一种对低盐低C/N废水高效脱氮的新技术的制作方法

一种对低盐低c/n废水高效脱氮的新技术
技术领域
1.本发明涉及生物脱氮技术领域，尤其涉及一种对低盐低c/n废水高效脱氮的新技术。


背景技术：

2.传统生物脱氮工艺采用硝化和反硝化工艺，存在污泥产量高，需外加碳源和运行成本高等缺点。硫自养反硝化的原理是一些无机化能营养型、光能营养型的硫氧化细菌可在缺氧或厌氧条件下利用还原态硫(s0、s
2-、s2o
32-等)作为电子供体，通过对还原态硫进行氧化获取能量，同时以硝酸盐为电子受体，将其还原为氮气，利用无机碳(如co
32-、hco
3-)合成细胞，从而实现自养反硝化过程。硫自养反硝技术具有无需添加外部碳源和污泥产量低等优点。
3.元素硫(s0)作为地球上硫循环中的中心中间体，相比于其他硫中间体(如硫化物、硫代硫酸盐和硫酸盐)具有一些优势：(1)是地球上丰富的资源；(2)具有多功能性，允许氧化和还原；(3)固态时，储存更安全，运输成本低。因此，在过去几十年中，已经广泛报道利用s0还原和氧化特性来处理废水。应用包括s0驱动的自养反硝化(s0ad)，是由一些s0氧化菌(s0ob)来介导的。并且在常见的还原态硫中，硫化物会抑制水生微生物的活性，硫代硫酸盐的制备复杂，而单质硫具有无毒、不溶于水和经济有效等特点，有较好的应用前景。
4.目前以单质硫作为电子供体的硫自养反硝化技术已被大量应用，但是反应有着启动时间慢、稳定性不高、脱氮效率不理想、耐盐性一般等缺点。因此，开发出一项快速启动、稳定性好、脱氮效果优良、耐盐的体系是硫自养反硝化技术研究的重点，需要一种对低盐低c/n废水高效脱氮的新技术。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种对低盐低c/n废水高效脱氮的新技术，解决现有启动时间慢、稳定性不高、脱氮效率不理想、耐盐性一般的技术问题。本发明通过生物挂膜法启动反应器，通入人工配水，形成良好的自养/异养协同反硝化作用系统，在hrt为4h时，对30mg/l硝态氮的去除效果可以达到96％，在2％低盐条件下，体系并无抑制作用，正常高效运行；具有快速启动、耐低盐、脱氮效果优异、体系稳定的特点。
6.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
7.一种对低盐低c/n废水高效脱氮的新技术，包括以下步骤：
8.(1)反应器的选用：选用圆柱形升流式反硝化生物反应器，反应器的材质为有机玻璃，反应器的内径为8.6cm，反应器的外径为9.6cm，反应器的高度为90cm，反应器的有效容积为4l，反应器内设置有填料和人工配制废水，填料的高度为22.5cm，水的容积为2.2l；
9.(2)反应器的启动：采用生物挂膜法启动反应器，通过监测反应器内出水水质及反应器的运行效果来探究反应器启动情况，反应器启动污泥取自生活污水活性污泥，通过每天检测出水no
3-，no
2-，tn等指标的浓度，连续一周测定no
3-、tn的去除效果达到90％以上，并
4mm，石灰石颗粒的粒径为2-3mm；采用上流式进水运行方式，粒径越小填料的比表面积越大，微生物可以附着在硫磺和石灰石填料上，同时通过消耗硫磺产生能量，一部分来实现脱氮的过程，一部分用于细菌自身生长。
27.(2)反应器的启动：采用生物挂膜法启动反应器，通过监测反应器内出水水质及反应器的运行效果来探究反应器启动情况，反应器启动污泥取自生活污水活性污泥，通过每天检测出水no
3-，no
2-，tn等指标的浓度，连续一周测定no
3-、tn的去除效果达到90％以上，并且无no
2-积累，能看到有明显的生物膜附着，表明反应器启动成功；驯化废水的指标浓度为：no
3-‑
n＝20mg/l，no
2-‑
n＝9mg/l，nh
4 -n＝3mg/l，tn＝30mg/l，cod＝30mg/l，ph值为7.5；反应器启动用水量为：0-7天hrt为10h，7-15天hrt为7h；接种废水中含有大量各种微生物，可以缩短微生物的培养和驯化时间。
28.(3)反应器的稳定运行阶段：反应器稳定运行阶段进水采用人工配制废水，废水配方为：每1l自来水，加入0.033g葡萄糖、0.182g硝酸钠、0.0045g磷酸二氢钾和微量元素营养液1ml/l，在0-5天设定hrt为10h，5-10天设定hrt为7h，10-25天设定hrt为4h，在hrt为4h期间，对no
3-、tn去除效果可达95％，并且无no
2-、nh
4
