一种硫自养菌和异养菌耦合的反硝化脱氮方法论文和设计-陈家轲

全文摘要

本发明涉及一种硫自养菌和异养菌耦合的反硝化脱氮方法，它包括以下浓度的组分：(a)向含有低碳氮比废水的反应器中注入接种污泥，使接种污泥浓度为2.5‑5g\/L且VSS和SS的比值为0.75‑0.8；(b)向所述废水中投加初始浓度为8～15g\/L的亲水性硫粉，按碳酸氢钠和硝态氮的比值为5～8投加碳酸氢钠，并按硫粉和硝态氮的比值为2～3投加硫粉；(c)于pH6.5‑7.5、溶解氧0.2～0.5mg\/L条件下经历过30～40天的启动期即可。克服了传统使用脱氮自养硫杆菌进行脱氮处理方法中需要额外投加碳源，存在碳源过量会导致COD超标，碳源不足会导致脱氮效率低下，出水总氮不达标的问题。

主设计要求

1.一种硫自养菌和异养菌耦合的反硝化脱氮方法，其特征在于，它包括以下步骤：(a)向含有低碳氮比废水的反应器中注入接种污泥，使接种污泥浓度为2.5-5g\/L且VSS和SS的比值为0.75-0.8；(b)向所述废水中投加初始浓度为8～15g\/L的亲水性硫粉，按碳酸氢钠和硝态氮的比值为5～8投加碳酸氢钠，并按硫粉和硝态氮的比值为2～3投加硫粉；(c)于pH6.5-7.5、溶解氧0.2～0.5mg\/L条件下经历过30～40天的启动期即可。

设计方案

1.一种硫自养菌和异养菌耦合的反硝化脱氮方法，其特征在于，它包括以下步骤：

(a)向含有低碳氮比废水的反应器中注入接种污泥，使接种污泥浓度为2.5-5g\/L且VSS和SS的比值为0.75-0.8；

(b)向所述废水中投加初始浓度为8～15g\/L的亲水性硫粉，按碳酸氢钠和硝态氮的比值为5～8投加碳酸氢钠，并按硫粉和硝态氮的比值为2～3投加硫粉；

(c)于pH 6.5-7.5、溶解氧0.2～0.5mg\/L条件下经历过30～40天的启动期即可。

2.根据权利要求1所述硫自养菌和异养菌耦合的反硝化脱氮方法，其特征在于：步骤(a)中，所述废水中碳元素和氮元素的质量比为0.5～1.5：1。

3.根据权利要求1或2所述硫自养菌和异养菌耦合的反硝化脱氮方法，其特征在于：步骤(a)中，所述废水中硝态氮浓度为30～80mg\/L。

4.根据权利要求1所述硫自养菌和异养菌耦合的反硝化脱氮方法，其特征在于：步骤(a)中，所述接种污泥为A2\/O工艺厌氧池污泥。

5.根据权利要求1或4所述硫自养菌和异养菌耦合的反硝化脱氮方法，其特征在于：步骤(a)中，所述接种污泥为平均粒径为50-300μm的污泥或者1000μm及以上的颗粒状污泥；且密度为1.01-1.03g\/L。

设计说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，涉及一种反硝化脱氮方，具体涉及一种硫自养菌和异养菌耦合的反硝化脱氮方法。

背景技术

近年来，水体富营养化成为一个全球性问题，总氮超标是水体富营养化的元凶之一，解决总氮问题迫在眉睫。国家现执行的排放标准为一级A标准，规定了总氮出水指标<15mg\/L，而在一些特殊地区比如北京和江浙则规定了总氮出水要小于特别排放限值的10mg\/L，在某些地区如滇池甚至提出了总氮达到地表IV类水标准，因此在传统的污水处理方法之后对总氮进行深度处理是一个较大的需求。

现有的传统污水处理方法为异养反硝化，传统的生物脱氮工艺如A2\/O等主要靠的是内回流来进行脱氮，内循环量一般为100％-200％。脱氮效率难以进一步提高，且动力成本较高。现有的深度处理方法以反硝化深床滤池为主，但是滤池具有占地面积大、需要额外投加碳源而增加了运行成本、脱氮效率低下等缺点。故需要与硫自养反硝化耦合来达到出水达标的目的。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种硫自养菌和异养菌耦合的反硝化脱氮方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种硫自养菌和异养菌耦合的反硝化脱氮方法，包括以下步骤：

(a)向含有低碳氮比废水的反应器中注入接种污泥，使接种污泥浓度为2.5-5g\/L且VSS和SS的比值为0.75-0.8；

(b)向所述废水中投加初始浓度为8～15g\/L的亲水性硫粉，按碳酸氢钠和硝态氮的比值为5～8投加碳酸氢钠，并按硫粉和硝态氮的比值为2～3投加硫粉；

(c)于pH 6.5-7.5、溶解氧0.2～0.5mg\/L条件下经历过30～40天的启动期即可。

优化地，步骤(a)中，所述废水中COD和氮元素的质量比为0.5～1.5：1。

进一步地，步骤(a)中，所述废水中硝态氮浓度为30～80mg\/L。

优化地，步骤(a)中，所述接种污泥为A2\/O工艺厌氧池污泥。

进一步地，步骤(a)中，所述接种污泥为平均粒径为50-300μm的污泥或者1000μm及以上的颗粒状污泥；且密度为1.01-1.03g\/L。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明硫自养菌和异养菌耦合的反硝化脱氮方法，通过向反应器中注入特定的接种污泥和特定种类和含量的培养组分，能够保证出水稳定达标，较传统反硝化滤池运行成本节约40％，投资成本节约10％。总氮对于处理后的污水，出水总氮指标稳定小于特别排放限值(10mg\/L)，极限处理效果出水总氮小于1.5mg\/L(达到地表IV类水标准)，保证稳定达标，对于改善水体环境和减轻地表水负荷具有重大意义；克服了传统使用脱氮自养硫杆菌进行脱氮处理方法中需要额外投加碳源，存在碳源过量会导致COD超标，碳源不足会导致脱氮效率低下，出水总氮不达标的问题。

