一种实现单质硫回收的无需外加硫源的同步脱氮除硫方法技术

本发明专利技术提供一种实现单质硫回收的无需外加硫源的同步脱氮除硫方法，属于废水处理技术领域，所述方法利用专用的硫酸盐还原

【技术实现步骤摘要】
一种实现单质硫回收的无需外加硫源的同步脱氮除硫方法


[0001]本专利技术属于废水处理
，具体涉及一种实现单质硫回收的无需外加硫源的同步脱氮除硫方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着城市垃圾排放量的增加，产生了越来越多的垃圾渗滤液。垃圾渗滤液是一种极其复杂且高度污染的液体，其含有高浓度的可生物降解和不可生物降解化合物，包括氨氮、硫酸盐等物质。这成为了垃圾渗滤液去除的一大难题。
[0003]垃圾渗滤液常采用短程反硝化/短程硝化+厌氧氨氧化工艺，但是由于NO3‑
的限制，厌氧氨氧化的总氮去除率一般不会超过89％。而有机物的添加会增强异养反硝化，对厌氧氨氧化过程产生了不利影响。因此自养反硝化结合厌氧氨氧化工艺近来受到了人们的青睐。
[0004]硫自养反硝化凭借其高效、经济等特点，被用作处理厌氧氨氧化产生的NO3‑
，可以通过将其控制在短程反硝化阶段将NO3‑
还原为NO2‑
，为厌氧氨氧化提供底物。并且由于硫自养反硝化菌是化能自养菌，不需要外部碳源的添加，从而不会使得厌氧氨氧化菌受到异养菌的抑制。此外，硫自养反硝化菌与厌氧氨氧化菌具有相似的生态位，能够实现很好的共生，又由于其生长速率缓慢，能够降低污泥产量。因此可以考虑将两者相结合以实现更深层次的脱氮。如专利CN106396098A公开了一种硫自养反硝化脱氮反应装置，其主体反应器自下而上分为四部分，依次为进水混合区、硫自养反硝化区、厌氧氨氧化区和出水区，利用该硫自养反硝化脱氮反应装置进行高盐废水同步脱氮除硫，该方法能够在一个反应器内实现高盐废水中的S2‑
、NO2‑
和NH
4+
，并累积单质硫，该方法具有处理效果好、运行操作简单、可回收单质硫。但硫自养反硝化会产生大量的硫酸盐和单质硫，当硫酸盐含量较高时，将加速甲基汞的生成，改变原有的生态调节功能，会对水生生物和人类健康产生重大影响。据报道，硫酸盐含量高于250mg/L时，便会引起腹泻等肠道疾病。因此，硫酸盐的去除也成为工艺的又一亟需解决的问题。
[0005]硫酸盐还原是通过硫酸盐还原菌以氢或有机物为电子供体将硫酸盐还原为硫化物，垃圾渗滤液中含有大量的有机物，因此将硫酸盐还原用于去除垃圾渗滤液中的硫酸盐具有一定的可行性。专利CN113716690A公开了一种利用水中硫酸盐作硫源的硫自养反硝化深度脱氮装置，其滤塔包括位于下部的硫酸盐还原区和位于上部的硫自养反硝化区，利用该装置进行废水的深度脱氮，在无外加硫源的情况下进行硫自养反硝化深度脱氮，节约资源，实现硫源利用率最大化，减少运行费用。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种实现单质硫回收的无需外加硫源的同步脱氮除硫方法，该方法利用专用装置硫酸盐还原
‑
同步脱氮除硫
‑
单质硫回收的反应装置实现，该装置运行稳定，无需外加硫源即可实现深度脱氮除硫，污泥产率低，且可以
将硫的形态控制在元素硫状态并实现回收利用。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一方面，一种硫酸盐还原
‑
同步脱氮除硫
‑
单质硫回收的反应装置，其主体反应器的主体部分自下而上依次为硫酸盐还原区1、硫自养反硝化耦合厌氧氨氧化反应区(同步脱氮除硫区)2和单质硫回收区3，硫酸盐还原区1底部设有进水区14，单质硫回收区3顶部设有出水区15；主体反应器顶部设有出气口10，底部设有氮气管线9，整个反应器外层包有一层避光保温层；其中，
[0009]所述硫酸盐还原区1和同步脱氮除硫区2用具有细长孔道的隔板I隔开；同步脱氮除硫区2和单质硫回收区3用均匀分布圆台孔道的隔板II隔开，且孔道内放置铁珠13；
[0010]所述硫酸盐还原区1中间设有pH在线监测装置和酸碱投加装置a；所述pH超出设定范围时，自动投加酸源或碱源；
[0011]所述同步脱氮除硫区2自下而上分为硫自养反硝化区和厌氧氨氧化反应区，同步脱氮除硫区2的底部设有进水口B，中间设有pH在线监测装置和酸碱投加装置b、DO在线监测装置5，顶部设有回流装置4和取样口12；所述回流装置4连接同步脱氮除硫区2与进水区14；所述pH超出设定范围时，自动投加酸源或碱源；
[0012]单质硫回收区3顶部设有混合纤维素膜7，中间设有排渣出口8，在隔板(II)的圆心设有除渣板6；单质硫通过混合纤维素膜7实现截留；所述除渣板6有两块，除渣时，两块板可同时从顺时针和逆时针角度转动刮除，并经排渣出口8排出；
[0013]所述进水区14底部设有布水器11和进水口A；