积累，实现了快速启动，系统稳定运行；废水水质的指标浓度为：cod＝30
±
2mg/l，po
43-＝1
±
0.2mg/l，no
3-＝30
±
1mg/l，ph值为7.0-7.2。在加入了葡萄糖有机碳源后，体系能够很好的适应人工配水，微生物生长迅速，脱氮效果良好，相比常规的异养反硝化工艺节约了碳源，减少污泥排放和二次污染，还形成良好的硫自养/异养协同反硝化作用系统；硫自养反硝化与异养反硝化耦合优势在于：
①
可减少碱度的投加，降低成本；
②
在碳源强化下，异养反硝化反应承担部分no
3-‑
n负荷，不仅有效提高了反硝化效率，同时也保证了出水有机物含量较低。
29.(4)在稳定运行15天后，向配水中加入2g/l的nacl，观察硫自养/异养协同体系在低盐条件下是否对脱氮效率有抑制，结果表明低盐对于本反应体系并无影响，体系正常运行，对no
3-n、tn去除效果可达96％。
30.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种对低盐低c/n废水高效脱氮的新技术，其特征在于：包括以下步骤：(1)反应器的选用：选用圆柱形升流式反硝化生物反应器，反应器的材质为有机玻璃，反应器的内径为8.6cm，反应器的外径为9.6cm，反应器的高度为90cm，反应器的有效容积为4l，反应器内设置有填料和人工配制废水，填料的高度为22.5cm，水的容积为2.2l；(2)反应器的启动：采用生物挂膜法启动反应器，通过监测反应器内出水水质及反应器的运行效果来探究反应器启动情况，反应器启动污泥取自生活污水活性污泥，通过每天检测出水no
3-，no
2-，tn等指标的浓度，连续一周测定no
3-、tn的去除效果达到90％以上，并且无no
2-积累，能看到有明显的生物膜附着，表明反应器启动成功；(3)反应器的稳定运行阶段：反应器稳定运行阶段进水采用人工配制废水，废水配方为：每1l自来水，加入0.033g葡萄糖、0.182g硝酸钠、0.0045g磷酸二氢钾和微量元素营养液1ml/l，在0-5天设定hrt为10小时，5-10天设定hrt为7h，10-25天设定hrt为4h，在hrt为4h期间，对no
3-、tn去除效果可达95％，且无no
2-、nh
4
积累，实现了快速启动，系统稳定运行；(4)在稳定运行15天后，向配水中加入2g/l的nacl，观察硫自养/异养协同体系在低盐条件下是否对脱氮效率有抑制，结果表明低盐对于本反应体系并无影响，体系正常运行，对no
3-n、tn去除效率达到96％。2.根据权利要求1所述的一种对低盐低c/n废水高效脱氮的新技术，其特征在于：在步骤(1)中，反应器内的填料为硫磺和石灰石颗粒，硫磺和石灰石颗粒的体积比为1：1，硫磺的粒径为3-4mm，石灰石颗粒的粒径为2-3mm。3.根据权利要求1所述的一种对低盐低c/n废水高效脱氮的新技术，其特征在于：在步骤(2)中，驯化废水的指标浓度为：no
3-‑
n＝20mg/l，no
2-‑
n＝9mg/l，nh
4 -n＝3mg/l，tn＝30mg/l，cod＝30mg/l，ph值为7.5。4.根据权利要求1所述的一种对低盐低c/n废水高效脱氮的新技术，其特征在于：在步骤(2)中，反应器启动用水量为：0-7天hrt为10h，7-15天hrt为7h。5.根据权利要求1所述的一种对低盐低c/n废水高效脱氮的新技术，其特征在于：在步骤(3)中，废水水质的指标浓度为：cod＝30
±
2mg/l，po
43-＝1
±
0.2mg/l，no
3-＝30
±
1mg/l，ph值为7.0-7.2。

技术总结
本发明提供一种对低盐低C/N废水高效脱氮的新技术，属于生物脱氮技术领域，通过生物挂膜法快速启动硫自养反硝化反应器，通入人工配制废水，在废水中加入少量的葡萄糖后，体系能够很好的适应人工配制废水，微生物生长迅速，脱氮效果良好。相比常规的异养反硝化工艺既节约了碳源，减少污泥排放和二次污染，还形成良好的硫自养/异养协同反硝化作用系统；在设定HRT为4h的时候，对30mg/L的硝态氮去除效果可以达到96％，体系稳定高效；在加入2g/L的低盐条件下，体系并无抑制作用，正常高效运行；该技术成本低廉，操作简便，脱氮效果显著，可以大规模应用。模应用。模应用。


技术研发人员：陆立海 黄雪娇 谢春敏 刘熹 熊建华 樊文杰 江赵洁 韦海浪 刘俊超
受保护的技术使用者：广西博世科环保科技股份有限公司
技术研发日：2022.11.09
技术公布日：2023/2/3