專利名稱：黃鐵礦作為生化填料脫氮除磷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種去除廢水中氮磷的方法，更具體的說是用黃鐵礦作為生化填料脫 氮除磷的方法。
背景技術(shù)：
由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活水平的提高，城市化進(jìn)程的加快，大量的N、P等營養(yǎng)物質(zhì)隨 河流進(jìn)入湖泊、水庫和海洋，引起日益嚴(yán)重的水體富營養(yǎng)化問題。目前迫切需要經(jīng)濟(jì)可行的 脫氮除磷技術(shù)控制外源性N、P營養(yǎng)物質(zhì)的輸入，減少湖泊、水庫等水體中N、P的濃度，控制 水體富營養(yǎng)化的進(jìn)程。同步脫氮除磷是現(xiàn)代廢水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。研究和應(yīng)用較多的是生物同步脫 氮除磷技術(shù)，如A2/0工藝、氧化溝工藝、SBR工藝、Phostrip工藝、改良UCT工藝等等。由 于它們將眾多復(fù)雜生物過程耦合于一個(gè)系統(tǒng)中，同時(shí)完成有機(jī)物去除、脫氮除磷過程，因而 不可避免地會(huì)產(chǎn)生各過程間的矛盾關(guān)系，如聚磷菌與硝化菌對(duì)DO、泥齡的競(jìng)爭(zhēng)、聚磷菌與反 硝化菌對(duì)碳源的競(jìng)爭(zhēng)等。因此其同步脫氮除磷效果并不理想。鑒于傳統(tǒng)的生物脫氮與生物 除磷之間的矛盾和沖突，當(dāng)對(duì)污水處理出水中的氮磷要求嚴(yán)格時(shí)，國外污水處理廠主要采 用生物脫氮加化學(xué)除磷工藝，犧牲成本換取出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。我國也有許多生物脫氮與化學(xué) 除磷結(jié)合的研究，如生物濾池脫氮、活性污泥法等與投加混凝劑除磷結(jié)合，脫氮除磷效果很 好。可見生物脫氮與化學(xué)除磷結(jié)合是獲得良好的脫氮除磷效果的重要途徑。鑒于傳統(tǒng)的生物異養(yǎng)反硝化脫氮存在的一些問題，近一些年來硫自養(yǎng)反硝化脫氮 越來越受到重視。硫自養(yǎng)反硝化脫氮有兩大優(yōu)點(diǎn)1)不需要外加碳源，可以減少成本，降低 工藝的風(fēng)險(xiǎn)；2)產(chǎn)生的污泥量少，減少了污泥的處理。硫自養(yǎng)反硝化是脫氮硫桿菌等細(xì)菌以硫化物為電子給體，以N02_和N03_為電子受 體進(jìn)行自養(yǎng)反硝化，將水中的N02_和N03_還原為N2。自1978年以來，以硫磺為硫源的硫自 養(yǎng)反硝化受到廣泛研究。國內(nèi)外研究最多的是硫磺/石灰石自養(yǎng)反硝化(SLAD)系統(tǒng)。石 灰石主要用來中和硫自養(yǎng)反硝化過程中所產(chǎn)生的酸，也可為細(xì)菌提供無機(jī)碳源。SLAD系統(tǒng) 最開始用來處理地下水，以后逐步推廣到地表水、污水廠二級(jí)出水、垃圾填埋場(chǎng)滲濾液等， 其適應(yīng)性強(qiáng)，脫氮效果非常好。然而SLAD系統(tǒng)也存在其自身的缺點(diǎn)，主要是消耗大量的石 灰石，出水硬度和硫酸鹽濃度高。雖然在脫氮過程中有較多的Ca2+產(chǎn)生，但是由于水的pH 在7左右，因而SLAD并沒有很好的除磷效果。有研究發(fā)現(xiàn)脫氮硫桿菌可以利用不同的硫化物作為硫源進(jìn)行自養(yǎng)反硝化，以S和 FeS2為硫源的反硝化脫氮的反應(yīng)式如下
權(quán)利要求