具体实施方式

本发明硫自养菌和异养菌耦合的反硝化脱氮方法，它包括以下步骤：(a)向含有低碳氮比废水的反应器中注入接种污泥，使接种污泥浓度为2.5-5g\/L且VSS和SS的比值为0.75-0.8；(b)向所述废水中投加初始浓度为8～15g\/L的亲水性硫粉，按碳酸氢钠和硝态氮的比值为5～8投加碳酸氢钠，并按硫粉和硝态氮的比值为2～3投加硫粉；(c)于pH 6.5-7.5、溶解氧0.2～0.5mg\/L条件下经历过30～40天的启动期即可通过向反应器中注入特定的接种污泥和特定种类和含量的培养组分，能够保证出水稳定达标，较传统反硝化滤池运行成本节约40％，投资成本节约10％。总氮对于处理后的污水，出水总氮指标稳定小于特别排放限值(10mg\/L)，极限处理效果出水总氮小于1.5mg\/L(达到地表IV类水标准)，保证稳定达标，对于改善水体环境和减轻地表水负荷具有重大意义；克服了传统使用脱氮自养硫杆菌进行脱氮处理方法中需要额外投加碳源，存在碳源过量会导致COD超标，碳源不足会导致脱氮效率低下，出水总氮不达标的问题。

步骤(a)中，所述废水中碳元素和氮元素的质量比为0.5～1.5：1；具体地，所述废水中硝态氮浓度为30～80mg\/L。步骤(a)中，所述接种污泥为A2\/O工艺厌氧池污泥；具体地，所述接种污泥为平均粒径为50-300μm的污泥或者1000μm及以上的颗粒状污泥；且密度为1.01-1.03g\/L。

下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明：

实施例1

本实施例提供一种硫自养菌和异养菌耦合的反硝化脱氮方法，它包括以下步骤：

(a)向反应器(该反应器的进水为低碳氮比废水，进水硝态氮(即TN，硝酸钠中氮的质量)浓度为50mg\/L、COD浓度为50mg\/L)中注入接种污泥(A^{2<\/sup>\/O工艺厌氧池污泥，呈黑色絮状，可能有部分颗粒化污泥，平均粒径50～300μm，具有粘性和刺激性气味，密度1.01～1.03g\/L)，使得反应器中污泥浓度约2.5g\/L，VSS和SS比值约为0.75-0.8)，}

(b)向废水中投加初始浓度为10g\/L的400目亲水性硫粉，按碳酸氢钠和硝酸钠中N元素的质量比值为7.5投加碳酸氢钠，并按硫粉和硝酸钠中N元素的质量比值为2.5投加硫粉；

(c)于pH 6.5-7.5、溶解氧(DO)0.2～0.5mg\/L条件下经历过30～40天的启动期即可，这样反应器中异养反硝化作用约占比20％，自养反硝化作用约占比80％。

随后用C\/N比为1，即COD和硝酸钠中氮的浓度均为50mg\/L、100mg\/L、150mg\/L的模拟废水检验，看COD和TN指标是否能达标来验证。

实施例2

本实施例提供一种硫自养菌和异养菌耦合的反硝化脱氮方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：步骤(b)中，向废水中投加初始浓度为8g\/L的400目亲水性硫粉，按碳酸氢钠和硝态氮的比值为5投加碳酸氢钠，并按硫粉和硝态氮的比值为2投加硫粉。

实施例3

本实施例提供一种硫自养菌和异养菌耦合的反硝化脱氮方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：步骤(b)中，向废水中投加初始浓度为15g\/L的400目亲水性硫粉，按碳酸氢钠和硝态氮的比值为8投加碳酸氢钠，并按硫粉和硝态氮的比值为3投加硫粉。

实施例4

本实施例提供一种硫自养菌和异养菌耦合的反硝化脱氮方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：步骤(a)中，加入的污泥为粒径约1000μm的颗粒状污。

对比例1

本实施例提供一种硫自养菌和异养菌耦合的反硝化脱氮方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：步骤(a)中，加入的不是A^{2<\/sup>\/O工艺厌氧池污泥，而是常规的厌氧段絮状活性污泥。}

对比例2

本实施例提供一种硫自养菌和异养菌耦合的反硝化脱氮方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：步骤(b)中，未加入亲水硫粉。

向实施例1-4、对比例1-2中培养完成的反应器分别注入以下模拟污水(以硝酸钠为氮源，以乙酸钠为COD源)，测试去除效果，结果见表1。

表1实施例1-4、对比例1-2中培养完成反应器对模拟污水的处理效果表

从表1中可以看出，总氮的去除率和硫粉投加量正相关，这是因为硫粉浓度高的情况下脱氮硫杆菌生长较快，脱氮负荷较高；接种污泥的种类没有太大关系，因为驯化之后的污泥组成几乎倾向于一致；不投加硫粉时，污泥内的菌种仅为异养菌，脱氮负荷效率低下，去除率很低。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

设计图

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