本發(fā)明涉及一種含氮含硫廢水處理方法。

背景技術(shù)：

EGSB是在上流式厭氧污泥床(UASB)反應(yīng)器的研究成果的基礎(chǔ)上，開發(fā)的第三代超高效厭氧反應(yīng)器，該種類型反應(yīng)器除具有UASB反應(yīng)器的全部特性外，還具有以下特征：即:①高的液體表面上升流速和COD去除負荷；②厭氧污泥顆粒粒徑較大，反應(yīng)器抗沖擊負荷能力強；③反應(yīng)器為塔形結(jié)構(gòu)設(shè)計，具有較高的高徑比，占地面積??；④可用于SS含量高的和對微生物有毒性的廢水處理；⑤主要用于高濃度有機廢水處理。

EGSB的構(gòu)造與UASB反應(yīng)器有相似之處，可以分為進水配水系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)、三相分離區(qū)和出水渠系統(tǒng)。與UASB反應(yīng)器不同之處是，EGSB反應(yīng)器設(shè)有專門的出水回流系統(tǒng)。EGSB反應(yīng)器一般為圓柱狀塔形，特點是具有很大的高徑比，一般可達3～5，生產(chǎn)裝置反應(yīng)器的高度可達15～20米。顆粒污泥的膨脹床改善了廢水中有機物與微生物之間的接觸，強化了傳質(zhì)效果，提高了反應(yīng)器的生化反應(yīng)速度，從而大大提高了反應(yīng)器的處理效能。

由于國內(nèi)普遍采用EGSB的布水技術(shù)存在一定缺陷，往往會導(dǎo)致反應(yīng)器中因布水不均等原因?qū)е碌摹八绤^(qū)”，從而影響反應(yīng)器處理效能。而為保證EGSB反應(yīng)器內(nèi)污泥顆粒不被破壞，污泥分層穩(wěn)定，通常其上升流速不會太快，導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)生物量分布不均，下層生物量極大而上層往往很少，這在一定程度上影響了反應(yīng)器的處理效率。此外，傳統(tǒng)EGSB處理含碳、氮、硫廢水時，出水中硫化物濃度較高，會造成二次污染，難以達標(biāo)排放。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的現(xiàn)有EGSB存在生物量分布不均，下層生物量極大而上層往往很少，影響反應(yīng)器的處理效率的問題，而提供一基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器處理含氮含硫廢水的方法。

一種基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器處理含氮含硫廢水的方法，具體是按以下步驟完成的：

一、啟動階段：

將污泥接種于基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)內(nèi)，將啟動污水注入基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)中，啟動曝氣裝置，控制曝氣 速率為純氧4mL/min，水力停留時間為18h，回流比6:1，連續(xù)運行50天，即完成基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器的啟動；

二、處理階段：

將含氮含硫廢水注入基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)中，控制曝氣速率為純氧4mL/min，水力停留時間為18h，回流比6:1，即實現(xiàn)基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器處理含氮含硫廢水；

步驟一中所述的啟動污水中硫酸鹽濃度為1000mg/L，硝酸鹽濃度為500mg/L，COD為3000mg/L；

所述的基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器包括進水系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)、三相分離區(qū)、出水堰、出水回流系統(tǒng)和微氧曝氣系統(tǒng)，所述的微氧曝氣系統(tǒng)包括曝氣裝置和固定法蘭盤；所述的曝氣裝置設(shè)置在反應(yīng)區(qū)內(nèi)底部，利用固定法蘭盤將曝氣裝置與反應(yīng)區(qū)的側(cè)壁固定在一起；所述的反應(yīng)區(qū)頂部設(shè)置固定桿，固定桿上懸掛硬質(zhì)填料。

