硫自养反硝化技术详解(一)

作者: laokou 分类: 水处理 发布时间: 2020-01-19 11:03

1关键技术

选取一种既可以替代石灰石中和硫磺反硝化过程产生的H+, 同时也可作为反硝化的电子供体, 对深度脱氮具有很重要的理论与实际意义。 经过大量的研究和反复的实践验证,发现亚铁氧化菌可以利用二价铁作为电子供体, 在缺氧或厌氧的条件下将硝酸盐还原为氮气, 同时产生碱度反应式是:

10FeCO3+2NO3+16H2O→10Fe(OH)3+N2+10CO2+2OH                        (1-33)

另发还发现,天然菱铁矿的主要成分是FeCO3,它在自然界中广泛存在, 若将硫磺与天然菱铁矿二者配合使用,则能够协同驱动污(废)水的深度脱氮,维持酸碱平衡,同时菱铁矿反硝化过程能够产生二氧化碳,可以持续提供无机碳源以保障污水处理系统中微生物生长代谢的需求, 从而得到了本发明, 其反应式如下:

0.86S0+5FeCO3+1.78NO3+12.59H2O+0.06NH4+

0.06 C5H7O2N +5Fe(OH)3+0.89N2+4.69CO2+0.85SO42-         (1-34))

采用单质硫及铁复合矿物作为滤料。复合滤料除具备截留悬浮污染物功能也作为缓释型电子供体驱动其附着的自养反硝化细菌从而实现脱氮。选用的复合滤料中包括在反硝化过程中能够产酸和产碱的两大类型,并通过复合比例的优化设计能够使得反硝化脱氮过程中pH值始终保持在中性范围,从而获得较高脱氮速率,并满足出水pH值指标的要求。

55S0+50NO3+38H2O+20CO2+4NH4+→25N2+55SO42-+4C5H7O2N+64H+                      (1-15)

10FeCO3+2NO3+24H2O→10Fe(OH)3+N2+10HCO3+8H+                                      (1-35)

HCO3+H+→CO2+H2O                                                     (1-36)

根据上述原理,拟采用菱铁矿(菱铁矿是铁的碳酸盐矿物,成分为FeCO3,FeO62.01%,CO237.99%。因为它含有48%的并不含有,菱铁矿莫氏硬度3.75-4.25,比重3.7~4.0)作为固体缓释型电子供体。通过复合比例的优化设计达到脱氮过程中pH值始终保持在中性范围。

1、通过滤料材质的选配,将Fe自养反硝化(产碱电子供体)过程和S自养反硝化(产酸电子供体)过程结合,Fe自养反硝化分担S自养反硝化的负荷(硫磺对反硝化的贡献率66%,铁矿的贡献34%——生态中心),进而降低系统硫酸根生成量,同时产生氢氧根可以为S自养反硝化过程提高碱度,系统内酸碱平衡,无需外加碱度;

2、将Fe自养反硝化(产碱电子供体)过程和S自养反硝化(产酸电子供体)过程结合促进二价铁的溶出,遏制硫酸盐生成,从而提高滤池负荷。