一种基于生物滴滤反应器同步脱硫反硝化处理废水的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于生物滴滤反应器同步脱硫反硝化处理废水的方法，属于生物工程领域。本发明专利技术提供了一种基于生物滴滤反应器同步脱硫反硝化处理废水的方法，通过填料的排列以及参数的相互配合，可以同时实现氮和硫的去除率都可以达到80％以上。而且本发明专利技术的方法可以解决现有技术中处理含氮硫废水运行成本高、污染重、能耗大等问题，同时可以回收单质硫，实现废物资源化利用。

A method of simultaneous desulfurization and denitrification for wastewater treatment based on bio trickling filter

【技术实现步骤摘要】
一种基于生物滴滤反应器同步脱硫反硝化处理废水的方法
本专利技术涉及一种基于生物滴滤反应器同步脱硫反硝化处理废水的方法，属于生物工程领域。
技术介绍
近年来,伴随着我国各类工业的迅猛发展,工业废水的排放量也呈现剧增趋势。根据《2018中国生态环境状况公报》的概要，全国生态环境质量持续改善，但是全国水体生态环境质量仍然极其严峻。在2018年内，453个日排污水量大于100立方米的直排海污染源监测结果显示，污水排放总量约866424万吨，化学需氧量147625吨，氨氮6217吨，总氮50873吨，总磷1280吨。一般来讲，含氮化合物和含硫化合物的排放方式主要为废水的排放。以发酵行业的味精废水为例,其离交尾液的COD高达30000-70000mg·L-1，NH4+-N高达2000-12000mg·L-1，SO42-高达20000-60000mg·L-1,此类废水若不经过严格处理就排放，将对环境造成严重污染。根据《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的规定，硫化物允许排放浓度不超过1mg/L，而在大部分化工厂、皮革厂排出的废水中，硫化物的浓度高达每升几十毫克至几百毫克，远远高于国家规定的最高排放标准。硫化物(S2-)是一种腐蚀性、酸性、有异味和有毒的物质。可导致管道和设备腐蚀泄露，摄入硫化物会给人带来健康风险。在不同的工业生态系统中对环境严重破坏且经济成本高。硝酸盐(NO3-)是地下水/含硫酸盐废水中常见的共同成分，石油工业，化肥加工业以及垃圾填埋场渗滤液都会产生含氮硫废水，为了防止水体污染工业废水必须做氮硫处理。传统的氮硫污染废水处理过程通常单独进行，为了简化废水处理过程，有必要探索同时去除氮硫化合物的新工艺。侯家军等人在厌氧条件下采用UASB反应器处理煤气化废水中的COD和氨氮，通过仅添加MBBR填料进行生物膜附着，达到氨氮的最大去除量为5.25Kgm-1h-1。此研究的最大去除量较低，且处理周期短，实验误差大(侯家军,俞凯.移动床生物膜反应器在煤气化废水处理中的应用[J].工业用水与废水,2015,第46卷(3):19-21.)。曾勇等使用厌氧滴滤塔反应器构建的同步脱硫耦联反硝化脱氮反应(SDD，分别将聚氨酯泡沫填料、多面空心球填料、鲍尔环填料放置在B、C、D三个反应器中进行对比，最终确定以聚氨酯泡沫为填料的厌氧滴滤塔反应器中生物活性最强，脱氮脱硫效果最好。但是该研究是一次性序批式进料，去除效率低。(曾勇,周俊,闫志英,等.废水同步脱硫脱氮关键工艺参数及微生物群落结构的研究[J].环境科学学报,2018,38(1):173-182.DOI:10.13671/j.hjkxxb.2017.0281.)
技术实现思路
为了解决上述至少一个问题，本专利技术提供了一种同步脱硫反硝化处理废水的方法，通过填料的排列以及参数的相互配合，可以同时实现氮和硫的去除率都可以达到80％以上。而且本专利技术的方法可以解决现有技术中处理含氮硫废水运行成本高、污染重、能耗大等问题，同时可以回收单质硫S0，实现废物资源化利用。本专利技术的第一个目的是提供一种组合填料层，其结构从上到下依次为：鲍尔环、多表面空心球、移动床生物流化床填料MBBR填料、纤维球、聚氨酯泡沫。本专利技术的第二个目的是包含本专利技术所述的填料层的生物滴滤反应器。在一种实施方式中，所述的生物滴滤反应器包括进水口1、溢流口2、填料采样口3、出水口4、液体取样口5、沉降池6、达标废水排放口7、回流系统8、蠕动泵9、反应区10，填料层在反应区10的内部。本专利技术的第三个目的是提供一种采用本专利技术所述的生物滴滤反应器的同步脱硫反硝化处理废水的方法。在一种实施方式中，所述的方法为：步骤一、生物滴滤反应器BDFR中填料的生物质固定：将接种物接种到填料层中；然后在反应区中注入合成废水，使得填料层表面形成生物膜；步骤二、生物滴滤反应器BDFR反应器的启动阶段：在填料生物质基础上，再在BDFR中加入反消化颗粒污泥作为生物介质以加快反应器的启动，使反应器迅速达到稳定期；将合成废水和再循环流出物按照回流比从顶部进料至BDFR中，以获得一定的总滴流液体流速；之后在BDFR中按照操作条件运行；步骤三、生物滴滤反应器BDFR反应器的处理阶段：将BDFR反应器的出水口与进水口连通，在反应器的出水管上引出一条回流管，调整回流比，调节BDFR反应器的水力停留时间，调节BDFR反应器的S/N，持续运行，完成以同步脱硫反硝化为主的生物滴滤反应器成功启动；步骤四、废水处理阶段：将合成废水持续注入BDFR反应器中，同时调整每阶段BDFR反应器的操作条件，即开始进行生活污水的同步脱硫反硝化。在一种实施方式中，步骤一所述的接种物由无锡某垃圾渗滤液处理中心反硝化罐中的污泥驯化所得。在一种实施方式中，所述生物滴滤反应器BDFR反应器中所用填料为鲍尔环、多表面空心球、移动床生物流化床填料MBBR填料、纤维球、聚氨酯泡沫5种填料。在一种实施方式中，填料附着生物量为105±2mg/g(填料)。在一种实施方式中，步骤一所述的BDFR反应器中填料生物质固定时合成废水中NO3的浓度为2～5g/L，Na2S2O3·5H2O的浓度为5～10g/L。在一种实施方式中，步骤一所述的填料生物质固定条件为温度30±2℃，pH＝7.2(±0.02)。在一种实施方式中，所述的反消化颗粒污泥来自无锡某垃圾渗滤液处理中心反硝化罐，接种量为1L。在一种实施方式中，步骤二中所述的回流比为1：(3.3～5)。在一种实施方式中，步骤二中所述的液体滴流流速为60～80mL·min-1。在一种实施方式中，步骤二中BDFR反应器以11个不同的操作条件运行153d。在一种实施方式中，步骤三中所述的水力停留时间为0.5-0.67h。在一种实施方式中，步骤三中所述的BDFR反应器的S/N为(2～3)：1。在一种实施方式中，步骤四中所述的注入的合成废水的浓度为NO3-的浓度为100～600mg/L，S2O32-的浓度为620～2976mg/L。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术在反硝化颗粒污泥所含有的反硝化菌和硫氧化菌的协同作用下，以S2O32-为电子供体，NO3-为电子受体，将废水中的S2O32-氧化为单质硫，NO3-反硝化为氮气。(2)与现有同步去除废水中氮、硫的脱除工艺相比，本专利技术在含氮硫废水处理过程中以硝酸盐作为电子受体氧化硫化物，降低了运行成本；同时将由硫化物氧化而成的单质硫回收，实现废物资源化利用，本专利技术解决了现有技术处理含氮硫废水的运作成本高昂，耗能大易产生二次污染的问题。(3)本专利技术以垃圾渗滤液处理中心的反硝化罐中的活性颗粒污泥作为生物滴滤反应器的接种污泥，加快反应器的启动，使反应器迅速到达稳定器。(4)本专利技术中硫化物去除率可达80％以上，亚硝酸盐去除率可达80％以上。附图说明图1为填料层的示意图，从上到下依次为：a：鲍尔环；b：多表面空心球；c：MBB本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合填料层，其特征在于，其结构从上到下依次为：鲍尔环、多表面空心球、移动床生物流化床填料MBBR填料、纤维球、聚氨酯泡沫。/n

