[发明专利]一种基于多源电子供体的高氮废水同步硝化-自养反硝化脱氮方法及反应器

说明书

本发明公开了一种基于多源电子供体的高氮废水同步硝化‑自养反硝化脱氮方法及反应器。本发明的脱氮方法包括：将高氮废水投加硫代硫酸钠后先后进入三级同步硝化‑自养反硝化反应器，反应器中吊挂由菱铁矿(FeCO₃)、黄铁矿(FeS₂)及铁刨花(Fe⁰)组成的复合填料，在曝气充氧条件下发生同步硝化‑自养反硝化作用，使废水中总氮得以高效去除，处理后的水进入沉淀池沉淀后排出。与传统硝化、反硝化(AO)脱氮相比，本发明基于多源电子供体的高氮废水同步硝化‑自养反硝化脱氮方法及反应器不需外加有机碳源、不需硝化液回流，运行成本大幅度降低。

技术领域

本发明涉及一种基于多源电子供体的高氮废水同步硝化-自养反硝化脱氮方法及反应器，属于污废水脱氮技术领域。

背景技术

在垃圾填埋及发酵、印染过程中印花及养殖等工农业生产中产生高氮废水。高氮废水的处理方法一般为硝化、反硝化组合(AO)。但由于废水C/N较低，在反硝化过程中需要投加大量碳源。同时，为获得较高的总氮去除率，在实际工程中采用多级AO并设置硝化液高回流比的途径提高脱氮效率，处理成本较高。

针对高氮废水反硝化碳源需求量大、处理成本高的问题，近年来开展了以无机物作为电子供体的自养反硝化技术研究。低价硫替代外加有机碳源形成自养及混养反硝化，强化脱氮及碳源节约效果显著；例如：通过煅烧天然黄铁矿制备具有纳米结构的磁性黄铁矿，并应用于自养反硝化生物滤池处理实际二级生化出水，在低C/N比条件下对总氮可获得较高去除率。低价铁也可作为自养或混养反硝化电子供体，例如：在接种活性污泥的基于Fe²⁺氧化的自养反硝化反应器，在3个月的运行期可获得稳定的NO^3--N去除率，在系统中成功富集Fe²⁺氧化菌及硝酸盐还原菌。由于硫自养反硝化产酸、铁自养反硝化产碱，硫铁协同自养或混养反硝化可平衡缓冲脱氮体系pH，并对N₂O温室气体减排有显著贡献。

为解决高氮废水碳源用量及回流比高的问题，本发明基于硫铁协同自养反硝化及同步硝化反硝化原理，提出一种基于多源电子供体的高氮废水同步硝化-自养反硝化脱氮方法及反应器，对于高氮废水可实现无外加碳源及硝化液回流高效脱氮，可大幅度降低运行成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：高氮废水的脱氮存在碳源用量及回流比高等问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于多源电子供体的高氮废水同步硝化-自养反硝化脱氮方法，包括以下步骤：

步骤1)：TN≥1000mg/L的高氮废水投加硫代硫酸钠后进入一级同步硝化-自养反硝化反应器，该反应器中吊挂由菱铁矿FeCO₃、黄铁矿FeS₂及铁刨花Fe⁰组成的复合填料，形成多源电子供体，在曝气充氧条件下发生同步硝化-自养反硝化作用，使废水中总氮得以部分脱除；

步骤2)：经步骤1)处理后的废水进入二级同步硝化-自养反硝化反应器，该反应器中同样吊挂由菱铁矿FeCO₃、黄铁矿FeS₂及铁刨花Fe⁰组成的复合填料，但填充量低于一级同步硝化-自养反硝化反应器中复合填料的填充量，同样在曝气充氧条件下发生同步硝化-自养反硝化作用，使废水中总氮进一步降低；

步骤3)：经步骤2)处理后的废水进入三级同步硝化-自养反硝化反应器，反应器中吊挂由菱铁矿(FeCO₃)及铁刨花(Fe⁰)组成的复合填料，在三级反应器中曝气充氧条件下发生同步硝化-自养反硝化作用，使废水中总氮降至较低水平；

步骤4)：经步骤3)脱氮处理后的废水进入沉淀池固液分离，部分剩余污泥回流至一级同步硝化-自养反硝化反应器，回流比为50％～100％，与一级同步硝化-自养反硝化反应器的进水混合后进入一级同步硝化-自养反硝化反应器，以补充反应器中流失的污泥，部分剩余污泥排放后进一步处置。