[发明专利]一种硫自养反硝化脱氮处理工艺

说明书

本发明公开了一种硫自养反硝化脱氮反应装置，包括主体反应器、进水设备、除氧装置、回流装置和酸碱投加装置；其中，所述主体反应器自下而上分为四部分，依次为进水混合区、硫自养反硝化区、厌氧氨氧化区和出水区；所述进水设备通过进水口A、进水口B分别连接所述主体反应器的所述进水混合区和所述厌氧氨氧化区；所述回流装置包括回流泵和布水器；所述回流泵通过管道连接所述主体反应器的所述厌氧氨氧化区和所述进水混合区；厌氧氨氧化反应后的碱性废水通过回流循环至进水混合区，再进入到硫自养反硝化区，降低硫自养反硝化过程所需要的外加碱度，保证硫自养反硝化过程的顺利进行。

技术领域

本发明涉及废水生物处理领域，尤其涉及一种用硫自养反硝化脱氮反应装置。本发明适用于高氨氮低C/N废水的生物脱氮处理，如焦化废水、煤气废水、养殖废水等。

背景技术

随着我国石油化工、冶金、食品加工、畜禽养殖等行业的迅速发展，以及城市化进程的不断加快，大量含有高浓度氮素的废水排入水体，引起水体富营养化，造成生态系统紊乱；另一方面氮素作为硝化细菌的能源，消耗水中的溶解氧引起水体缺氧，而硝酸盐在缺氧条件下会被转化为亚硝酸盐，产生“三致作用”，危害人类健康和环境质量。

目前，常规的脱氮方法是微生物异养反硝化技术，即利用兼性异养的反硝化菌在缺氧条件下，以有机物作为电子供体，将硝酸盐中的氮还原为氮气。反应过程需要有机碳源，特别是在处理低C/N污水的过程中，需要投加大量的有机碳，如甲醇、乙酸等以保证总氮的去除需求，同时产生大量的剩余污泥，并且受冬季低温的影响，易出现地域间季节性出水总氮超标的问题，总氮去除效率低，且运行成本较高，设备占地面积大。

与异养反硝化相比，硫自养反硝化是以还原态硫，如S、S^2-、S₂O₃^2-等作为电子供体，以硝态氮为电子受体进行的自养反硝化过程，能够有效地去除污水中的硝态氮，且反应过程无需外加碳源，运行成本低，污泥产量少、效率高、工艺简单。然而目前现有的硫自养反硝化反应器脱氮过程会消耗大量的碱度，同时产生副产物硫酸盐，据核算，每去除1g的NO₃^-，将产生约1.7g的SO₄^2-，进而增加水体盐度，造成水体发黑发臭。

CN107162184A公开了一种利用厌氧氨氧化-硫自养反硝化耦合脱氮的UBF反应器及其系统和脱氮方法，其通过亚硝化作用将进水中的部分氨氮首先转化为亚硝酸盐，然后通过厌氧氨氧化反应将氨氮和亚硝酸盐还原为氮气，最后利用硫自养反硝化作用将硝化和厌氧氨氧化反应产生的硝态氮还原为氮气，克服了亚硝酸盐难以积累，厌氧氨氧化过程无法顺利进行的问题，但是该方法是以厌氧氨氧化为主体反应，硫自养反硝化过程消耗大量的碱度，以及副产物硫酸盐的产生仍无法避免，并且该方法需控制部分氨氮转化为亚硝态氮，工艺复杂，反应器能耗较大，运行成本较高，并且水中残留的溶解氧抑制厌氧氨氧化和硫自养反硝化过程，总氮去除效率低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实现硫自养反硝化与厌氧氨氧化过程耦合的硫自养反硝化脱氮反应装置。该反应装置运行稳定性高，运行成本及能耗较低，出水盐度较低，污泥产量少，并且反应过程无需投加大量碱度。

为实现上述目的，本发明提供一种硫自养反硝化脱氮反应装置，包括主体反应器、进水设备、除氧装置、回流装置和酸碱投加装置；其中，所述主体反应器自下而上分为四部分，依次为进水混合区、硫自养反硝化区、厌氧氨氧化区和出水区；所述进水设备包括进水水泵、进水口A和进水口B；所述进水设备通过所述进水口A、进水口B分别连接所述主体反应器的所述进水混合区和所述厌氧氨氧化区；所述回流装置包括回流泵和布水器；所述回流泵通过管道连接所述主体反应器的所述厌氧氨氧化区和所述进水混合区；厌氧氨氧化反应后的碱性废水通过回流循环至进水混合区，再进入到硫自养反硝化区，降低硫自养反硝化过程所需要的外加碱度，保证硫自养反硝化过程的顺利进行；