申请日2009.06.24
公开(公告)日2009.11.25
IPC分类号C02F9/14; C02F3/30
摘要
在一个反应器内碳氮硫同步脱除的有机废水处理方法，它涉及一种有机废水处理方法。本发明解决了现有的处理含硫含氮污水方法存在运行成本高、处理效率低的问题。本发明的主要步骤为：(一)培养颗粒污泥;(二)强化自养反硝化脱硫微生物;(三)在同一流化床反应器内，通过自养微生物与异养微生物协同作用，将废水中的有机物、硫酸盐和硝酸盐分别被转化成二氧化碳、单质硫和氮气而去除，从而完成碳氮硫的同步脱除。该方法具有处理效率高，硫酸盐和硝酸盐的转化率在98%以上，有机物的去除率也达80%左右;出水不含亚硝酸盐无二次污染;占地面积省，硫酸盐、硝酸盐和有机物的去除在一个反应系统中完成等优点。
权利要求书
1、在一个反应器内碳氮硫同步脱除的有机废水处理方法，其特征在于： 所述方法包括如下步骤：
步骤一、采用仅有一个流化床反应器(3)的有机废水碳氮硫同步脱除一 体化设备来进行处理废水;所述废水是以硫酸盐、硝酸盐和有机物为主要污染 物，硫氮质量比为0.5-5、COD与N质量比为3-8的含硫含氮有机废水;
步骤二、培养颗粒污泥：首先在流化床反应器(3)内加入活性污泥;之 后，将待处理废水引入到流化床反应器(3)内，以N计的进水容积负荷不超 过2.0kgN/m3·d，保持流化床反应器(3)内的温度为20-35℃、水利停留时 间4h-16h、流化床反应器(3)内的pH为7.5-10.0，在每升进水加入1ml微 量元素溶液，进行颗粒污泥培养，颗粒污泥形成后，完成颗粒污泥的培养;
步骤三、自养反硝化脱硫微生物的强化：强化自养反硝化脱硫微生物使其 成为主要功微生物，理论单质硫产率到65%以上时，完成自养反硝化微生物的 强化过程，进而建立起自养、异养协同作用的工艺环境;
步骤四、完成以上所述步骤后、在同一流化床反应器内，自养微生物与 异养微生物协同作用，产酸菌将流化床反应器内的有机物转化为小分子有机 酸，异养硫酸盐还原菌首先将硫酸盐还原为硫化物，自养反硝化微生物以硝酸 盐作为电子受体氧化硫化物为单质硫;同时异养反硝化微生物以有机酸作为电 子供体反硝化硝酸盐为氮气;从而，原水中的有机物、硫酸盐和硝酸盐分别被 转化成二氧化碳、单质硫和氮气通过两种不同营养类型的微生物的协同作用， 原水中的有机物、硫酸盐和硝酸盐在流化床反应器内分别被转化成二氧化 碳、单质硫和氮气。
2、根据权利要求1所述的在一个反应器内碳氮硫同步脱除的有机废水处 理方法，其特征在于：在步骤一中，所述硫氮质量比为2-2.5。
3、根据权利要求1所述的在一个反应器内碳氮硫同步脱除的有机废水处 理方法，其特征在于：在步骤二中，所述每升微量元素液含有500mg的H3BO3、 500mg的ZnCl2、500mg的(NH4)6Mo7O24·4H2O、500mg的NiCl·6H2O、500mg的 AlCl3·6H2O、500mg的CoCl2·6H2O、500mg的CuSO4·5H2O、1000mg的 NaSeO3·5H2O、1500mg的FeCl3·6H2O、5000mg的MnCl2·4H2O和5ml的浓 度为37%的HCl溶液。
4、根据权利要求1所述的在一个反应器内碳氮硫同步脱除的有机废水处 理方法，其特征在于：在步骤三中，自养反硝化微生物的强化措施为：增加流 化床反应器(3)中的溶解氧(DO)，控制溶解氧的含量为0.5-3.0mg/L。
5、根据权利要求1所述的在一个反应器内碳氮硫同步脱除的有机废水处 理方法，其特征在于：在步骤三中，自养反硝化微生物的强化措施为：人工投 加硫化物200mg/L-800mg/L。
说明书
在一个反应器内碳氮硫同步脱除的有机废水处理方法
技术领域
本发明涉及一种有机废水处理方法，属于废水生物处理技术领域。
背景技术