本發(fā)明優(yōu)點：

與傳統(tǒng)EGSB反應(yīng)器相比，一、本發(fā)明采用的基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器中設(shè)置填料，由于填料為多孔結(jié)構(gòu)，當(dāng)水中COD足夠時，填料上可以附著生物膜，從而增加反應(yīng)器中的生物量，提高污水處理效率；由于填料上附著的生物膜為固定型微生物，可以避免反應(yīng)器因受負荷、環(huán)境條件等因素的改變而受到?jīng)_擊后造成的生物量嚴重流失，從而一定程度上提高了反應(yīng)器的耐沖擊負荷，增強其運行穩(wěn)定性，同時由于填料排布情況為大小交替排布，增加了反應(yīng)器中的紊流情況，提高傳質(zhì)速率，使污水處理效率進一步提高。二、本發(fā)明利用基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器處理含碳、氮、硫廢水，可以有效提高單質(zhì)硫轉(zhuǎn)化率，從而極大減少了出水中硫化物的含量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1表示反應(yīng)區(qū)，2表示三相分離區(qū)，3表示出水堰，4表示固定桿，5表示硬質(zhì)填料，6表示上段密集填料區(qū)，7表示中段分散填料區(qū)，8表示下段離散填料區(qū)，9表示曝氣裝置，10表示固定法蘭盤，11表示曝氣頭，1-1表示進水口，5-1表示高密度填料，5-2表示低密度填料，9-1表示上有機玻璃篩網(wǎng)，9-2表示上玻璃絲，9-3表示上聚合物網(wǎng)，9-6表示下聚合物網(wǎng)，9-5表示下玻璃絲，9-4下有機玻璃篩網(wǎng)；

圖2是實施例1的含氮含硫廢水中COD進出水濃度-去除率-時間曲線圖，圖中▲表示進水COD曲線，圖中表示出水COD曲線，圖中■表示COD去除率曲線；

圖3是實施例1的含氮含硫廢水中硫酸鹽進出水濃度-去除率-時間曲線圖，圖中▲表示進水硫酸鹽曲線，圖中表示出水硫酸鹽曲線，圖中■表示硫酸鹽去除率曲線；

圖4是實施例1的含氮含硫廢水中硝酸鹽進出水濃度-去除率-時間曲線圖，圖中▲表示進水硝酸鹽曲線，圖中表示出水硝酸鹽曲線，圖中■表示硝酸鹽去除率曲線。

具體實施方式

具體實施方式一：結(jié)合圖1，本實施方式是一種基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB 反應(yīng)器處理含氮含硫廢水的方法，具體是按以下步驟完成的：

一、啟動階段：

將污泥接種于基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)1內(nèi)，將啟動污水注入基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)1中，啟動曝氣裝置9，控制曝氣速率為純氧4mL/min，水力停留時間為18h，回流比6:1，連續(xù)運行50天，即完成基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器的啟動；

二、處理階段：

將含氮含硫廢水注入基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)1中，控制曝氣速率為純氧4mL/min，水力停留時間為18h，回流比6:1，即實現(xiàn)基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器處理含氮含硫廢水；

步驟一中所述的啟動污水中硫酸鹽濃度為1000mg/L，硝酸鹽濃度為500mg/L，COD為3000mg/L；

所述的基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器包括進水系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)1、三相分離區(qū)2、出水堰3、出水回流系統(tǒng)和微氧曝氣系統(tǒng)，所述的微氧曝氣系統(tǒng)包括曝氣裝置9和固定法蘭盤10；所述的曝氣裝置9設(shè)置在反應(yīng)區(qū)1內(nèi)底部，利用固定法蘭盤10將曝氣裝置9與反應(yīng)區(qū)1的側(cè)壁固定在一起；所述的反應(yīng)區(qū)1頂部設(shè)置固定桿4，固定桿4上懸掛硬質(zhì)填料5。

具體實施方式二：結(jié)合圖1，本實施方式與具體實施方式一的不同點是：所述的硬質(zhì)填料5由多條低密度填料5-2串聯(lián)而成的多條填料串，且所述的多條填料串的最底部均串聯(lián)至少一個高密度填料5-1。其他與具體實施方式一相同。

本實施方式所述的低密度填料5-2為聚乙烯填料，選擇低密度填料5-2的作用：1、常規(guī)作用是作為填料，用于負載和聚集懸浮在反應(yīng)區(qū)1內(nèi)的微生物；2、利用低密度填料5-2密度小的特性，起到懸浮物的作用。

本實施方式所述的高密度填料5-1由火山石或石灰制作而成，選擇高密度填料5-1的作用：1、常規(guī)作用是作為填料，用于負載和聚集懸浮在反應(yīng)區(qū)1內(nèi)的微生物；2、利用高密度填料5-1密度大的特性，起到重物的作用，使填料串豎直懸掛在反應(yīng)區(qū)1內(nèi)。

具體實施方式三：本結(jié)合圖1，實施方式與具體實施方式一或二之一不同點是：所述的密度填料5-1和低密度填料5-2均為中通蜂窩煤狀填料。其他與具體實施方式一或二相同。

