應用厭氧膜生物反應器對汙水進行處理以脫硫除氮的方法
2023-09-09 18:36:50 1
應用厭氧膜生物反應器對汙水進行處理以脫硫除氮的方法
【專利摘要】本發明提供了一種應用厭氧膜生物反應器對汙水進行處理以脫硫除氮的方法，其包括：提供一厭氧反應器，其中含有包括脫氮硫桿菌的活性汙泥；將含有硝酸鹽和/或亞硝酸鹽以及硫化物的待處理汙水引入厭氧反應器中，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硫，同時將硝酸鹽和/或亞硝酸鹽還原為氮氣而去除；汙水在其中的硝酸鹽和/或亞硝酸鹽以及硫化物經脫氮硫桿菌脫除後，進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截留，截留的脫氮硫桿菌以及其他懸浮顆粒物質保留在反應器或返回反應器中，濾過液為處理後的水體。本發明流程簡單，耗能較少，可高效脫硫除氮。
【專利說明】應用厭氧膜生物反應器對汙水進行處理以脫硫除氮的方法
【技術領域】
[0001]本發明是關於一種汙水處理技術，具體是指一種應用厭氧膜生物反應器對汙水進行處理以脫硫除氮的方法。
【背景技術】
[0002]近幾年來含硫含氮的有機廢水汙染日趨嚴重。現代工業生產中製藥、發酵、化工、食品加工、製革廠及採礦等行業排放的廢水都含有高濃度的硫酸鹽及氨氮的有機廢水。含氮化合物(如氨氮)能夠加速藻類等水生生物大量繁殖，引發水體富營養化，造成水華、赤潮等現象。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，還會產生有毒有害的硫化氫氣體，對於有機汙染物以及氮、硫等營養鹽的高效去除手段也逐漸成為汙水處理領域中的研發熱點。
[0003]目前，國內外對於高濃度含硫含氮有機廢水的處理，多採用複雜的工藝系統進行分別脫氮和脫硫。
[0004]傳統的有機廢水脫氮工藝主要是利用微生物的硝化、反硝化作用，通常採用三級活性汙泥系統，含碳有機物的氧化和含氮有機物的氨化、氨氮的硝化及硝酸鹽的反硝化分別在三個構築物內進行，並維持各自獨立的汙泥回流系統。如圖1所示，其為現有技術中常規的硝化-反硝化脫氮系統的結構示意圖。該系統包括:
[0005]a)曝氣池:
[0006]待處理原廢水首先進入曝氣池，在好氧條件下，通過異養型BOD氧化菌作用氧化有機物(BOD)；
[0007]b )硝化池(生物硝化反應器):
[0008]曝氣池處理的廢水經沉澱池沉澱汙泥後，進入硝化池，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)反硝化反應器(生物反硝化反應器):
[0010]硝化池處理的廢水經沉澱汙泥後，進入反硝化反應器，在缺氧條件下由於兼性脫氮菌(反硝化菌)的作用，將廢水亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮還原成氮氣。
[0011]上述生物脫氮工藝中，由於不同的菌群對環境要求不同(溶解氧、鹼度)及相互對基質的競爭，為穩定脫氮功能，異養型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池中進行，這種處理方式工藝流程長，操作控制複雜，系統佔地面積大，能耗高，並需要額外投加有機物如甲醇，無疑大幅增加工藝運行成本，且處理效率不聞。
[0012]傳統的有機廢水脫硫工藝主要採用`先經硫酸鹽還原生成硫化物、之後去除硫化物以達到脫硫目的的工藝。其中:
[0013]硫酸鹽還原主要是在厭氧條件下，在硫酸鹽還原細菌(SRB)的作用下，將廢水中的硫酸根還原為硫化物；反應過程如下所示:
[0014]
【權利要求】
1.一種應用厭氧膜生物反應器對汙水進行處理以脫硫除氮的方法，該方法包括以下步驟: 提供一厭氧反應器，該厭氧反應器中含有包括脫氮硫桿菌的活性汙泥； 將含有硝酸鹽和/或亞硝酸鹽以及硫化物的待處理汙水引入所述厭氧反應器中，與厭氧反應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硫，同時將硝酸鹽和/或亞硝酸鹽還原為氮氣而去除； 汙水在其中的硝酸鹽和/或亞硝酸鹽以及硫化物經脫氮硫桿菌脫除後，進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截留，截留的脫氮硫桿菌以及其他懸浮顆粒物質保留在反應器或返回反應器中，濾過液為處理後的水體。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，利用厭氧反應器內汙泥與硫單質的密度差以及氮氣的分選作用，使單質硫沉積在厭氧反應器底部，在達到一定的濃度後可以回收。
3.根據權利要求1所述的方法，該方法還包括: 設置氣體內循環通路，利用脫氮硫桿菌反應產生的氮氣作為厭氧氣體來源，以循環方式從厭氧反應器頂部空間由曝氣設備抽出，或由射流器吸出，氣體或氣液混合流經由膜組件下方的膜曝氣清洗分配器對膜組件進行有效擦洗，而後氣體由循環管道從膜組件返回厭氧反應器，或直接進入厭氧反應器，多餘的氣體直接排放或儲存到特定的氣體容器中作為備用氣體，氣體儲罐中的壓力達到一定限值時壓力閥打開排放氣體。
4.根據權利要求3所述的方法，其中，在氣體內循環通路上設置吸收塔，對內循環氣體中的硫化氫和/或氨氣，以降低硫化氫和/或氨氣對反應器內厭氧生物的抑制作用。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，反應器內設有攪拌裝置，控制攪拌速率低於60rpmo
6.根據權利要求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.根據權利要求1所述的方法，其中，所述膜組件設置在厭氧反應器外。
8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述膜組件浸沒於厭氧反應器中。
9.根據權利要求1所述的方法，其中，利用溫度、ORP、pH傳感器監控厭氧反應器反應環境變化，優選地，控制反應器內溫度28~30°C、0RP小於-200mV、pH6.5~7.5，水力停留時間1~1.5h ; 更優選地，反應器內活性汙泥為厭氧顆粒汙泥，初始投加量為10~15g/L。
10.根據權利要求1所述的方法，其中，利用跨膜壓差計/探頭監測膜組件的跨膜壓力差；優選控制跨膜壓差應不低於-30kPa。
【文檔編號】C02F3/28GK103588296SQ201310589503
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月20日 優先權日:2013年11月20日
【發明者】王悅超, 陳靜 申請人:樂金電子研發中心(上海)有限公司