申请日2014.06.06
公开(公告)日2014.10.01
IPC分类号C02F3/28
摘要
本发明公开了一种高效能硫自养反硝化颗粒污泥的制备方法，利用自建构的上升流式颗粒污泥反应器，在特定的配方及水力条件下，可重复制备获得。在缺氧条件下利用此硫自养反硝化颗粒污泥，可将硝酸盐高效还原为氮气，同时硫化物氧化为硫酸盐，出水不含亚硝酸盐、一氧化二氮等反硝化中间产物，无剩余污泥，无二次污染。本发明为含氮废水的处理提供了优质高效的新方法，处理工艺不产生剩余污泥，避免了二次污染，减少了构筑物占地面积，降低了投资运行成本，实现了以废治废的工艺目标，进一步发展和丰富了生物同步脱氮除硫工艺。
摘要附图
权利要求书
1.一种硫自养反硝化颗粒污泥，其特征在于，所述硫自养反硝化颗粒污泥的制备方法为在缺氧，温度为25~30℃，pH为 7.2~7.5，内循环5~10Q的条件下，采用上升流式缺氧颗粒污泥反应器，接种生活污水厂二沉池的絮状污泥，加入微量元素营养液，培养后即得。
2.根据权利要求1所述的硫自养反硝化颗粒污泥，其特征在于，每升所述的微量元素营养液，包括0.5 g的ZnSO4、2 g的CaCl2、2.5 g的MnCl2·4H2O、0.5 g的(NH4)6Mo7O24·4H2O、0.1 g的CuSO4·5H2O和0.5 g的CoCl2·6H2O、3.8 g的FeCl2·4H2O，以及50mL的浓盐酸。
3.一种根据权利要求1所述的硫自养反硝化颗粒污泥在处理废水中的应用。
4.一种同步脱氮除硫的废水处理的方法，其特征在于，在缺氧的条件下加入权利要求1所述的硫自养反硝化颗粒污泥，并维持硫化物与硝酸盐之间的硫氮质量比在1.5~2。
说明书
一种硫自养反硝化颗粒污泥及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及废水处理领域，更具体地，涉及一种硫自养反硝化颗粒污泥及其制备方法和应用。
背景技术
近代制革，医药，食品加工等行业的发展，伴随着大量含硫含氮废水的产生，在水资源日益紧缺以及污染严重的环境背景下，对含硫含氮废水进行高效处理的需求越来越强烈。
含硫废水具有一定的生物毒性和腐蚀性，对处理微生物的耐受性以及设备的质量要求较高，容易逸散出难闻的H2S气体，对环境和人体产生较强的危害。当水体中受到氮磷等营养元素的污染时，容易导致水体富营养化，发生水华或赤潮现象。
一般来说，废水的脱氮除硫工艺大多是分开进行，不仅造成了复杂的废水处理系统，还增加了废水处理成本。传统的活性污泥法工艺在处理污水中的有机污染物时，有很大部分转化为剩余污泥，尤其是异养微生物生长繁殖迅速，导致剩余污泥量的急剧攀升，当污泥处理处置能力不足时，将对环境造成二次污染。
为解决剩余污泥的问题，自养微生物逐渐被关注并应用于废水处理工艺。虽然自养微生物的微生物产率较低，但其与异养微生物的竞争力以及本身活性较低，使得自养微生物的生物量很难提升，从而影响了微生物的处理效率。另外，某些自养反硝化菌，如ANAMMOX在脱氮过程中需要亚硝酸盐的参与，同时中间产物一氧化二氮也会在水体中大量积累，二者均具有生物毒性，易造成二次污染，影响了其工艺的推广。
考虑到自养微生物可利用基质底物范围广，近些年来，以还原性硫化物(HS-、S2-、S0、SO32-、S2O32-等)为电子供体，无机碳 CO2 或HCO3-为碳源的自养反硝化过程得到了广泛的研究，为实现以废治废，同步脱氮除硫工艺的发展和创新，提供了新方向。
然而，同其他自养微生物一样，微生物活性及其生物量是制约其处理效率的重要因素。一方面，硫化物本身所具有的生物毒性会抑制反硝化过程中还原酶的活性，导致中间产物的积累;另一方面，硫化物对于硫丝状菌的生长促进作用，容易引起污泥膨胀等废水生物处理工艺中较难解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于发展同步脱氮除硫工艺，为含硫含氮废水的处理提供新方法。首先本发明提供一种硫自养反硝化颗粒污泥，所述反硝化颗粒污泥的制备方法为在缺氧，温度为25~30℃，pH为 7.2~7.5的条件下，内循环为5-10Q，采用上升流式缺氧颗粒污泥反应器，接种生活污水厂二沉池的絮状污泥，加入微量元素营养液，培养后即得。
每升所述的微量元素营养液，包括0.5 g的ZnSO4、2 g的CaCl2、2.5 g的MnCl2·4H2O、0.5 g的(NH4)6Mo7O24·4H2O、0.1 g的CuSO4·5H2O和0.5 g的CoCl2·6H2O、3.8 g的FeCl2·4H2O，以及50mL的浓盐酸。
一种上述的硫自养反硝化颗粒污泥在处理废水中的应用。
再提供一种同步脱氮除硫的废水处理的方法，在缺氧的条件下加入上述的硫自养反硝化颗粒污泥，并维持硫化物与硝酸盐之间的硫氮质量比在1.5~2。
本发明首先，构建上升流式缺氧颗粒污泥反应器水处理系统(图1)，进行含硫氮废水处理。所述废水以硫化物，硝酸盐为主要污染物，硫化物与硝酸盐之间的硫氮质量比1.5~2左右。
然后，培养优质高效的硫自养反硝化颗粒污泥。接种的絮状污泥直接在较高浓度上述废水下进行驯化，驯化过程完全不投加有机碳源，在缺氧条件下，逐步淘汰弱化异养微生物，筛选富集优质自养微生物，实现完全的硫自养反硝化工艺环境。
其次，在上述过程中，控制维持pH在7.2~7.5，温度在25~30℃，内循环为5-10Q，投加适量微量元素营养液。每升微量元素液内含有0.5 g的ZnSO4、2 g的CaCl2、2.5 g的MnCl2·4H2O、0.5 g的(NH4)6Mo7O24·4H2O、0.1 g的CuSO4·5H2O和0.5 g的CoCl2·6H2O、3.8 g的FeCl2·4H2O，以及50mL的浓盐酸。
最后，完成上述步骤后。在本发明应用的上升流式缺氧颗粒污泥反应器水处理系统中，高效优质的硫自养反硝化颗粒污泥，以硫化物为电子供体，硝酸盐为电子受体，将硫化物转化成硫酸盐，硝酸盐转变为氮气。控制一定的进水条件，废水中硫化物去除率为100%，氮的去除率可达99%以上。
本发明的优点在于：
本发明成功培养了高效优质的硫自养反硝化颗粒污泥，其生长迅速，抗水力冲击能力强，处理效率高，无剩余污泥，设备占地面积小，投资运行成本低。应用于含硫氮的废水处理中，能将硝酸盐高效还原为氮气，同时硫化物氧化为硫酸盐，出水不含亚硝酸盐，一氧化二氮等反硝化中间产物，无二次污染，是一种新型以废治废，同步脱氮除硫的经济高效水处理技术。