應(yīng)用厭氧膜生物反應(yīng)器對(duì)污水進(jìn)行處理以脫硫除氮的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種應(yīng)用厭氧膜生物反應(yīng)器對(duì)污水進(jìn)行處理以脫硫除氮的方法，其包括：提供一厭氧反應(yīng)器，其中含有包括脫氮硫桿菌的活性污泥；將含有硝酸鹽和/或亞硝酸鹽以及硫化物的待處理污水引入?yún)捬醴磻?yīng)器中，與脫氮硫桿菌相接觸，脫氮硫桿菌利用硝酸鹽為電子受體，將廢水中硫化物氧化為單質(zhì)硫，同時(shí)將硝酸鹽和/或亞硝酸鹽還原為氮?dú)舛コ?；污水在其中的硝酸鹽和/或亞硝酸鹽以及硫化物經(jīng)脫氮硫桿菌脫除后，進(jìn)一步與膜組件中的分離膜接觸，分離膜將絕大部分脫氮硫桿菌以及其他懸浮顆粒物質(zhì)截留，截留的脫氮硫桿菌以及其他懸浮顆粒物質(zhì)保留在反應(yīng)器或返回反應(yīng)器中，濾過液為處理后的水體。本發(fā)明流程簡(jiǎn)單，耗能較少，可高效脫硫除氮。
【專利說明】應(yīng)用厭氧膜生物反應(yīng)器對(duì)污水進(jìn)行處理以脫硫除氮的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種污水處理技術(shù)，具體是指一種應(yīng)用厭氧膜生物反應(yīng)器對(duì)污水進(jìn)行處理以脫硫除氮的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年來含硫含氮的有機(jī)廢水污染日趨嚴(yán)重?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中制藥、發(fā)酵、化工、食品加工、制革廠及采礦等行業(yè)排放的廢水都含有高濃度的硫酸鹽及氨氮的有機(jī)廢水。含氮化合物(如氨氮)能夠加速藻類等水生生物大量繁殖，引發(fā)水體富營(yíng)養(yǎng)化，造成水華、赤潮等現(xiàn)象。含硫化合物(如硫酸鹽)在厭氧條件下能夠被微生物還原為硫化物，不僅引起生物腐蝕，還會(huì)產(chǎn)生有毒有害的硫化氫氣體，對(duì)于有機(jī)污染物以及氮、硫等營(yíng)養(yǎng)鹽的高效去除手段也逐漸成為污水處理領(lǐng)域中的研發(fā)熱點(diǎn)。
[0003]目前，國內(nèi)外對(duì)于高濃度含硫含氮有機(jī)廢水的處理，多采用復(fù)雜的工藝系統(tǒng)進(jìn)行分別脫氮和脫硫。
[0004]傳統(tǒng)的有機(jī)廢水脫氮工藝主要是利用微生物的硝化、反硝化作用，通常采用三級(jí)活性污泥系統(tǒng)，含碳有機(jī)物的氧化和含氮有機(jī)物的氨化、氨氮的硝化及硝酸鹽的反硝化分別在三個(gè)構(gòu)筑物內(nèi)進(jìn)行，并維持各自獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)。如圖1所示，其為現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的硝化-反硝化脫氮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該系統(tǒng)包括:
[0005]a)曝氣池:
[0006]待處理原廢水首先進(jìn)入曝氣池，在好氧條件下，通過異養(yǎng)型BOD氧化菌作用氧化有機(jī)物(BOD)；
[0007]b )硝化池(生物硝化反應(yīng)器):
[0008]曝氣池處理的廢水經(jīng)沉淀池沉淀污泥后，進(jìn)入硝化池，在好氧條件下通過亞硝酸鹽菌和硝酸鹽菌的作用，將廢水中的氨氮氧化成亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮；
[0009]c)反硝化反應(yīng)器(生物反硝化反應(yīng)器):
[0010]硝化池處理的廢水經(jīng)沉淀污泥后，進(jìn)入反硝化反應(yīng)器，在缺氧條件下由于兼性脫氮菌(反硝化菌)的作用，將廢水亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮還原成氮?dú)狻?br> [0011]上述生物脫氮工藝中，由于不同的菌群對(duì)環(huán)境要求不同(溶解氧、堿度)及相互對(duì)基質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)，為穩(wěn)定脫氮功能，異養(yǎng)型BOD氧化菌、亞硝酸鹽菌和硝酸鹽菌、反硝化菌的作用需要分別在不同的反應(yīng)池中進(jìn)行，這種處理方式工藝流程長(zhǎng)，操作控制復(fù)雜，系統(tǒng)占地面積大，能耗高，并需要額外投加有機(jī)物如甲醇，無疑大幅增加工藝運(yùn)行成本，且處理效率不聞。
