌氧氨氧化区和硫自养反硝化区是通过两工艺区的穿孔流通的，在流通中未免会夹带污泥堵塞孔，降低过滤效率。同时该工艺将硫磺颗粒浸泡在污水处理厂的活性污泥中密封两天，当硫磺颗粒上形成反硝化生物膜后，硫磺颗粒作为填料自下而上填充硫粒填充床。但是污水处理厂活性污泥中硫氧化菌丰度较低，该活性污泥没有利用硫源作为电子供体驯化富集硫氧化菌，专性功能微生物较少，因此微生物脱氮效率较低，同时，硫磺颗粒在活性污泥中浸泡时间较短，所形成的生物膜上微生物量较少。

针对上述问题，在现有工艺基础上，迫切开发处理效率高、维护简单的新技术实现垃圾渗滤液深度脱氮，出水满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)氮排放标准(TN≤40mg/L)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于硫单质自养反硝化工艺的装置，能够二次过滤废水，提高过滤效率。

本发明的目的还在于提供一种基于硫单质自养反硝化工艺的装置的废水处理方法。该方法处理效率高，出水水质可以达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)氮排放标准(TN≤40mg/L)的排放要求。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于硫单质自养反硝化工艺的装置，包括依次连接的进水系统、反应区、污泥沉淀区和出水系统，所述反应区的上端设置有第一侧边溢流槽，所述污泥沉淀区的上端设置有第二侧边溢流槽，所述第一侧边溢流槽和所述第二侧边溢流槽联通，所述第一侧边溢流槽设置有第一锯齿堰，所述第二侧边溢流槽设置有第二锯齿堰，所述反应区设置有硫磺填充床，所述硫磺填充床包括硫单质和驯化污泥，所述硫磺填充床的底部设置第一筛网，用以承托硫单质和驯化污泥，所述反应区还设置有第一排泥口，所述污泥沉淀区设有第二排泥口。

所述第一锯齿堰和所述第二锯齿堰能够二次过滤废水，滤掉部分污泥。防止污水中夹带污泥，堵塞污水流通。设置硫磺填充床，便于驯化污泥在硫磺片上挂膜，增加微生物和硫磺片的接触面积，提高传质效率。该装置同时设有反应区和污泥沉淀区，可以有效回收污泥。污泥沉淀区后续也可以通过添加微生物，转为二级反应区，进行其他生物反应强化废水中污染物的去除。

进一步地，所述硫磺填充床的上方设置第二筛网，用以拦截硫单质。上面的筛网是为了防止硫磺填充床中的驯化污泥流失，实现隔绝污泥外溢。

进一步地，所述进水系统包括进水口、进水阀、进水管和进水泵，所述进水阀和所述进水泵设在所述进水管上，所述出水系统包括溢流出水口、出水管、回流管和回流泵，所述回流泵设在所述回流管上。

进一步地，所述第一锯齿堰的齿高比所述第二锯齿堰的齿高高1～2cm。能够拦截大颗粒物质，侧边溢流槽具有坡度，使得水能够从硫磺填充床流入污泥沉淀区。

进一步地，所述硫磺填充床的底部与反应区的底部距离为4～6cm，所述硫磺填充床层顶端与第一锯齿堰的底部的距离为3～10cm。所述硫磺填充床能有效拦截固体大颗粒，减少出水颗粒物。

更进一步地，在设有所述侧边溢流槽的一侧设有三个出水口用于监测不同高度的水样。方便监测硫单质填料中不同高度的水质指标与填料高度之间的关系。

更进一步地，所述硫单质为圆形片状，直径为5～8mm。

更进一步地，所述污泥沉淀区的底部设有斜坡，坡度高差为1～2cm，便于将污泥汇集于中部，由污泥回流口排出。所述污泥沉淀区中的污泥通过泵抽吸，或者泥水混合物在大气压力下排出。

