[发明专利]一种菱铁矿/硫磺生物滤池及利用其同步去除水中氮和磷的方法

说明书

本发明公开了一种菱铁矿/硫磺生物滤池及利用其同步去除水中硝氮和磷的方法，属于污水深度处理领域。该方法步骤如下：(1)生物滤池填料制备和构建；(2)生物滤池的启动；(3)生物滤池的运行。在该方法中硫自养反硝化细菌以硫磺为电子供体，将水中的硝酸根还原为氮气，去除水中的硝氮；菱铁矿提供无机碳源支持自养反硝化反应进行，并同时释放出铁离子化学除磷，从而实现滤池的同步脱氮除磷。本发明的生物滤池构造简单，启动方便，运行稳定，脱氮除磷效率高，适用于对污水的深度处理。

技术领域

本发明属于污水深度处理领域，具体的说，是一种菱铁矿/硫磺生物滤池及利用其同步去除水中硝氮和磷的方法。

背景技术

传统的水处理生物脱氮过程是微生物在好氧条件下将氨氮转化为硝氮，异养反硝化细菌在缺氧条件下以有机碳源为电子供体将硝氮逐步转化为氮气。传统的生物除磷是利用聚磷菌等微生物在好氧的条件下吸收磷、缺氧条件下释放磷完成的，这两个过程都需要有机碳源。将生物脱氮和生物除磷串联合并形成的A2/O等工艺可以达到脱氮除磷目的，但是工艺复杂。而且生物脱氮和除磷过程是以脱氮菌和除磷菌的生物活动为基础实现的，因此将两者串联合并进行脱氮除磷时，无可避免的需要考虑两种微生物的生存环境问题：污泥龄，好氧厌氧平衡，溶解氧和有机物等的竞争问题。这使得该工艺难以高效地同步脱氮除磷，工艺控制难度较高。此外，传统生物脱氮除磷串联工艺依赖于水中的有机物，当进水有机物不足或水中碳氮比较低时，需要额外添加有机物(通常为甲醇)，除了增加处理成本外还可形成二次污染。

针对低碳氮比污水的脱氮问题，人们开发一种基于硫自养反硝化细菌的硫磺/石灰石自养反硝化脱氮系统(SLAD)，该系统无需有机碳源即可脱氮。但是该系统存在除磷效果不明显，出水硬度高等问题。针对SLAD存在的问题，中国专利申请号：ZL2010105243393，申请日： 2010年10月29日，发明创造名称：黄铁矿作为生化填料脱氮除磷的方法，公开了黄铁矿和石灰石作为填料实现同步脱氮除磷的方法，该申请案依赖于硫自养反硝化细菌以黄铁矿为电子供体的生化过程脱氮反硝化，将脱氮硫杆菌以黄铁矿为硫源进行同步脱氮除磷，但是以黄铁矿为硫源的硫自养反硝化菌的脱氮速率低，导致处理时间长脱氮能力不高的问题；该申请案使用了石灰石、方解石或白云石，增加了运行成本，且对出水水质有影响，出水水质的硬度较高。又如申请号：2012100953709，申请日：2012年4月1日，发明名称：一种含氮磷污水同步脱氮除磷的方法，该申请案实现了脱氮硫杆菌脱氮技术和铁离子除磷技术的自然融合，反应成本较低，但该申请案同样存在处理时间长脱氮能力不高的问题，且该申请案没有中和pH的填料，系统pH很低，不利于系统高效稳定的运行。

再如专利申请号：2014100638686，申请日：2014年2月25日，发明创造名称为：一种基于菱铁矿的脱氮除磷材料及其使用方法，其制备方法是把菱铁矿矿石破碎过40目筛，按照菱铁矿粉、粘结剂、致孔剂适当的比例，或者按照菱铁矿粉、粘结剂适当比例加入发泡剂的方式，获得以菱铁矿粉为主体的多孔颗粒材料，具有颗粒强度高、空隙率高、比表面积大、微生物负载量大等特点。用该材料既是微生物的载体，又是厌氧微生物电子供体、除磷的吸附剂。装填固定床以过滤方式处理废水，接种依赖硝酸盐的铁氧化菌为主的厌氧菌种液，在无氧条件下微生物以菱铁矿中的亚铁为电子供体还原硝酸盐为氮气，并增强对磷的吸附作用，主要用于废水同步脱除硝酸盐氮和磷酸盐。该申请案使用天然菱铁矿为填料，减少了工艺的复杂程度，但该申请案使用的厌氧铁氧化细菌对生存环境的要求较高，生存竞争力较差，难以高效应用。

发明内容

1.发明要解决的技术问题