[发明专利]一种基于硫自养的UAD生物滤塔装置及脱氮方法

说明书

本发明涉及污水处理脱氮技术领域，公开了一种基于硫自养的UAD生物滤塔装置及方法，生物滤塔系统包括进水混合单元、集水布水单元、生物膜反应单元和出水排水单元。该方法将自养反硝化菌固定在升流生物滤塔的高比表面积填料中，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。本发明具有脱氮效率高、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

本发明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)生物滤塔系统及脱氮方法。

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，到处充斥鱼腥臭味，破坏了水体生态系统的稳定性，这将严重影响城市供水和饮水安全。水体富营养化的根本成因是营养元素氮和磷的增加。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。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种基于硫自养的UAD生物滤塔装置及脱氮方法。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；同时本发明具有脱氮效率高、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，本发明采用如下技术方案：

一种基于硫自养的UAD生物滤塔装置，包括进水混合单元、UAD生物滤塔、出排水单元，所述UAD生物滤塔内自上而下依次设置集水布水单元、生物膜反应单元。

进一步的，所述UAD生物滤塔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；通过检测进出水pH变化，及时调整UAD内pH值，达到最佳的生物反应条件，当监测到出水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混合，采用支管加药的方式，即在进水管路上开2个加药口，作为硫粉和碳酸钠的加药，进水与硫粉和碳酸钠通过水的流动而混合。

进一步的，所述集水布水单元包括稳流区和集水渠，所述稳流区高度为～0.3m；所述集水渠为环形堰，形式为周边布置，其上还布置有自动控制的出水口和反冲洗出口。

进一步的，所述生物膜反应单元包括滤板、配水滤头、承托层和硫自养滤料，所述配水滤头均布安装在滤板上；所述承托层位于滤板上方；所述硫自养滤料位于承托层上方。

进一步的，所述硫自养滤料采用固定式的MBBR填料，填料的直径为10mm。

进一步的，所述出水区在滤板的下部，深度为0.5m。