[0012]傳統(tǒng)的有機(jī)廢水脫硫工藝主要采用`先經(jīng)硫酸鹽還原生成硫化物、之后去除硫化物以達(dá)到脫硫目的的工藝。其中:
[0013]硫酸鹽還原主要是在厭氧條件下，在硫酸鹽還原細(xì)菌(SRB)的作用下，將廢水中的硫酸根還原為硫化物；反應(yīng)過程如下所示:
[0014]
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用厭氧膜生物反應(yīng)器對(duì)污水進(jìn)行處理以脫硫除氮的方法，該方法包括以下步驟: 提供一厭氧反應(yīng)器，該厭氧反應(yīng)器中含有包括脫氮硫桿菌的活性污泥； 將含有硝酸鹽和/或亞硝酸鹽以及硫化物的待處理污水引入所述厭氧反應(yīng)器中，與厭氧反應(yīng)器中的脫氮硫桿菌相接觸，脫氮硫桿菌利用硝酸鹽為電子受體，將廢水中硫化物氧化為單質(zhì)硫，同時(shí)將硝酸鹽和/或亞硝酸鹽還原為氮?dú)舛コ? 污水在其中的硝酸鹽和/或亞硝酸鹽以及硫化物經(jīng)脫氮硫桿菌脫除后，進(jìn)一步與一膜組件中的分離膜接觸，分離膜將絕大部分脫氮硫桿菌以及其他懸浮顆粒物質(zhì)截留，截留的脫氮硫桿菌以及其他懸浮顆粒物質(zhì)保留在反應(yīng)器或返回反應(yīng)器中，濾過液為處理后的水體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，利用厭氧反應(yīng)器內(nèi)污泥與硫單質(zhì)的密度差以及氮?dú)獾姆诌x作用，使單質(zhì)硫沉積在厭氧反應(yīng)器底部，在達(dá)到一定的濃度后可以回收。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括: 設(shè)置氣體內(nèi)循環(huán)通路，利用脫氮硫桿菌反應(yīng)產(chǎn)生的氮?dú)庾鳛閰捬鯕怏w來源，以循環(huán)方式從厭氧反應(yīng)器頂部空間由曝氣設(shè)備抽出，或由射流器吸出，氣體或氣液混合流經(jīng)由膜組件下方的膜曝氣清洗分配器對(duì)膜組件進(jìn)行有效擦洗，而后氣體由循環(huán)管道從膜組件返回厭氧反應(yīng)器，或直接進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器，多余的氣體直接排放或儲(chǔ)存到特定的氣體容器中作為備用氣體，氣體儲(chǔ)罐中的壓力達(dá)到一定限值時(shí)壓力閥打開排放氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，在氣體內(nèi)循環(huán)通路上設(shè)置吸收塔，對(duì)內(nèi)循環(huán)氣體中的硫化氫和/或氨氣，以降低硫化氫和/或氨氣對(duì)反應(yīng)器內(nèi)厭氧生物的抑制作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有攪拌裝置，控制攪拌速率低于60rpmo
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述分離膜為微濾膜或超濾膜，其膜類型為中空纖維膜或平板膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述膜組件設(shè)置在厭氧反應(yīng)器外。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述膜組件浸沒于厭氧反應(yīng)器中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，利用溫度、ORP、pH傳感器監(jiān)控厭氧反應(yīng)器反應(yīng)環(huán)境變化，優(yōu)選地，控制反應(yīng)器內(nèi)溫度28~30°C、0RP小于-200mV、pH6.5~7.5，水力停留時(shí)間1~1.5h ; 更優(yōu)選地，反應(yīng)器內(nèi)活性污泥為厭氧顆粒污泥，初始投加量為10~15g/L。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，利用跨膜壓差計(jì)/探頭監(jiān)測(cè)膜組件的跨膜壓力差；優(yōu)選控制跨膜壓差應(yīng)不低于-30kPa。
【文檔編號(hào)】C02F3/28GK103588296SQ201310589503
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】王悅超, 陳靜 申請(qǐng)人:樂金電子研發(fā)中心(上海)有限公司