深床滤池反硝化滤料,水污水处理,自养反硝化填料

反硝化滤池采用单质硫及铁复合矿物作为滤料相较于目前常见的基于外源投加有机碳源的反硝化滤池，自活性反硝化滤池无需投加有机碳源，可有效避免由于水质波动带来的COD二次污染问题同时，脱氮基于自养反硝化原理，污泥产率低，可有效降低反冲洗频次，实现节能。另外，相较于有机碳源作为电子供体，固体缓释型电子供体更为廉价，并易于储藏和运输。硫自养滤料整体上可显著降低深度反硝化工段的运行成本。另外，相较于有机碳源作为电子供体，固体缓释型电子供体更为廉价，并易于储藏和运输。硫自养滤料整体上可显著降低深度反硝化工段的运行成本。

硫自养反硝化中硫形态的分类
硫离子（S2-）
含有S2-的废水对环境有着较大的危害。污水中的S2-会对管道产生腐蚀，减少管道寿命，在输送过程中水解还会产生H2S气体，散发臭味的同时还具有一定的毒性。利用S2-做为硫自养反硝化的硫源可以将二者同时去除，可以达到以废治废的效果，反应方程式如下所示。
NO3-+ 0.70S2-+0.997H++0.131CO2→
0.70SO42-+0.50N2+0.406H2O+0.026C5H7O2N

硫自养反硝化影响因素
1、硫氮比（S/N）
硫自养反硝化与传统的异养反硝化具有相同的脱氮路径，与C/N比类似，初始的S/N对反应也起着十分重要的作用。S/N过低容易导致反应不完全，S/N过高不仅会导致成本的增加，还有使硝酸盐异化还原成铵的可能。Wang等研究指出硫自养反硝化过程的佳S/N为5:3；Cai等也研究得出了与Wang等相似的结果，佳S/N为5:2。也有其他研究人员也有提出S/N为1.3时较好的观点，但这都是以S2-为电子供体得出的结论，对其他种类电子供体的佳S/N研究较少。

温度对于硫自养反硝化过程是一个重要的环境因素，对细菌的生长和反硝化的速率有明显的影响。车轩等研究提出脱氮硫杆菌适的生长温度为29.5 ℃，适的反硝化温度为32.8 ℃；张晓晨等试验发现温度在30 ℃~35 ℃条件下有高的硝酸盐去除率；Donovan等指出脱氮硫杆菌在28 ℃~32 ℃范围内活性较好；牛建敏等筛选出的菌种在20.0 ℃~35.0 ℃范围内有较好的效果。由此可知，硫自养反硝化的适温度在30 ℃左右。
硫自养反硝化的优缺点
1、填料板结堵塞问题，生物膜容易堵塞填料，使脱氮效率下降，需要频繁反洗；
2、出水硫酸盐含量增加；
3、填料成本较高，一次性投入大！

硫自养反硝化工艺的优势
依据S/Fe 自养反硝化原理，研发出自养反硝化滤料，实现了协同自养反硝化去除硝酸盐氮及磷酸盐的技术，形成一套更高出水标准和低消耗的保障工艺。 通过滤料的复配和筛选（S/Fe比例、直径等），降低硫酸盐生成量和使其适用更宽泛的pH空间，确保了系统的稳定运行。
1、使用滤料替代碳源投加，避免药剂燃爆风险。
2、避免传统碳源投加过量导致的穿透现象，杜绝出水COD升高的问题。
3、滤料消耗费用小于碳源投加费用。
4、污泥产率低，降低反冲洗周期，每周反洗1-2次。
5、具备一定的同步脱氮除磷能力。
6、无需曝气，节省占地面积。

异养反硝化需要投加有机碳源,这不仅增加了处理费用而且还可能带来二次污染。 本文采用曝气生物滤池和硫/陶粒自养反硝化滤池的新组合工艺进行脱氮。研究了温度对于曝气生物滤池和硫自养反硝化滤池脱氮的影响。而对碱度(以NaHCO3的形式)、空床接触时间等也进行了研究。研究表明,当温度在15℃以上时,曝气生物滤池对氨氮的去除率在95%以上。但当温度降到10℃、5℃时,氨氮去除率下降到65% -80%、55% - 70%。当进水的水温在5℃-35℃,溶解氧在2-4 mg/L时,硝酸盐氮的去除率在98%以上。低温和高浓度的溶解氧并没有降低硝酸盐氮的去除率。当温度在15℃以上时,由于较高的氨氮和硝酸盐氮的去除率,曝气生物滤池和硫自养反硝化(SCAD)滤池对总氮的去除率在90%以上。但在低温条件下,氨氮去除率的降低是影响总氮去除的一个限制因素。SCAD滤池出水的COD、浊度、UV254的数值都进水。硫酸根离子的产量和硝酸盐氮的降解量之比在7.6-9.5之间,比理论值稍高。在SCAD的出水中,硫酸根离子的浓度随着水温的降低而有升高的趋势。 较高的NaHCO3投加量可以提高硝酸盐氮的去除速率,但是400 mg/L的NaHCO3意味着碱度?饱和‘的发生。在理论碱度的投加量下,硝酸盐氮的去除率在98%以上,但是出水中有亚硝酸盐氮的积累。空床接触时间对氨氮的去除率的影响比硝酸盐氮高,以至于总氮的去除率在较低的空床接触时间下开始下降。 在低温高溶解氧条件下,硝酸盐氮的去除率依然很高,这与传统的低温高溶解氧抑制自养反硝化的观点相矛盾。这个组合工艺对于寒冷地区的生物脱氮具有重要意义。