公布日：2022.11.25
申請日：2022.09.14
分類號：C02F3/28(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種硫自養(yǎng)與異養(yǎng)耦合反硝化的裝置及方法，所述裝置包括反應(yīng)器主體，反應(yīng)器內(nèi)自下而上依次設(shè)置布水層、襯托層、濾料層、反應(yīng)層、沉淀層和出水層；所述濾料層布置有專用濾料，所述專用濾料上附著有硫自養(yǎng)反硝化菌和異養(yǎng)反硝化菌；所述反應(yīng)層為生物反應(yīng)區(qū)，濾料分解出的無機還原物質(zhì)被硫自養(yǎng)脫氮菌吸收作為反硝化電子供體，硝酸鹽作為電子受體進行自養(yǎng)反硝化脫氮；異養(yǎng)反硝化菌以有機碳源作為反硝化的電子供體進行異養(yǎng)反硝化脫氮；本發(fā)明實現(xiàn)了將硫自養(yǎng)和異養(yǎng)進行耦合反硝化，提高了脫氮效率，避免有機碳源投加量控制不當(dāng)會引發(fā)出水COD偏高、污泥產(chǎn)量大等問題。
權(quán)利要求書
1.一種硫自養(yǎng)與異養(yǎng)耦合反硝化的裝置，其特征在于，包括反應(yīng)器主體，反應(yīng)器內(nèi)自下而上依次設(shè)置布水層、襯托層、濾料層、反應(yīng)層、沉淀層和出水層；所述濾料層布置有專用濾料，所述專用濾料上附著有硫自養(yǎng)反硝化菌和異養(yǎng)反硝化菌；所述反應(yīng)層為生物反應(yīng)區(qū)，濾料分解出的無機還原物質(zhì)被硫自養(yǎng)脫氮菌吸收作為反硝化電子供體，硝酸鹽作為電子受體進行自養(yǎng)反硝化脫氮；異養(yǎng)反硝化菌以有機碳源作為反硝化的電子供體進行異養(yǎng)反硝化脫氮。
2.如權(quán)利要求1所述的硫自養(yǎng)與異養(yǎng)耦合反硝化的裝置，其特征在于，所述專用濾料的各組分的質(zhì)量百分比為：硫磺60％-80％，棱鐵礦15％，青石粉10％，活性炭1％-5％，粘合劑5％-10％。
3.如權(quán)利要求1所述的硫自養(yǎng)與異養(yǎng)耦合反硝化的裝置，其特征在于，所述布水層包含布水器和氣反洗管路，布水器用于將水均勻分布流入反應(yīng)器，氣反洗管路用于反洗步驟中的氣體反沖洗。
4.如權(quán)利要求1所述的硫自養(yǎng)與異養(yǎng)耦合反硝化的裝置，其特征在于，所述襯托層布置有鵝卵石，卵石尺寸在5-35mm，用于支撐濾料層。
5.如權(quán)利要求1所述的硫自養(yǎng)與異養(yǎng)耦合反硝化的裝置，其特征在于，所述沉淀層布置有斜管，斜管的傾斜角度為60°。
6.如權(quán)利要求1所述的硫自養(yǎng)與異養(yǎng)耦合反硝化的裝置，其特征在于，所述出水層布置有溢流出水圍堰，圍堰呈鋸齒結(jié)構(gòu)，出水層設(shè)有與圍堰連接的出水管道；進一步地，所述出水管道連接至清水池，管道向上延伸出部分，頂端不做密封以平衡氣壓。
7.如權(quán)利要求1所述的硫自養(yǎng)與異養(yǎng)耦合反硝化的裝置，其特征在于，所述的反應(yīng)器主體底部設(shè)置有排空口，排空口上連接有排空閥和排空管。8.如權(quán)利要求1所述的硫自養(yǎng)與異養(yǎng)耦合反硝化的裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器頂部設(shè)置有硫化氫氣體檢測儀。
9.一種硫自養(yǎng)與異養(yǎng)耦合反硝化的方法，采用如權(quán)利要求1-8任一項所述的硫自養(yǎng)與異養(yǎng)耦合反硝化的裝置來實現(xiàn)，其特征在于，待處理的廢水從反應(yīng)器的底部進入反應(yīng)器的內(nèi)部，在硫自養(yǎng)反硝化菌和異養(yǎng)反硝化菌的協(xié)同反硝化作用下，實現(xiàn)脫氮。