进一步地，所述反应区分为第一反应区和第二反应区，所述第一反应区和所述第二反应区的长宽高相同，并行放置，第一反应区和第二反应区各设置有进水系统，所述第一反应区和所述第二反应区与所述污泥沉淀区相连，所述污泥沉淀区与出水系统相连，所述第一反应区和所述第二反应区的上端分别设置有第一侧边溢流槽，所述污泥沉淀区的上端分别设置有两个第二侧边溢流槽，所述第一侧边溢流槽和所述第二侧边溢流槽联通，所述第一侧边溢流槽设置有第一锯齿堰，所述第二侧边溢流槽设置有第二锯齿堰。两个反应区可以各自独立地处理废水，增加单位时间处理水量，节约废水处理的时间。

本发明还提供一种基于硫单质自养反硝化工艺的装置的废水处理方法，所述方法包括如下步骤：

所述装置的初始容积负荷为0.2～0.3kg-N/(m³·d)或者所述驯化污泥的初始负荷为40～60mg-N/(g-SS·d)，

S1：通入垃圾渗滤液和人工合成废水的预处理混合废水，pH为7.6～8.5，缺氧条件下脱氮处理后排出，所述垃圾渗滤液的体积分数在10～50％范围内逐步增加，所述预处理混合废水的进水NO_x ^--N浓度在90±10mg/L，硫磺填充床的水力停留时间为9h；

S2：S1中所述预处理混合废水出水回流，回流比为1，得到预处理混合废水回流液；

S3：通入垃圾渗滤液和预处理混合废水回流液的混合废水，pH为7.6～8.5，缺氧条件下脱氮处理后排出，所述混合废水的进水NO_x ^--N浓度在90±10mg/L；

S4：S3中所述混合废水出水回流，回流比为1，得到混合废水回流液；

S5：通入垃圾渗滤液和混合废水回流液，回流比为1，于pH为7.6～8.5，缺氧条件下脱氮处理后排出，硫磺填充床的水力停留时间为1～9h。

S4中设置了回流比为1，目的是降低垃圾渗滤液的进水氮浓度。

所述装置的初始容积负荷为0.2～0.3kg-N/(m³·d)或者所述驯化污泥的初始负荷为40～60mg-N/(g-SS·d)，则所述装置有能力处理垃圾渗滤液，随着水力停留时间的缩短，反应器的容积负荷最终能够提升到0.7～1.1kg-N/(m³·d)。该基于硫单质自养反硝化工艺的装置的废水处理方法在室温下进行。

原理：由于垃圾渗滤液成分复杂，存在有毒有害的有机物质和重金属离子，故步骤S1中，通过采用不断提高垃圾渗滤液掺入比的方式使硫氧化菌逐步适应垃圾渗滤液。为了实现装置对垃圾渗滤液废水深度脱氮，同时避免进水总氮浓度过高对微生物脱氮反应产生不良影响，步骤S2出水回流，降低进水总氮浓度。驯化污泥中的硫氧化菌在缺氧条件下，利用硫磺提供电子，还原废水中的硝酸盐和亚硝酸盐，生成氮气释放至大气环境中，从而实现废水脱氮过程。

所述硫磺填充床的上方和底部分别设有筛网，防止微生物流失，以便于驯化污泥在硫磺片上挂膜，增加微生物和硫磺片的接触面积，提高传质效率。污泥经过驯化，硫氧化菌成为污泥优势菌种，污泥负荷提高，脱氮能力增强。

所述垃圾渗滤液含氮量是不定值，在步骤S1中通过人工合成废水中的含氮量调整混合废水的含氮量，保证混合废水的进水NO_x ^--N浓度在90±10mg/L。进水氮浓度超过100mg/L，硫氧化菌受到抑制，反应效果恶化，进水氮含量低于100mg/L，反应器处理效率低。

所述无机碳源能够提供微生物生长所需碳源，并且为微生物反应提供足够的碱度。

污水处理过程：基于硫单质自养反硝化工艺的装置采用硫磺填充床底部进水，沉淀区上部溢流出水；硫磺填充床出水溢流至侧边溢流槽后再溢流至污泥沉淀区，沉淀区出水溢流排出。硫磺填充床出水通过锯齿堰溢流到侧边溢流槽，侧边溢流槽出水再通过锯齿堰汇流至污泥沉淀区。