本實施方式所述的中通蜂窩煤狀填料在處理污水的過程中能起到改變流速(使流速加 快)的作用。

具體實施方式四：結(jié)合圖1，本實施方式與具體實施方式一至三之一不同點是：所述的多條填料串由大尺寸填料和小尺寸填料以大小相間形式串聯(lián)而成，在多條填料串中至少存在一條最長填料串，且所述最長填料串最底部的高密度填料5-1為小尺寸填料。其他與具體實施方式一至三相同。

以大尺寸填料和小尺寸填料相間形式串聯(lián)的目的增加了污水在反應(yīng)區(qū)1中的折流次數(shù)，增加紊流，從而減少系統(tǒng)中形成死區(qū)或短流的情況。

具體實施方式五：結(jié)合圖1，本實施方式與具體實施方式一至四之一不同點是：所述的大尺寸填料的半徑R與小尺寸填料的半徑r的比為R:r＝(1.5～2):1。其他與具體實施方式一至四相同。

合理的設(shè)計大尺寸填料的半徑R與小尺寸填料的半徑r的比例，提高折流效果和加速效果，最終達到提高傳質(zhì)速率的目的。

具體實施方式六：結(jié)合圖1，本實施方式與具體實施方式一至五之一不同點是：所述的多條填料串成“一”字形、“十”字形或“三”字形懸掛在固定桿4上。其他與具體實施方式一至五相同。

當(dāng)多條填料串成呈“一”字形懸掛在固定桿4上時，具體為三條填料串呈“一”字形懸掛在固定桿4上，位于中間的填料串為最長填料串。

當(dāng)多條填料串成呈“十”字形懸掛在固定桿4上時，具體為五條填料串呈“十”字形字形懸掛在固定桿4上，且位于交叉中心的填料串為最長填料串。

當(dāng)多條填料串成呈“三”字形懸掛在固定桿4上時，具體為九條填料串呈“三”字形字形懸掛在固定桿4上，且位于“三”字形最中心的填料串為最長填料串。

具體實施方式七：結(jié)合圖1，本實施方式與具體實施方式一至六之一不同點是：所述的多條填料串懸掛后，保證相鄰的填料串的填料處于同一平面，且處于同一平面的填料要求大小相間。其他與具體實施方式一至六相同。

本實施方式設(shè)置的目的是提高紊流效果，使污水與微生物充分接觸，達到提高處理污水的目的。

具體實施方式八：結(jié)合圖1，本實施方式與具體實施方式一至七之一不同點是：所述的反應(yīng)區(qū)1的底部設(shè)置進水口1-1，在反應(yīng)區(qū)1的同一側(cè)側(cè)壁上并排設(shè)置四個取泥口1-2，且存在一條最長填料串的中心軸與進水口1-1的中心軸重合。其他與具體實施方式一至七相同。

具體實施方式九：結(jié)合圖1，本實施方式與具體實施方式一至八之一不同點是：所述的多條填料串由上至下依次分布成上段密集填料區(qū)6、中段分散填料區(qū)7和下段離散填料區(qū)8，所述的上段密集填料區(qū)6內(nèi)同一填料串上相鄰兩個填料的間距為1mm～3mm；所述的中段分散填料區(qū)7內(nèi)同一填料串上相鄰兩個填料的間距為3mm～5mm；所述的下段離散填料區(qū)8至少存在一條最長填料串，且下段離散填料區(qū)8內(nèi)最長填料串上相鄰兩個填料的間距為8mm～10mm。其他與具體實施方式一至八相同。

由于傳統(tǒng)EGSB反應(yīng)器中，懸浮性顆粒污泥由下至上逐漸減少，為平衡并增加其中生物量，設(shè)置填料的方法為由下至上依次增多，從而通過增加其中固定生物膜的型式增加生物量。上段密集填料區(qū)6內(nèi)填料數(shù)量較多，排布緊湊，起到增加生物量、固定微生物減少污泥進入三相分離器，使泥水分離效果更好，出水質(zhì)量更高，由于填料上附著的生物膜為固定型微生物，可以避免反應(yīng)器因受負荷、環(huán)境條件等因素的改變而受到?jīng)_擊后造成的生物量嚴重流失，從而一定程度上提高了反應(yīng)器的耐沖擊負荷，增強其運行穩(wěn)定性；中段分散填料區(qū)7內(nèi)填料分布較分散，數(shù)量相對較少，主要起到增加生物量，及導(dǎo)流作用，由于填料選用的是中通蜂窩煤式填料，使得反應(yīng)區(qū)形成多個細管狀結(jié)構(gòu)，從而增加了水的上升流速，而由于填料排布情況為大小交替排布，增加了反應(yīng)器中的紊流情況，從而增加了傳質(zhì)速率；下段離散填料區(qū)8內(nèi)污泥濃度較高，設(shè)置少量填料只要目的在于，利用填料自身結(jié)構(gòu)起到導(dǎo)流及擾動作用，提高上升流速，增大傳質(zhì)速率，減少死區(qū)的形成。且由于貼壁生物膜對污水處理效果更好，增設(shè)該填料，相當(dāng)于增加了反應(yīng)器中的壁面積，從而增加貼壁微生物的數(shù)量，進一步提高反應(yīng)器的運行效果。