近几年来含硫含氮有机废水污染日趋严重。现代工业生产中制药、发酵、 化工、食品加工、制革厂及采矿等行业排放的废水都含有高浓度的硫酸盐及氨 氮的有机废水。含氮化合物由于其能够促使藻类等浮游生物大量繁殖，从而引 起水体的富营养化造成水华和赤潮现象;含硫化合物在厌氧条件下被微生物还 原，不仅会引起生物腐蚀，还会产生有毒气体硫化氢，容易造成水体的pH值 降低，对水体及水生生物产生毒害，严重影响周边的生态环境。因此，寻找一 种行之有效的含硫含氮有机废水处理工艺早已成为环境工程界普遍关注的问 题。
目前，针对高浓度含硫含氮有机废水，针对其污染物特点，将其视为含硫 废水或含氮废水而采用分别处理的策略，且各自的处理工艺均分两步进行。对 于含硫废水的处理是硫酸盐首先还原为硫化物再氧化为单质硫;含氮废水中的 氨氮先被氧化为硝酸盐再反硝化为氮气;这种处理方式不仅工艺流程复杂且处 理效率不高。硫化物氧化为单质硫工艺不仅负荷过低，而且单质硫黏附于细胞 表面难以分离等问题。限制其实际工程应用。生物脱氮工艺的操作复杂，需要 额外投加有机物如甲醇，无疑大幅增加工艺运行成本。
现有的碳氮硫同步脱除工艺必须以硫化物的生成为前提，大大增加了工艺 的复杂性，限制了工艺的应用。
因此，如何在一个反应器内有效的去除硫酸盐、氨氮和有机物，且控制 反应过程的终产物为单质硫、氮气和CO2，成为该工艺在实际应用中必须首先 攻克的难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种在一个反应器内碳氮硫同步脱除的有机废水处 理方法，以解决现有的处理含硫含氮污水方法存在运行成本高、工艺复杂、处 理效率低的问题。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：
在一个反应器内碳氮硫同步脱除的有机废水处理方法包括如下步骤：
步骤一、采用仅有一个流化床反应器3的有机废水碳氮硫同步脱除一体化 设备来进行处理废水;所述废水(待处理废水)是以硫酸盐、硝酸盐和有机物 为主要污染物，硫氮质量比为0.5-5、COD与N质量比为3-8的含硫含氮有机 废水;
步骤二、培养颗粒污泥：首先在流化床反应器3内加入活性污泥;之后， 将待处理废水引入到流化床反应器3内，以N计的进水容积负荷不超过 2.0kgN/m3·d，保持流化床反应器3内的温度为20-35℃、水利停留时间(HRT) 4h-16h、流化床反应器3内的pH为7.5-10.0，在每升进水加入1ml微量元素 溶液，进行颗粒污泥培养，颗粒污泥形成后，完成颗粒污泥的培养;
步骤三、自养反硝化脱硫微生物的强化：强化自养反硝化脱硫微生物使其 成为主要功微生物，理论单质硫产率到65%以上时，完成自养反硝化微生物的 强化过程，进而建立起自养、异养协同作用的工艺环境;
步骤四、完成以上所述步骤后、在同一流化床反应器3内，自养微生物与 异养微生物协同作用，产酸菌将流化床反应器3内的有机物转化为小分子有机 酸，异养硫酸盐还原菌首先将硫酸盐还原为硫化物，自养反硝化微生物以硝酸 盐作为电子受体氧化硫化物为单质硫;同时异养反硝化微生物以有机酸作为电 子供体反硝化硝酸盐为氮气;从而，原水中的有机物、硫酸盐和硝酸盐分别被 转化成二氧化碳、单质硫和氮气通过两种不同营养类型的微生物的协同作用， 原水中的有机物、硫酸盐和硝酸盐在流化床反应器3内分别被转化成二氧化 碳、单质硫和氮气。
本发明的优点在于：
本发明方法实现了在一个反应器内有效的去除硫酸盐、氨氮和有机物，且 控制反应过程的终产物为单质硫、氮气和CO2。具体优点为：(1)处理效率高， 硫酸盐和硝酸盐的转化率在98%以上，有机物的去除率也达80%左右;(2)无 二次污染，产物为单质硫、氮气和二氧化碳，出水中不含亚硝酸盐;(3)占地 面积省，硫酸盐、硝酸盐和有机物的去除在一个反应系统中完成。此外，生成 的单质硫在适当处理后还可作为资源回收利用。