[实用新型]一种基于硫自养的UAD生物流化床脱氮装置

说明书

本实用新型涉及污水处理脱氮领域，公开了一种基于硫自养的UAD生物流化床脱氮装置，生物流化床系统包括进水混合单元、布水单元、生物膜反应单元、循环系统单元。该方法无需外加有机碳源，具有脱氮效率高、处理负荷高、出水水质优、运行控制智能化等优点，适用于硝态氮工业废水的脱氮处理和市政污水二级出水的脱氮提标。

技术领域

本实用新型涉及污水脱氮处理技术领域，公开了一种基于硫自养的UAD (Up-flowAutotrophic Denitrification)生物流化床脱氮装置。

背景技术

水体富营养化是近几十年来的一个全球现象，受人类活动的影响，河流、湖泊等水体中营养元素的排放量的增加使之趋于富营养化。水体发生富营养化发生时，某些藻类暴发，造成水质缺氧恶化。城镇污水厂二级处理出水和高硝态氮工业废水是污水氮元素排放的主要来源。

现有老旧污水处理厂(站)二级生化段中可生物降解的有机物含量低，即低 C/N时，水中原有碳源已无法满足生物反硝化脱氮时的要求，这时就需要向水中额外投加有机碳源。由此带来高运行成本、二次污染等问题，并且往往难以达到理想的脱氮处理效果。太阳能电池生产废水、铀矿矿区地下水等硝态氮含量较高，目前对于高浓度硝态氮废水多采用物理化学法处理，如反渗透、电渗析、离子交换法等，但处理成本较高，且维护较难。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种基于硫自养的UAD生物流化床脱氮装置。装置中生物膜反应单元的菌群以生物膜型式存在，且菌群均为专性无机化能自养型的硫杆菌属，其代谢过程为在无氧或缺氧的环境下利用单质硫 (S)、硫化物(S^2-)等为电子供体，在一定碱度条件下，以硝酸盐为电子受体将硝氮(NO₃^-)还原为氮气(N₂)同时将硫氧化为硫酸盐的自养反硝化过程。该装置以硫粉或废弃的硫化物沉淀为电子供体，无需外加有机碳源，既能满足资源化的利用，又能达到脱氮的目的；同时本实用新型具有脱氮效率高、处理负荷高、出水水质优、运行控制智能化等优点，适用于高硝态氮工业废水的脱氮处理和市政污水二级出水的脱氮提标。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于硫自养的UAD生物流化床装置，包括进水混合单元、布水单元、生物膜反应单元、循环系统单元。

进一步的，所述UAD生物流化床的进出水口布置有氧化还原电位仪、pH 检测仪。通过氧化还原电位仪数值监测，能够判断UAD内反应是否处于缺氧状态；通过检测进pH变化，及时调整UAD内pH值，达到最佳的生物反应条件，当监测到反应器内pH低于6.5时，向水中添加碳酸钠，以提高进水pH；通过检测进出水硝氮去除率及出水硝氮出水浓度，当发现出水硝氮值高于5mg/L或去除率低于40％时，即会向水中添加硫粉。

进一步的，所述进水混合单元包含硫粉和碳酸钠，采用支管加药的方式，即在进水管路上开2个加药口，进水与硫粉和碳酸钠通过水的流动而混合。

进一步的，所述布水单元为环形不锈钢管道，管道每隔一定距离开孔，开孔方向为斜下方，与竖直方向夹角45°对称布置，开孔大小为φ5mm。

进一步的，所述生物膜反应单元包括硫自养填料，所述硫自养填料为MBBR 填料，该填料比重比水略小，未附着生物膜时填料浮在水上层。附着生物膜后比重与水相当，在水流搅动下会在反应器内呈悬浮流动状态。

进一步的，所述硫自养填料采用MBBR填料，填料的直径为25mm，填料的量使其能够在反应器内自由浮动。

进一步的，所述循环系统单元为循环泵将反应器内的水抽出并重新打回进水口。

基于上述装置的一种基于硫自养的UAD生物流化床系统脱氮方法，包括如下步骤：将自养反硝化菌固定在生物流化床的硫自养填料中，利用硫粉作为自养反硝化所需的电子供体，在无需外加有机碳源的情况下对污水中的硝态氮进行降解去除。