磷酸氫二鉀（磷源），并控制pH 為7. 5,溫度為30°C，HRT為4. 5h，通過自養(yǎng)反硝化微生物和異養(yǎng)反硝化微生物通過競爭 和協(xié)同作用，使反應器出水毒性有機物、硫化物和硝酸鹽的去除率達到80%以上同時去除 的硫化物全部轉化為硫酸鹽，完成馴化；二、單質硫累積的實現(xiàn)：將馴化好的污泥引入毒性 碳-氮-硫同步脫除設備中，通入含毒性有機物、硫化物和硝酸鹽的廢水，并控制體系的碳 硫比為8. 5: 1，硫氮比為8. 5: 1，在每升廢水中投加 1.0 ml微量元素液，控制毒性碳-氮-硫 同步脫除設備溫度為30°C，pH為7. 5,毒性碳容積負荷16. 5kgAm3 · d)，硝態(tài)氮容積負荷 為16. 6kg/ (m3 · d)，硫化物容積負荷為4. 4kg/ (m3 · d)，水力停留時間為3h，在反應器中填 料區(qū)的0. 25dm3醌基活性炭存在條件下，醌還原微生物、自養(yǎng)脫硫反硝化微生物和異養(yǎng)脫 硫反硝化微生物的協(xié)同作用下，硫化物轉化為單質硫，苯酚轉化為CO2，硝酸鹽反硝化為氮 氣，從而實現(xiàn)毒性碳、氮、硫的同步脫除。同時，采用發(fā)明專利CN101774692A(對比例1)和 CN101050031A(對比例2)處理含苯酚、S2-和硝酸鹽廢水，結果見表2。
[0048] 表 2
[0049]
[0050] 由表2可見，本發(fā)明的方法，能夠克服現(xiàn)有有機物、硫化物和硝酸鹽同步脫除方法 中，在毒性有機物存在時，無法積累單質硫的問題，能夠最大程度上實現(xiàn)單質硫的累計，從 而達到真正的廢水處理無害化的目的。
【主權項】
1. 一種同步去除毒性有機物、硫化物和硝酸鹽的方法，包括以下步驟： 1) 、功能微生物的馴化：將活性污泥裝入任意一種厭氧裝置內，通入含毒性有機物、硫 化物和硝酸鹽的廢水，同時投加無機碳源和磷源，并控制pH為6. 5~8. 5,溫度為10~ 35°C，HRT為5~24h，通過自養(yǎng)反硝化微生物和異養(yǎng)反硝化微生物通過競爭和協(xié)同作用，使 反應器出水毒性有機物、硫化物和硝酸鹽的去除率達到80 %以上同時去除的硫化物全部轉 化為硫酸鹽，完成馴化，所述無機碳源是碳酸氫鈉，所述磷源是碳酸二氫鉀和磷酸氫二鉀； 2) 、單質硫累積的實現(xiàn)：將馴化好的污泥引入毒性碳-氮-硫同步脫除設備中，通入 含毒性有機物、硫化物和硝酸鹽的廢水，并控制體系的碳硫比3. 5~9. 5:1，氮硫比4. 0~ 9. 5:1在每升廢水中投加0. 5~2ml微量元素液，控制毒性碳-氮-硫同步脫除設備溫度為 15~35°C，pH為6. 5~8. 5,毒性碳容積負荷0. 25~22. 5kgAm3 ? d)，硝態(tài)氮容積負荷為 0? 35~26. 6kgAm3 ? d)，硫化物容積負荷為0? 2~6. 4kgAm3 ? d)，水力停留時間為3-24h， 在反應器中填料區(qū)的醌基活性炭存在條件下，醌還原微生物、自養(yǎng)脫硫反硝化微生物和異 養(yǎng)脫硫反硝化微生物的協(xié)同作用下，硫化物轉化為單質硫，毒性有機物轉化為CO 2，硝酸鹽 反硝化為氮氣，從而實現(xiàn)毒性碳、氮、硫的同步脫除。2. 權利要求1中所述的方法，其特征在于每升所述微量元素液中含有40-60mg的 EDTA、10-20mg 的 CuS04,5H20、60-80mg 的 CaCl2.2H20、20-40mg 的 MnCl2、10-20mg 的 (NH4)6Mo7O24 ? 4H20、10-20mg 的 FeCl303. 權利要求1或2所述的方法，其特征在于步驟2)中氮硫比為4-6:1，碳硫比為5-6:1， 毒性碳容積負荷為8-12kgAm 3 ? d)，硝態(tài)氮容積負荷為10-15kgAm3 ? d)，硫化物容積負荷 為2-5kgAm3 ? d)，水力停留時間為8-12h。4. 權利要求1或2所述的方法中，毒性有機物指的是苯酸、二甲酚、氯乙稀、甲苯。5. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述醌基活性炭采用如下方法制備：（1) 預處理：將粒徑為2-4mm的椰殼顆粒活性炭放入沸水中加熱洗滌8-12min冷卻，重復3遍， 再用1 %稀硝酸洗滌28-32min，最后用水洗滌至中性，在80°C下干燥6-10h ; (2)醌基活性 炭制備：a)將IOg預處理后的活性炭置于300mL 32. 5% (v/v)HN03*，于65°C下攪拌， 加熱3-7h，抽濾洗滌至中性，于80°C下干燥4-8h，所得活性炭標記為AC - COOH ;b)稱取 5. OgAC - COOH和5. Og二環(huán)己基碳二亞胺移入150mL乙二胺溶液，于120°C下回流48-52h， 過濾，用乙醇和去離子水清洗，于120°C真空條件下干燥6-10h，所得活性炭標記為AC-NH 2; c)將4. 