具體實施方式十：結(jié)合圖1，本實施方式與具體實施方式一至九之一不同點是：所述的曝氣裝置9包括曝氣頭11、上有機玻璃篩網(wǎng)9-1、上玻璃絲9-2、上聚合物網(wǎng)9-3、下聚合物網(wǎng)9-6、下玻璃絲9-5和下有機玻璃篩網(wǎng)9-4；

由上有機玻璃篩網(wǎng)9-1、上玻璃絲9-2、上聚合物網(wǎng)9-3、下聚合物網(wǎng)9-6、下玻璃絲9-5和下有機玻璃篩網(wǎng)9-4組成保護區(qū)，設(shè)置在曝氣頭11保護區(qū)內(nèi)，在曝氣頭11的上部由上至下依次為上有機玻璃篩網(wǎng)9-1、上玻璃絲9-2和上聚合物網(wǎng)9-3，在曝氣頭11的下部由上至下依次為下聚合物網(wǎng)9-6、下玻璃絲9-5和下有機玻璃篩網(wǎng)9-4。

其他與具體實施方式一至九相同。

本實施方式通過設(shè)置保護區(qū)不僅避免曝氣頭被污泥堵塞，還實現(xiàn)了均勻布氣。

本發(fā)明內(nèi)容不僅限于上述各實施方式的內(nèi)容，其中一個或幾個具體實施方式的組合同樣也可以實現(xiàn)發(fā)明的目的。

采用下述試驗驗證本發(fā)明效果

實施例1：結(jié)合圖1，一種基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器處理含氮含硫廢水的方法，具體是按以下步驟完成的：

一、啟動階段：

將污泥接種于基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)1內(nèi)，將啟動污水注入基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)1中，啟動曝氣裝置9，控制曝氣速率為純氧4mL/min，水力停留時間為18h，回流比6:1，連續(xù)運行50天，即完成基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器的啟動；

二、處理階段：

將含氮含硫廢水注入基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)1中，控制曝氣速率為純氧4mL/min，水力停留時間為18h，回流比6:1，即實現(xiàn)基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器處理含氮含硫廢水；

步驟一中所述的啟動污水中硫酸鹽濃度為1000mg/L，硝酸鹽濃度為500mg/L，COD為3000mg/L；

所述的基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器包括進水系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)1、三相分離區(qū)2、出水堰3、出水回流系統(tǒng)和微氧曝氣系統(tǒng)，所述的微氧曝氣系統(tǒng)包括曝氣裝置9和固定法蘭盤10；所述的曝氣裝置9設(shè)置在反應(yīng)區(qū)1內(nèi)底部，利用固定法蘭盤10將曝氣裝置9與反應(yīng)區(qū)1的側(cè)壁固定在一起；所述的反應(yīng)區(qū)1頂部設(shè)置固定桿4，固定桿4上懸掛硬質(zhì)填料5；

所述的硬質(zhì)填料5由多條低密度填料5-2串聯(lián)而成的多條填料串，且所述的多條填料串的最底部均串聯(lián)一個高密度填料5-1；所述的低密度填料5-2為聚乙烯填料；所述的高密度填料5-1由火山石或石灰制作而成；

所述的密度填料5-1和低密度填料5-2均為中通蜂窩煤狀填料；

所述的多條填料串由大尺寸填料和小尺寸填料以大小相間形式串聯(lián)而成，在多條填料串中存在一條最長填料串，且所述最長填料串最底部的高密度填料5-1為小尺寸填料；所述的大尺寸填料的半徑R與小尺寸填料的半徑r的比為R:r＝(1.5～2):1；

所述的多條填料串為九條填料串，呈“三”字形字形懸掛在固定桿4上，且位于“三”字形最中心的填料串為最長填料串；

所述的多條填料串懸掛后，保證相鄰的填料串的填料處于同一平面，且處于同一平面的填料要求大小相間；

所述的反應(yīng)區(qū)1的底部設(shè)置進水口1-1，在反應(yīng)區(qū)1的同一側(cè)側(cè)壁上并排設(shè)置四個取泥口1-2，且存在一條最長填料串的中心軸與進水口1-1的中心軸重合；

