[发明专利]二级生化出水硫铁协同混养反硝化深度脱氮方法

说明书

本发明涉及一种二级生化出水硫铁协同混养反硝化深度脱氮方法，向城市污水或工业废水处理厂二级生化出水中连续投加适量有机碳源及硫源，然后进入装有铁刨花‑黄铁矿复合填料和活性污泥絮体的折流式脱氮反应池，在反硝化细菌作用下发生异养反硝化脱氮过程、自养反硝化脱氮过程；处理后出水进入竖流式沉淀池的中心管，经沉淀后排出，部分沉淀污泥作为剩余污泥排出。本发明利用系统内存在的异养反硝化、Fe⁰和Fe²⁺自养反硝化与硫自养反硝化维持水中酸碱平衡，提高反硝化菌群丰度，促进硫、铁自养反硝化菌与异养反硝化菌协同脱氮作用，从而提高脱氮效率。本发明的方法易于操作管理，运行成本较低，可有效降低污泥产量。

技术领域

本发明涉及污水废水处理技术领域，尤其涉及一种二级生化出水硫铁协同混养反硝化深度脱氮方法。

背景技术

缺氧、好氧组合（AO）工艺是污水废水生物脱氮常用方法，但好氧硝化出水中含有一定量的硝酸盐，使二级生化出水含有一定浓度NO₃^--N。尽管《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准中设定TN浓度限值为15mg/L，但《地表水环境质量标准》（V类）TN限值仅为2mg/L，污水处理厂二级生化出水排入地表水体依然存在引发水体富营养化的风险。为提升地表水环境质量，消除富营养化风险，需对二级生化出水进行深度脱氮以进一步削减进入水环境氮素。

经过污水处理厂生化处理，二级生化出水中可生物利用碳源浓度较低，属贫营养水质。依靠投加有机碳源异养反硝化脱氮的传统方法运行成本高，碳源投加过量还会增加最终出水中有机物含量，且异养反硝化污泥产量大。与异养反硝化相比，硫、铁自养菌介导的自养反硝化可以利用低价态硫（S⁰、S^2-、S₂O₃^2-等）和低价态铁（Fe⁰、Fe²⁺）等无机物作为电子供体将NO₃^--N还原为N₂，用于低C/N污水反硝化脱氮时无需外加有机碳源，且具有运行成本低、反硝化效率较高及污泥产量低的优势，已成为低C/N污水高效脱氮的主流研究方向。

单一硫自养反硝化脱氮效率较高，基于S₂O₃^2-的自养反硝化不仅能够实现硫电子供体的液体投加，可避免固体S₀（危险品）使用的不便及S^2-易于产生H₂S的缺点，但反应过程产酸易导致出水pH呈酸性。基于Fe⁰/Fe²⁺的铁自养反硝化也可实现较高的脱氮效率，但在处理过程中产碱，并易于形成三价铁化合物并附着包裹在污泥及Fe⁰表面，从而降低反应效率。

有鉴于此，该领域技术人员在研发中综合硫、铁自养反硝化反应特性，使硫、铁组合自养反硝化可规避单一使用的不足，实现反应过程中的酸碱中和、相互促进作用。

发明内容

本发明的任务是提供一种二级生化出水硫铁协同混养反硝化深度脱氮方法，基于硫铁协同自养及混养反硝化原理，提出一种组合基于S₂O₃^2-、Fe⁰及黄铁矿（FeS₂）的污水处理厂二级生化出水混养深度脱氮方法，向二级生化出水中连续投加适量有机碳源及硫源，进行混养反硝化以维持水中酸碱平衡，提高反硝化菌群丰度，可有效降低反硝化过程中碳源用量及污泥产量，解决了单一硫自养反硝化脱氮基于S₂O₃^2-的自养反硝化在反应过程中产酸易导致出水pH呈酸性，基于Fe⁰/Fe²⁺的铁自养反硝化在处理过程中产碱易于形成三价铁化合物并附着包裹在污泥及Fe⁰表面从而降低反应效率的问题。

本发明的技术解决方案如下：