进一步地，所述人工合成废水中包括氮源、无机碳源和pH缓冲试剂，以NaHCO₃计，无机碳源的质量浓度为1500～2000mg/L，pH缓冲试剂的浓度为400～500mg/L，硫磺填充床的水力停留时间为9h，混合废水的进水NO_x ^--N浓度在90±10mg/L。人工合成废水是根据实验需要配置的，一般包括污染物和提供微生物生长的碳，磷，钾等。

进一步地，在步骤S1之前，进行污泥驯化，以硫磺填充床为反应器，pH为7.6～7.9，缺氧条件下重复如下周期：向硫磺填充床污泥浓度为5g/L，空隙率为50％的硫磺填充床反应器中通入人工合成废水，进水自下往上经过硫磺填充床后通过侧边溢流槽溢流至沉淀区后溢流出水；进水流经硫磺填充床的水力停留时间为9h，当进水NO₃ ^--N为90～100mg/L，出水中总氮去除率不小于90％时完成污泥驯化。

污泥是各种微生物的聚合体，污泥驯化是指创造一定的条件，使适应该环境的硫氧化菌成为优势菌种。

进一步地，所述水力停留时间为2～3h。在此时间内，硫磺填充床反应器反硝化脱氮的处理负荷最佳。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)所述第一锯齿堰和所述第二锯齿堰能够二次过滤废水，滤掉部分污泥。防止污水中夹带污泥，堵塞污水流通。设置硫磺填充床，便于驯化污泥在硫磺片上挂膜，增加微生物和硫磺片的接触面积，提高传质效率。该装置同时设有反应区和污泥沉淀区，可以有效回收污泥。

(2)通过采用不断提高垃圾渗滤液掺入比的方式使硫氧化菌逐步适应垃圾渗滤液。为了实现装置对垃圾渗滤液废水深度脱氮，同时避免进水总氮浓度过高对微生物脱氮反应产生不良影响，混合废水出水回流，降低进水总氮浓度。

(3)硫磺来源广泛，便宜易得，性状稳定，其作为硫自养反硝化电子供体，运行成本低，运行管理方便，硫自养反硝化反应在缺氧条件下进行，不需要额外曝气，动力消耗少，同时也不需额外投加有机物，生物产生量低。

附图说明

图1为基于硫单质自养反硝化工艺的装置结构示意图；

图2为基于硫单质自养反硝化工艺的装置立体图；

图3为处理实际废水阶段进出水效果图；

图4为人工合成废水阶段进出水效果图；

图5为基于硫单质自养反硝化工艺的装置中双硫磺填充床的立体图；

附图标记说明

进水桶1，进水泵2，进水管3，进水口31，第一筛网41，第二筛网42，硫磺填充床5，第一侧边溢流槽61，第一锯齿堰62，第二侧边溢流槽63，第二锯齿堰64，污泥沉淀区7，溢流出水口8，出水管81，回流管82，出水桶9，回流泵10，第二排泥口11，第一排泥口12，进水阀13，反应区14。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域常规条件或按照制造厂商建议的条件；所使用的原料、试剂等，如无特殊说明，均为可从常规市场等商业途径得到原料和试剂。

实施例1

如图1和图2所示，一种基于硫单质自养反硝化工艺的装置包括依次连接的进水系统、硫磺填充床5、侧边溢流槽6和污泥沉淀区7；所述进水系统包括进水阀13、进水桶1、进水泵2、进水管3和进水口31，硫磺填充床5上设置第一筛网41，用以承托硫磺片，硫磺填充床5上设置第二筛网42，用以拦截硫磺片，硫磺填充床5出水溢流至第一侧边溢流槽61和第二侧边溢流槽63后再溢流至反应器后方污泥沉淀区7，第一锯齿堰62和第二锯齿堰64用于过滤部分悬浮污泥，所述污泥沉淀区7设有第二排泥口11和溢流出水口8，污泥沉淀区7出水溢流排出，出水系统包括溢流出水口8、出水管81、回流管82、出水桶9和回流泵10；所述进水桶1和硫磺填充床反应器通过进水管3连接，进水阀13和进水泵2设在进水管3上，所述污泥沉淀区7和出水桶9通过出水管81连接，所述回流泵10设在回流管82上。