所述的多條填料串由上至下依次分布成上段密集填料區(qū)6、中段分散填料區(qū)7和下段離散填料區(qū)8，所述的上段密集填料區(qū)6內(nèi)同一填料串上相鄰兩個填料的間距為1mm～3mm；所述的中段分散填料區(qū)7內(nèi)同一填料串上相鄰兩個填料的間距為3mm～5mm；所述的下段離散填料區(qū)8存在一條最長填料串，且下段離散填料區(qū)8內(nèi)最長填料串上相鄰兩個填料的間距為8mm～10mm；

所述的曝氣裝置9包括曝氣頭11、上有機玻璃篩網(wǎng)9-1、上玻璃絲9-2、上聚合物網(wǎng)9-3、下聚合物網(wǎng)9-6、下玻璃絲9-5和下有機玻璃篩網(wǎng)9-4；

由上有機玻璃篩網(wǎng)9-1、上玻璃絲9-2、上聚合物網(wǎng)9-3、下聚合物網(wǎng)9-6、下玻璃絲9-5和下有機玻璃篩網(wǎng)9-4組成保護區(qū)，設(shè)置在曝氣頭11保護區(qū)內(nèi)，在曝氣頭11的上部由上至下依次為上有機玻璃篩網(wǎng)9-1、上玻璃絲9-2和上聚合物網(wǎng)9-3，在曝氣頭11的下部由上至下依次為下聚合物網(wǎng)9-6、下玻璃絲9-5和下有機玻璃篩網(wǎng)9-4。

記錄本實施例步驟二開始穩(wěn)定運行后持續(xù)處理含氮含硫廢水30天過程中COD的相關(guān)信息，如圖2所示，圖2是實施例1的含氮含硫廢水中COD進出水濃度-去除率-時間曲線圖，圖中▲表示進水COD曲線，圖中▼表示出水COD曲線，圖中■表示COD去除率曲線；通過圖2可知，當(dāng)含氮含硫廢水中COD為～3000mg/L時，本發(fā)明對含氮含硫廢水中COD的去除率約92％。利用傳統(tǒng)厭氧EGSB反應(yīng)器代替本實施例的一種基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器進行處理，經(jīng)計算中可知現(xiàn)有反應(yīng)器對COD的去除率為89.6％。

記錄本實施例步驟二開始穩(wěn)定運行后持續(xù)處理含氮含硫廢水30天過程中硫酸鹽的相關(guān)信息，如圖3所示，圖3是實施例1的含氮含硫廢水中硫酸鹽進出水濃度-去除率-時間曲線圖，圖中▲表示進水硫酸鹽曲線，圖中▼表示出水硫酸鹽曲線，圖中■表示硫酸鹽去除率曲線；通過圖3可知，當(dāng)含氮含硫廢水中硫酸鹽濃度為900～1100mg/L時，本發(fā)明對含氮含硫廢水中硫酸鹽的去除率約93％，出水中硫化物濃度低于150mg·L^-1。利用傳統(tǒng)厭氧EGSB反應(yīng)器代替本實施例的一種基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器進行處理，經(jīng)計算中可知現(xiàn)有反應(yīng)器對硫酸鹽的去除率為85.12％，出水硫化物濃度大于250mg·L^-1。

記錄本實施例步驟二開始穩(wěn)定運行后持續(xù)處理含氮含硫廢水30天過程中硝酸鹽相關(guān)信息，如圖4所示，圖4是實施例1的含氮含硫廢水中硝酸鹽進出水濃度-去除率-時間曲 線圖，圖中▲表示進水硝酸鹽曲線，圖中▼表示出水硝酸鹽曲線，圖中■表示硝酸鹽去除率曲線；通過圖4可知，當(dāng)含氮含硫廢水中硝酸鹽濃度為～500mg/L時，本發(fā)明對含氮含硫廢水中硝酸鹽的去除率100％。利用傳統(tǒng)厭氧EGSB反應(yīng)器代替本實施例的一種基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器進行處理，經(jīng)計算中可知現(xiàn)有反應(yīng)器對硝酸鹽的去除率為100％。

通過對比可知，本發(fā)明設(shè)計一種基于微氧強化的生物膜復(fù)合型EGSB反應(yīng)器對于硫酸鹽和COD的去除率顯著提高，出水中硫化物含量顯著降低。