5g蒽醌的磺酸鈉鹽與300ml二氯甲烷加入到500ml的三頸燒瓶中，攪拌，同時將溫 度升高到40°C，加入8ml氯磺酸。反應6-10h，冷卻至室溫，將琥珀色液體倒入冰水中，依此 水洗、分液、干燥，最后將獲得的有機相在25°C下旋轉蒸發(fā)，從而除去二氯甲烷獲得固態(tài)蒽 醌磺酸氯；d)將2. 5gNH2-AC加入到250mL圓底燒瓶中，滴加15mL 2mol/L的NaOH溶液以及 一定量的蒽醌磺酸氯溶液（〇. lg/30mL二氯甲燒），在30°C、180r/min搖床中反應。將合成 后的醌活性炭取出，使用二氯甲烷、乙醇及蒸餾水依次洗滌，最后在130°C下烘干，即獲得醌 基活性炭。6. 如權利要求6所述的方法，其特征在于：蒽醌的磺酸鈉鹽是蒽醌-2-磺酸鈉（AQS)、 蒽醌-2, 6-磺酸鈉（AQDS)、蒽醌-2, 6-磺酸鈉（AQDS)、1，2-萘醌-4磺酸鈉（NQS)中的任何 一種或以任意比例混合的混合物。7. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于每升廢水中加入1. 0-1. 5mL的微量元素液。8. -種實施如權利要求1所述方法的毒性碳-氮-硫同步脫除設備，包括進樣口（I)、 布水器（2)、承托層（3)、醌基活性炭填料區(qū)（4)、氣液固分離區(qū)（5)、活性炭纖維區(qū)(6)、出 水堰（7)、出水口（8)、水浴區(qū)（9)、回流栗（10)、洗氣瓶（11)和氣體流量計（12)、內部集氣 管（13)，其特征在于毒性碳-氮-硫同步脫除設備進樣口⑴與布水器⑵相連，廢水由進 水栗栗入進樣口（1)后，流經(jīng)布水器（2)，之后均勻流經(jīng)承托層（3)，進入醌基活性炭填料區(qū) (4)，在醌基活性炭填料區(qū)（4)內，在污泥中的微生物和醌基活性炭填料的協(xié)同作用下，硫 化物轉化為單質硫，毒性有機物轉化為CO 2，硝酸鹽反硝化為氮氣，從而實現(xiàn)毒性碳、氮、硫 的同步脫除，其中單質硫的轉化率可達90%以上；處理后廢水、污泥、填料、生物氣經(jīng)氣液 固分離區(qū)（5)后發(fā)生氣、固、液分離，污泥和填料回流至醌基活性炭填料區(qū)（4)，生物氣體經(jīng) 內部集氣管（13)進入儲有NaOH溶液的洗氣瓶（11)后，流經(jīng)氣體流量計（12)排放；經(jīng)氣、 固、液分離后的廢水流經(jīng)活性炭纖維區(qū)（6)后，部分廢水經(jīng)回流栗（10)的作用后回流至反 應器底物，其余廢水經(jīng)出水堰（7)和出水口（8)后排放。毒性碳-氮-硫同步脫除設備的 外部為水浴區(qū)（9)，水浴區(qū)（9)內部安裝有加熱棒，能夠維持毒性碳-氮-硫同步脫除設備 溫度。9. 根據(jù)權利要求8所述的毒性碳-氮-硫同步脫除設備，其特征在控制碳氮硫同步脫 除設備的溫度為25-35 °C，pH為6. 5-8. 0。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種同步去除毒性有機物、硫化物和硝酸鹽的方法及其設備，本發(fā)明解決了現(xiàn)有碳氮硫同步脫除方法處理毒性有機物時無法累計單質硫，且處理負荷不高、二次污染嚴重的弊端。所述方法包括以下步驟：將污泥先馴化，然后引入毒性碳-氮-硫同步脫除設備中，在反應設備內醌存在的條件下，控制設備溫度、pH、醌基活性炭的量、毒性有機碳負荷、S2-負荷和硝酸鹽負荷、以及水力停留時間即實現(xiàn)了毒性碳氮硫的同步去除，且污染物分別轉化為CO2、N2，并積累單質硫。設備包括進樣口、布水器、承托層、醌基活性炭填料區(qū)、氣液固分離區(qū)、活性炭纖維區(qū)、出水堰、出水口、水浴區(qū)、回流泵、洗氣瓶和氣體流量計、內部集氣管。本發(fā)明的方法處理效率高、單質硫轉化率高，解決了現(xiàn)有處理方法二次污染嚴重，無法積累單質硫的弊端，且工藝流程簡單、操控容易、運行成本低。
【IPC分類】C02F101/32, C02F101/36, C02F3/28, C02F3/00, C02F3/34, C02F101/34
【公開號】CN105060478
【申請?zhí)枴緾N201510515588
【發(fā)明人】劉春爽, 趙東風, 賈魁莉, 馬文娟, 國亞東, 趙朝成, 劉國榮
【申請人】中國石油大學(華東)
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月20日