反应区14采用有机玻璃制成，形状为长方体。反应区容积为10L，长宽高分别设置为20cm、20cm、25cm。其中在反应区14的底部4～6cm处，设有高度为15cm的硫磺填充床，其容积为6L,在侧边溢流槽一侧设有三个出水口用于监测不同高度的水样。污泥沉淀区7的长宽高分别为15cm、20cm、25cm，其中污泥沉淀区7后立面中部高度为1cm处设有排泥口、21cm处设有溢流出水口，污泥沉淀区7有效容积为6.3L。硫磺填充床5出水溢流至第一侧边溢流槽61和第二侧边溢流槽63后再溢流至反应器后方污泥沉淀区7，第一锯齿堰62和第二锯齿堰64用于过滤部分悬浮污泥，第一侧边溢流槽61和第二侧边溢流槽63宽度均为2cm，长度分别为20cm和15cm，坡度高差为均1cm。

废水处理过程：

处理废水的过程为反应区14采用硫磺填充床底部进水，污泥沉淀区7上部溢流出水。

容积负荷稳定至0.24kg-N/(m³·d)。如表1所示，装置的进水为人工合成废水和垃圾渗滤液的混合废水，垃圾渗滤液占混合废水比例为10～50％。

所述人工合成废水含有氮源、无机碳源和pH缓冲试剂：所述氮源由KNO₃提供，NO₃ ^--N浓度按需调整；所述无机碳源由NaHCO₃提供，NaHCO₃浓度为1500mg/L，所述pH缓冲试剂由KH₂PO₄提供，KH₂PO₄浓度为450mg/L，进水pH为7.7。

步骤S1：阶段I(1～10d)的进水中，混合废水中的垃圾渗滤液与人工合成废水的体积比例分别为10％和90％，控制水力停留时间(HRT)为9h，混合废水进水NO_x ^--N浓度平均为90±10mg/L。阶段II(11～20d)和阶段III(21～30d)，混合废水中垃圾渗滤液的体积比例分别为30％和50％，进水NO_x ^--N浓度平均为90±10mg/L。从表1和图3可知，阶段I、阶段II和阶段III反应器NO_x ^--N去除效果较好，NO_x ^--N除率稳定至90％。

S3：通入垃圾渗滤液和预处理混合废水回流液的混合废水，pH为8.3，缺氧条件下脱氮处理后排出，所述混合废水的进水NO_x ^--N浓度在90±10mg/L；

在阶段IV(31～50d)垃圾渗滤液废水和混合废水回流液1:1混合，进水NO_x ^--N浓度平均为90±10mg/L，HRT保持为9h。为了进一步提高反应器的处理负荷，在阶段V(51～70d)、Ⅵ(71～90d)、Ⅶ(91～110d)、Ⅷ(111～130d)分别将HRT提升至7h、5h、3h、1h。当HRT≥3h，硫磺填充床反应器保持较高的氮处理负荷，进水NO_x ^--N去除率均稳定在90％以上。当HRT降低至1h，处理效果恶化，出水NO₃ ^--N浓度上升。在阶段Ⅸ(131～150d)，当HRT提高至2h，硫磺填充床反应器反硝化脱氮效率提高，NO_x ^--N去除负荷达到1.03kg-N/(m³·d)。

驯化后的污泥投入反应器后，经过步骤S1和S2，在HRT为2～3h，反应器容积负荷为0.7～1.1kg-N/(m³·d)时，NO_x ^--N去除效率能保持90％以上。NO_x ^--N包括NO₂ ^--N和NO₃ ^--N，垃圾渗滤液通过硫单质自养反硝化技术深度脱氮后出水水质稳定,NH₄ ⁺-N<20mg/L,NO₂ ^--N<1mg/L,NO₃ ^--N<8mg/L，满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》氮排放标准(TN≤40mg/L)。