一種黃鐵礦作為生化填料脫氮除磷的方法，其步驟為(1)反應(yīng)器填料制備將粒徑＜25mm的黃鐵礦與粒徑＜25mm的石灰石、方解石或白云石按重量比3~101混合均勻后，直接置于反應(yīng)器中；(2)反應(yīng)器的啟動(dòng)以厭氧污泥為菌種，利用脫氮硫桿菌培養(yǎng)液培養(yǎng)微生物，并使所培養(yǎng)微生物在填料表面形成生物膜，當(dāng)脫氮效果保持穩(wěn)定時(shí)，完成啟動(dòng)；(3)反應(yīng)器的運(yùn)行向完成啟動(dòng)的反應(yīng)器中通入待處理水，使微生物與處理水充分接觸，進(jìn)水pH值為5~9，反應(yīng)溫度控制為20~40℃，處理后的廢水排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃鐵礦作為填料脫氮除磷的方法，其特征在于步驟(1)中所 述的填料是黃鐵礦和石灰石按重量比為3 10 1的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中任一項(xiàng)所述的黃鐵礦作為生化填料脫氮除磷的方法，其特征在于 步驟(2)中脫氮硫桿菌培養(yǎng)液成分為=Na2S2O3 ·5Η20 0.5 g/L、KN03 0.2 g/L,KH2PO4 0.2 g/ L、NaHCO3 0.1 g/L、MgCl2. 6H20 0. 05 g/L、NH4Cl 0. 05 g/L、FeSO4 · 7H20 0.001 g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求廣3中任一項(xiàng)所述的黃鐵礦作為生化填料脫氮除磷的方法，其特征在 于步驟(2)中，反應(yīng)器的啟動(dòng)分為三個(gè)階段先將污水廠的厭氧污泥接種到反應(yīng)器中，向反應(yīng)器中通入脫氮硫桿菌培養(yǎng)液，設(shè)定水 力停留時(shí)間為8h定期檢測(cè)Ν03_-Ν濃度，連續(xù)3次測(cè)得Ν03_-Ν有去除率達(dá)到60%以上且運(yùn)行 穩(wěn)定，則認(rèn)為反應(yīng)器啟動(dòng)成功；然后將脫氮硫桿菌培養(yǎng)液中的硫代硫酸鈉濃度降低到a階段的50%，繼續(xù)馴化直到生 物膜再次生長成熟；最后繼續(xù)通入不含硫代硫酸鈉的脫氮硫桿菌培養(yǎng)液，并延長水力停留時(shí)間至5d，使微 生物能夠利用濾池中的黃鐵礦為硫源進(jìn)行生長繁殖，并最終使生物膜生長穩(wěn)定，完成啟動(dòng) 階段。
全文摘要
本發(fā)明公開了黃鐵礦作為生化填料脫氮除磷的方法，屬于低碳氮比污水的同步脫氮除磷領(lǐng)域?；驹硎敲摰驐U菌利用黃鐵礦中的硫作為能源進(jìn)行自養(yǎng)反硝化，而反硝化過程中產(chǎn)生的亞鐵離子與鐵離子用來與磷酸根形成沉淀除磷，從而實(shí)現(xiàn)了脫氮除磷一體化。其步驟包括反應(yīng)器填料制備、反應(yīng)器的啟動(dòng)和反應(yīng)器的運(yùn)行三個(gè)階段。本發(fā)明的方法具有處理效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、污泥產(chǎn)量低的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的反應(yīng)器具有占地面積小和操作方便的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明可連續(xù)運(yùn)行，在處理廢水的構(gòu)成中可單獨(dú)使用，也可作為處理系統(tǒng)的一個(gè)處理單元使用。
文檔編號(hào)C02F3/28GK101973629SQ201010524339
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者劉波, 李睿華, 牛建敏, 袁玉玲 申請(qǐng)人:南京大學(xué)