10.如權(quán)利要求9所述的硫自養(yǎng)與異養(yǎng)耦合反硝化的方法，其特征在于，濾料分解出的無機還原物質(zhì)被硫自養(yǎng)脫氮菌吸收作為反硝化電子供體，硝酸鹽作為電子受體進行自養(yǎng)反硝化脫氮；異養(yǎng)反硝化菌以有機碳源作為反硝化的電子供體進行異養(yǎng)反硝化脫氮。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種硫自養(yǎng)與異養(yǎng)耦合反硝化的裝置及方法，將硫自養(yǎng)反硝化和異養(yǎng)反硝化進行耦合，在反應(yīng)過程中不依賴有機碳源，減少了碳源消耗，提高了反應(yīng)效率。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
第一方面，一種硫自養(yǎng)與異養(yǎng)耦合反硝化的裝置，包括反應(yīng)器主體，反應(yīng)器內(nèi)自下而上依次設(shè)置布水層、襯托層、濾料層、反應(yīng)層、沉淀層和出水層；
所述濾料層布置有專用濾料，所述專用濾料上附著有硫自養(yǎng)反硝化菌和異養(yǎng)反硝化菌；
所述反應(yīng)層為生物反應(yīng)區(qū)，濾料分解出的無機還原物質(zhì)被硫自養(yǎng)脫氮菌吸收作為反硝化電子供體，硝酸鹽作為電子受體進行自養(yǎng)反硝化脫氮；異養(yǎng)反硝化菌以有機碳源作為反硝化的電子供體進行異養(yǎng)反硝化脫氮。
進一步地，所述專用濾料的各組分的質(zhì)量百分比為：硫磺60％-80％，棱鐵礦15％，青石粉10％，活性炭1％-5％，粘合劑5％-10％。
進一步地，所述布水層包含布水器和氣反洗管路，布水器用于將水均勻分布流入反應(yīng)器，氣反洗管路用于反洗步驟中的氣體反沖洗。
進一步地，所述襯托層布置有鵝卵石，卵石尺寸在5-35mm，用于支撐濾料層。
進一步地，所述沉淀層布置有斜管，斜管的傾斜角度為60°。
進一步地，所述出水層布置有溢流出水圍堰，圍堰呈鋸齒結(jié)構(gòu)，出水層設(shè)有與圍堰連接的出水管道；所述出水管道連接至清水池，管道向上延伸出部分，頂端不做密封以平衡氣壓。
進一步地，所述的反應(yīng)器主體底部設(shè)置有排空口，排空口上連接有排空閥和排空管。
進一步地，所述反應(yīng)器頂部設(shè)置有硫化氫氣體檢測儀。
第二方面，本發(fā)明提供了一種硫自養(yǎng)與異養(yǎng)耦合反硝化的方法，待處理的廢水從反應(yīng)器的底部進入反應(yīng)器的內(nèi)部，在硫自養(yǎng)反硝化菌和異養(yǎng)反硝化菌的協(xié)同反硝化作用下，實現(xiàn)脫氮。
進一步地，濾料分解出的無機還原物質(zhì)被硫自養(yǎng)脫氮菌吸收作為反硝化電子供體，硝酸鹽作為電子受體進行自養(yǎng)反硝化脫氮；異養(yǎng)反硝化菌以有機碳源作為反硝化的電子供體進行異養(yǎng)反硝化脫氮。
本發(fā)明的技術(shù)特點及有益效果：
1.本發(fā)明采用的脫氮菌為硫自養(yǎng)脫氮菌和鐵自養(yǎng)脫氮菌等多種自養(yǎng)菌，其反硝化的電子供體是硫單質(zhì)和硫化物，來源于濾料的分解，可以節(jié)省碳源投加量，降低運行成本。
2.本發(fā)明的硫自養(yǎng)與異養(yǎng)耦合反硝化的方法，綜合利用了硫自養(yǎng)產(chǎn)酸和異養(yǎng)反硝化產(chǎn)堿這一機制，在反硝化反應(yīng)過程中形成酸堿平衡，不需要額外補充堿度。
3.本發(fā)明的布水器和氣帽是分散式的點狀布水/布氣的結(jié)構(gòu)，布水和布氣均勻，無反應(yīng)死區(qū)。
4.本發(fā)明使用斜管沉淀實現(xiàn)泥水的高效分離，保證菌種和濾料不會流失。
5.本發(fā)明所使用的濾料是硫磺和硫化物加工改良而成的特質(zhì)濾料，粒徑為3-6mm，比重為1.6g/cm3，表面粗糙有孔，便于菌種附著，且不隨水流失。
（發(fā)明人：張超群;安榮坤;陳六根;劉帥;劉洪濤;朱杰高）