表1硫磺填充床反应器处理混合废水过程中运行条件变化

实施例2

本发明实施例中，增加了在步骤S1之前，通过连续进人工合成废水的方式进行污泥驯化。

将硫磺片清洗、烘干、称重，通过排水法计算其密度。硫磺填充床的空隙率设为50％，将硫磺片投入至硫磺填充床内使其所占体积为3L,投入的硫磺片质量为3L×硫磺密度。将3L污泥浓度为5g/L(以混合液悬浮固体计)实验室已驯化以硫化物为电子供体的硫自养反硝化污泥泥水混合物从反应器上部均匀投配到反应器中，循环接种2天，该阶段暂不出水，目的是增加污泥与硫磺片接触，便于微生物在硫磺片上挂膜。

观察到填料表面附着黄褐色微生物以及产生气泡，将HRT提高至9h，反应器每天进水8L，通过不断增加反应器进水硝氮浓度提高反应器处理负荷，避免了高浓度NO₃ ^--N对反应器的冲击，反应器进水氮负荷由0.09kg-N/(m³·d)提升至0.24kg-N/(m³·d)。如表2所示，反应器调控共分为八个阶段：阶段I进水NO₃ ^--N浓度为30mg/L，阶段II进水NO₃ ^--N浓度为40mg/L，阶段III进水NO₃ ^--N浓度为50mg/L，阶段IV进水NO₃ ^--N浓度为60mg/L，阶段V进水NO₃ ^--N浓度为70mg/L，阶段Ⅵ进水NO₃ ^--N浓度为80mg/L，阶段Ⅶ进水NO₃ ^--N浓度为90mg/L。所述人工合成废水含有氮源、无机碳源和pH缓冲试剂：所述氮源由KNO₃提供，按需添加；所述无机碳源由NaHCO₃提供，NaHCO₃浓度为1500mg/L，所述pH缓冲试剂由KH₂PO₄提供，KH₂PO₄浓度为450mg/L，进水pH为7.7，温度为25℃。装置出水三氮隔天测定，直到出水硝氮连续四天去除率达到80％，系统达到稳定状态，进入下一个阶段。随着硝氮浓度不断上升，出水中硝酸盐和亚硝酸盐浓度均有稍许上升，氮去除率先降低后上升，稳定后最终保持在95％左右。

表2人工合成废水时期反应器运行阶段I～Ⅶ反应参数

由图4可知，当进水NO₃ ^--N浓度小于60mg/L,装置达到较好的处理效果，出水总氮的平均去除率达到95％以上。当进水NO₃ ^--N浓度进一步提升至70mg/L时，反应去除效果出现波动，出水NO₂ ^--N积累，处理效果下降。经过20天的运行，装置处理能力进一步提升，出水NO_x ^--N浓度逐步降低，总氮去除率从60％提高至85％。当装置出水总氮去除率稳定在80％时，继续提高进水NO₃ ^--N浓度，最终NO₃ ^--N浓度提升至90mg/L，出水NO₃ ^--N<5mg/L，NO₂ ^--N<1mg/L，总氮平均去除率达到95％以上。

同时，装置中异养菌减少，硫氧化菌进一步富集，硫氧化菌Thiobacillus的丰度从7.5％提升到50.3％。此时污泥驯化完毕。

实施例3

本实施例与实施例1的结构基本相同，不同之处在于，如图5所示，所述反应区分为第一反应区和第二反应区，左右两区长宽高相同，并行放置。第一反应区和第二反应区的长宽高分别设置为20cm、20cm、25cm，因此反应区长宽高为20cm、40cm、25cm。左右两区各自独立地处理废水，增加单位时间处理水量，节约废水处理的时间。污泥沉淀区7的长宽高分别为15cm、40cm、25cm，其中污泥沉淀区7后立面中部高度为1cm处设有排泥口、21cm处设有溢流出水口，污泥沉淀区7有效容积为12.6L。