【技术特征摘要】
1.一种组合填料层，其特征在于，其结构从上到下依次为：鲍尔环、多表面空心球、移动床生物流化床填料MBBR填料、纤维球、聚氨酯泡沫。


2.包含权利要求1所述的填料层的生物滴滤反应器。


3.根据权利要求2所述的生物滴滤反应器，其特征在于，包括进水口1、溢流口2、填料采样口3、出水口4、液体取样口5、沉降池6、达标废水排放口7、回流系统8、蠕动泵9、反应区10，填料层在反应区10的内部。


4.一种采用权利要求2所述的生物滴滤反应器的同步脱硫反硝化处理废水的方法。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的方法为：
步骤一、生物滴滤反应器BDFR中填料的生物质固定：将接种物接种到填料层中；然后在反应区中注入合成废水，使得填料层表面形成生物膜；
步骤二、生物滴滤反应器BDFR反应器的启动阶段：在填料生物质基础上，再在BDFR中加入反消化颗粒污泥作为生物介质以加快反应器的启动，使反应器迅速达到稳定期；将合成废水和再循环流出物按照回流比从顶部进料至BDFR中，以获得一定的总滴流液体流速；之后在BDFR中按照操作条件运行；
步骤三、...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯守帅，杨海麟，陈雨晴，付振浩，尹伊君，龚良琪，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32