[0014]所述出水区15设有出水口16，所述出水口距离出水区15顶部2
‑
3cm处。
[0015]进一步地，所述主体反应器的高径比为5
‑
6:1，主体部分的单质硫回收区3、同步脱氮除硫区2和硫酸盐还原区1的高度比为1:3.9
‑
4.5:6
‑
7；优选地，所述单质硫回收区3、同步脱氮除硫区2和硫酸盐还原区1的高度比为1:4:6.5。
[0016]进一步地，所述隔板I的孔道直径＜0.5cm，厚度＞3cm；优选地，所述隔板I的孔道直径0.4cm，厚度5cm。
[0017]进一步地，所述隔板II的孔道下端直径＜0.5cm，上端直径0.8
‑
1cm，厚度1.5
‑
2.5cm，孔道内放置的铁珠13直径0.5
‑
0.6cm；优选地，所述隔板II的孔道下端直径0.35cm，上端直径0.9cm，厚度2cm，孔道内放置的铁珠13直径0.55cm。反应器运行时，铁珠会因为上升水流而抬起，控制上升流速≤0.5m/h，使铁珠能一直稳定在孔道内，停止进水时，铁珠会继续沉降，避免隔板上的单质硫掉落到同步脱氮除硫区。
[0018]进一步地，所述除渣板6固定在隔板I圆心，含有两片挡板，除渣时两片挡板从出口另一侧开始向处排渣出口8移动，进行排渣；所述排渣出口8可进行自由开关，当进行排渣时打开，除渣结束时又再次关闭。
[0019]进一步地，所述混合纤维素膜7的孔径为0.1
‑
0.2μm；所述混合纤维素膜7由氧化纤维素、乙基纤维素和纳米二氧化钛制备与溶剂混合制备成铸膜液，然后经相转化法制备而成；所述混合纤维素膜7的孔径为0.1
‑
0.2μm。混合纤维素膜在水系中截留效果好，且具有吸附低等特点，能够避免单质硫流入到出水区，实现更好的单质硫截留。
[0020]更进一步地，所述氧化纤维素、乙基纤维素和纳米二氧化钛的质量比为10:2
‑
5:0.1
‑
0.5；优选地，所述氧化纤维素、乙基纤维素和纳米二氧化钛的质量比为1:3:0.2。
[0021]另一方面，一种实现单质硫回收的无需外加硫源的同步脱氮除硫方法，利用上述硫酸盐还原
‑
同步脱氮除硫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫酸盐还原
‑
同步脱氮除硫
‑
单质硫回收的反应装置，其特征在于，其主体反应器的主体部分自下而上依次为硫酸盐还原区(1)、同步脱氮除硫区(2)和单质硫回收区(3)，硫酸盐还原区(1)底部设有进水区(14)，单质硫回收区(3)顶部设有出水区(15)；主体反应器顶部设有出气口(10)，底部设有氮气管线(9)，整个反应器外层包有一层避光保温层；其中，所述硫酸盐还原区(1)和同步脱氮除硫区(2)用具有细长孔道隔板(I)隔开；同步脱氮除硫区(2)和单质硫回收区(3)用均匀分布圆台孔道的隔板(II)隔开，孔道内放置铁珠(13)；所述硫酸盐还原区(1)中间设有pH在线监测装置和酸碱投加装置(a)；所述pH超出设定范围时，自动投加酸源或碱源；所述同步脱氮除硫区(2)自下而上分为硫自养反硝化区和厌氧氨氧化反应区，同步脱氮除硫区(2)的底部设有进水口(B)，中间设有pH在线监测装置和酸碱投加装置(b)和DO在线监测装置(5)，顶部设有回流装置(4)和采样口(12)；所述回流装置(4)连接同步脱氮除硫区(2)与进水区(14)；所述pH在线监测装置和酸碱投加装置(b)检测pH超出设定范围时，自动投加酸源或碱源；单质硫回收区(3)顶部设有混合纤维素膜(7)，中间设有排渣出口(8)，在隔板(II)的圆心设有除渣板(6)；单质硫通过混合纤维素膜(7)实现截留；所述除渣板(6)有两块，除渣时，两块板可同时从顺时针和逆时针角度转动刮除，并经排渣出口(8)排出；所述进水区(14)底部设有布水器(11)和进水口(A)；所述出水区(15)设有出水口(16)，所述出水口距离出水区(15)顶部2
‑
3cm处。2.根据权利要求1所述的硫酸盐还原
‑
同步脱氮除硫
‑
单质硫回收的反应装置，其特征在于，所述主体反应器的高径比为5
‑
6:1，主体部分的单质硫回收区(3)、同步脱氮除硫区(2)和硫酸盐还原区(1)的高度比为1:3.9
‑
4.5:6
‑
7。3.根据权利要求1所述的硫酸盐还原
‑
同步脱氮除硫
‑
单质硫回收的反应装置，其特征在于，所述隔板(I)的孔道直径＜0.5cm，厚度＞3cm；所述隔板(II)的孔道下端直径＜0.5cm，上端直径为0.8
‑
1cm，厚度为1.5
‑
2.5cm，铁珠(13)的直径为0.5
‑
0.6cm；反应器内上升流速≤0.5m/h，使铁珠会因为上升水流而抬起，且能一直稳定在孔道内。4.根据权利要求1所述的硫酸盐还原
‑
同步脱氮除硫
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡靖，朱晓鹏，肖景洪，张凯瑜，梁娜，
申请(专利权)人：浙江工商大学，
类型：发明
国别省市：