第一反应区和第二反应区各设置有进水系统，包括进水阀13、进水桶1、进水泵2、进水管3和进水口31，硫磺填充床5上设置第一筛网41，用以承托硫磺片，硫磺填充床5上设置第二筛网42，用以拦截硫磺片。所述第一反应区和所述第二反应区与所述污泥沉淀区7相连，所述第一反应区和所述第二反应区的上端分别设置有第一侧边溢流槽61，所述污泥沉淀区的上端分别设置有两个第二侧边溢流槽63，所述第一侧边溢流槽61和所述第二侧边溢流槽63联通，所述第一侧边溢流槽61设置有第一锯齿堰62，所述第二侧边溢流槽63设置有第二锯齿堰64。硫磺填充床5出水溢流至第一侧边溢流槽61和第二侧边溢流槽63后再溢流至反应器后方污泥沉淀区7，第一锯齿堰62和第二锯齿堰64用于过滤部分悬浮污泥，所述污泥沉淀区7设有第二排泥口11和溢流出水口8，污泥沉淀区7出水溢流排出。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种基于硫单质自养反硝化工艺的装置，其特征在于，包括依次连接的进水系统、反应区、污泥沉淀区和出水系统，

所述反应区的上端设置有第一侧边溢流槽，所述污泥沉淀区的上端设置有第二侧边溢流槽，所述第一侧边溢流槽和所述第二侧边溢流槽联通，所述第一侧边溢流槽设置有第一锯齿堰，所述第二侧边溢流槽设置有第二锯齿堰，

所述反应区设置有硫磺填充床，所述硫磺填充床包括硫单质和驯化污泥，所述硫磺填充床的底部设置第一筛网，用以承托硫单质和驯化污泥，

所述反应区还设置有第一排泥口，所述污泥沉淀区设有第二排泥口。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述硫磺填充床的上方设置第二筛网，用以拦截硫单质。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述进水系统包括进水口、进水阀、进水管和进水泵，所述进水阀和所述进水泵设在所述进水管上，所述进水口设置在反应区上，所述出水系统包括溢流出水口、出水管、回流管和回流泵，所述回流泵设在所述回流管上，所述溢流出水口设置在所述污泥沉淀区上。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一锯齿堰的齿高比所述第二锯齿堰的齿高高1～2cm。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述硫磺填充床的底部与反应区的底部距离为4～6cm，所述硫磺填充床层顶端与第一锯齿堰的底部的距离为3～10cm。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反应区分为第一反应区和第二反应区，所述第一反应区和所述第二反应区的长宽高相同，并行放置，第一反应区和第二反应区各设置有进水系统，所述第一反应区和所述第二反应区与所述污泥沉淀区相连，所述污泥沉淀区与出水系统相连，所述第一反应区和所述第二反应区的上端分别设置有第一侧边溢流槽，所述污泥沉淀区的上端分别设置有两个第二侧边溢流槽，所述第一侧边溢流槽和所述第二侧边溢流槽联通，所述第一侧边溢流槽设置有第一锯齿堰，所述第二侧边溢流槽设置有第二锯齿堰。

7.一种权利要求1～6所述装置的废水处理方法，其特征在于，所述装置的初始容积负荷为0.2～0.3kg-N/(m³·d)或者所述驯化污泥的初始负荷为40～60mg-N/(g-SS·d)，

所述方法包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述人工合成废水中包括氮源、无机碳源和pH缓冲试剂，以NaHCO₃计，无机碳源的质量浓度为1500～2000mg/L，pH缓冲试剂的浓度为400～500mg/L，硫磺填充床的水力停留时间为9h，混合废水的进水NO_x ^--N浓度在90±10mg/L。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤S1之前，进行污泥驯化，以硫磺填充床为反应器，pH为7.6～7.9，缺氧条件下重复如下周期：以混合液悬浮固体计，向硫磺填充床污泥浓度为5g/L，空隙率为50％的硫磺填充床反应器中通入人工合成废水，进水自下往上经过硫磺填充床后通过侧边溢流槽溢流至沉淀区后溢流出水；进水流经硫磺填充床的水力停留时间为9h，当进水NO₃ ^--N为90～100mg/L，出水中总氮去除率不小于90％时完成污泥驯化。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，S2中，所述水力停留时间为2～3h。