公布日：2022.11.25
申请日：2022.09.14
分类号：C02F3/28(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种硫自养与异养耦合反硝化的装置及方法，所述装置包括反应器主体，反应器内自下而上依次设置布水层、衬托层、滤料层、反应层、沉淀层和出水层；所述滤料层布置有专用滤料，所述专用滤料上附着有硫自养反硝化菌和异养反硝化菌；所述反应层为生物反应区，滤料分解出的无机还原物质被硫自养脱氮菌吸收作为反硝化电子供体，硝酸盐作为电子受体进行自养反硝化脱氮；异养反硝化菌以有机碳源作为反硝化的电子供体进行异养反硝化脱氮；本发明实现了将硫自养和异养进行耦合反硝化，提高了脱氮效率，避免有机碳源投加量控制不当会引发出水COD偏高、污泥产量大等问题。
权利要求书
1.一种硫自养与异养耦合反硝化的装置，其特征在于，包括反应器主体，反应器内自下而上依次设置布水层、衬托层、滤料层、反应层、沉淀层和出水层；所述滤料层布置有专用滤料，所述专用滤料上附着有硫自养反硝化菌和异养反硝化菌；所述反应层为生物反应区，滤料分解出的无机还原物质被硫自养脱氮菌吸收作为反硝化电子供体，硝酸盐作为电子受体进行自养反硝化脱氮；异养反硝化菌以有机碳源作为反硝化的电子供体进行异养反硝化脱氮。
2.如权利要求1所述的硫自养与异养耦合反硝化的装置，其特征在于，所述专用滤料的各组分的质量百分比为：硫磺60％-80％，棱铁矿15％，青石粉10％，活性炭1％-5％，粘合剂5％-10％。
3.如权利要求1所述的硫自养与异养耦合反硝化的装置，其特征在于，所述布水层包含布水器和气反洗管路，布水器用于将水均匀分布流入反应器，气反洗管路用于反洗步骤中的气体反冲洗。
4.如权利要求1所述的硫自养与异养耦合反硝化的装置，其特征在于，所述衬托层布置有鹅卵石，卵石尺寸在5-35mm，用于支撑滤料层。
5.如权利要求1所述的硫自养与异养耦合反硝化的装置，其特征在于，所述沉淀层布置有斜管，斜管的倾斜角度为60°。
6.如权利要求1所述的硫自养与异养耦合反硝化的装置，其特征在于，所述出水层布置有溢流出水围堰，围堰呈锯齿结构，出水层设有与围堰连接的出水管道；进一步地，所述出水管道连接至清水池，管道向上延伸出部分，顶端不做密封以平衡气压。
7.如权利要求1所述的硫自养与异养耦合反硝化的装置，其特征在于，所述的反应器主体底部设置有排空口，排空口上连接有排空阀和排空管。8.如权利要求1所述的硫自养与异养耦合反硝化的装置，其特征在于，所述反应器顶部设置有硫化氢气体检测仪。
9.一种硫自养与异养耦合反硝化的方法，采用如权利要求1-8任一项所述的硫自养与异养耦合反硝化的装置来实现，其特征在于，待处理的废水从反应器的底部进入反应器的内部，在硫自养反硝化菌和异养反硝化菌的协同反硝化作用下，实现脱氮。
10.如权利要求9所述的硫自养与异养耦合反硝化的方法，其特征在于，滤料分解出的无机还原物质被硫自养脱氮菌吸收作为反硝化电子供体，硝酸盐作为电子受体进行自养反硝化脱氮；异养反硝化菌以有机碳源作为反硝化的电子供体进行异养反硝化脱氮。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种硫自养与异养耦合反硝化的装置及方法，将硫自养反硝化和异养反硝化进行耦合，在反应过程中不依赖有机碳源，减少了碳源消耗，提高了反应效率。
本发明的技术方案如下：
第一方面，一种硫自养与异养耦合反硝化的装置，包括反应器主体，反应器内自下而上依次设置布水层、衬托层、滤料层、反应层、沉淀层和出水层；
所述滤料层布置有专用滤料，所述专用滤料上附着有硫自养反硝化菌和异养反硝化菌；
所述反应层为生物反应区，滤料分解出的无机还原物质被硫自养脱氮菌吸收作为反硝化电子供体，硝酸盐作为电子受体进行自养反硝化脱氮；异养反硝化菌以有机碳源作为反硝化的电子供体进行异养反硝化脱氮。
进一步地，所述专用滤料的各组分的质量百分比为：硫磺60％-80％，棱铁矿15％，青石粉10％，活性炭1％-5％，粘合剂5％-10％。
进一步地，所述布水层包含布水器和气反洗管路，布水器用于将水均匀分布流入反应器，气反洗管路用于反洗步骤中的气体反冲洗。
进一步地，所述衬托层布置有鹅卵石，卵石尺寸在5-35mm，用于支撑滤料层。
进一步地，所述沉淀层布置有斜管，斜管的倾斜角度为60°。
进一步地，所述出水层布置有溢流出水围堰，围堰呈锯齿结构，出水层设有与围堰连接的出水管道；所述出水管道连接至清水池，管道向上延伸出部分，顶端不做密封以平衡气压。
进一步地，所述的反应器主体底部设置有排空口，排空口上连接有排空阀和排空管。
进一步地，所述反应器顶部设置有硫化氢气体检测仪。
第二方面，本发明提供了一种硫自养与异养耦合反硝化的方法，待处理的废水从反应器的底部进入反应器的内部，在硫自养反硝化菌和异养反硝化菌的协同反硝化作用下，实现脱氮。
进一步地，滤料分解出的无机还原物质被硫自养脱氮菌吸收作为反硝化电子供体，硝酸盐作为电子受体进行自养反硝化脱氮；异养反硝化菌以有机碳源作为反硝化的电子供体进行异养反硝化脱氮。
本发明的技术特点及有益效果：
1.本发明采用的脱氮菌为硫自养脱氮菌和铁自养脱氮菌等多种自养菌，其反硝化的电子供体是硫单质和硫化物，来源于滤料的分解，可以节省碳源投加量，降低运行成本。
2.本发明的硫自养与异养耦合反硝化的方法，综合利用了硫自养产酸和异养反硝化产碱这一机制，在反硝化反应过程中形成酸碱平衡，不需要额外补充碱度。
3.本发明的布水器和气帽是分散式的点状布水/布气的结构，布水和布气均匀，无反应死区。
4.本发明使用斜管沉淀实现泥水的高效分离，保证菌种和滤料不会流失。
5.本发明所使用的滤料是硫磺和硫化物加工改良而成的特质滤料，粒径为3-6mm，比重为1.6g/cm3，表面粗糙有孔，便于菌种附着，且不随水流失。
（发明人：张超群;安荣坤;陈六根;刘帅;刘洪涛;朱杰高）
