养反硝化脱氮技术是一种无需外加有机碳源即可实现水中硝态氮深度去除的滤料术。
自养反硝化技术的核心是自主研发的耦合生物电子载体、功能菌剂和非碳源依赖型深度脱氮工艺系统。利用无机碳(CO2、HCO3-、CO32-)作为碳源,主要以无机物(S、S2-、H2、S2O32-、Fe、Fe2+、NH4+等)作为硝酸盐氮还原的电子供体完成微生物新陈代谢,将缺少有机碳源的硝酸盐氮污染的水中的NO3–N还原为N2。在耦合生物电子载体中,碱度供体均匀分布可以有效平衡脱氮过程的酸碱度,实现生物活性的自维持;多元电子供体的引入,可以有效促进微生物的代谢偶联作用,实现脱氮反应过程的自激活。
硫自养滤料很多人看上去会觉得和陶粒滤料的外观很像,确实是从外观大致来看有些相似,但是实际是两种不同的产品,原料和工艺就不同。硫自养滤料表面微孔发达且分布合理,平均微孔直径约为200微米,生长在微孔内的微生物不易流失,即使长时间不运转也能保持菌种,使得曝气生物滤池可间断运行;同时,比表面积大,可附着生长、繁殖大量微生物,能使深床反硝化滤池的容积负荷增大,降解速率显著提高;另外,该产品质地轻、强度高、耐摩擦、耐冲洗、不向水体释放有毒有害物,具有良好的物理、化学和水力学特性,可适应于不同污水净化的要求。现代水处理工艺充分利用了这些特性,使其成为水处理特别是污水、微污染水源水生物预处理以及给水过滤技术的滤料。
硫自养反硝化中硫形态的硫自养反硝化多应用于深度脱氮领域,硫代硫酸钠
Na2S2O3为电子供体具有溶解度高、传质好、成本低等优点,且对系统的pH影响较小,被大量研究证明是效果好的硫源,以Na2S2O3为硫源的反硝化方程式如下所示。
0.844S2O32-+NO3-+0.347CO2+0.086HCO3-+0.0086NH4++0.434H2O→
1.689SO42-+0.500N2+0.086C5H7O2N+0.697H+
硫自养反硝化的工艺控制难点在哪
3.低温会抑制反硝化菌系统的脱氮性能,进而导致脱氮速率降低。为了提升低温条件下硫自养反硝化系统的脱氮性能,可以从电子供体(硫源)和异样反硝化过程两方面着手。硫代硫酸盐作为一种可溶性硫,比疏水性单质硫更易被硫氧化菌利用,常温下硫代硫酸盐作为电子供体时硝态氮的还原速率为单质硫的 10倍。硫自养反硝化混合菌体系中含有一定量的异养反硝化菌,而此类细菌具有生长快、易在短期内形成大量微生物的优势,可能会对低温表现出更好的抗性。因此,低温条件下,利用硫代硫酸盐或有机物作为电子供体可能会提升反硝化系统的脱氮能力。
硫自养反硝化过程中产生了H+,导致pH降低,但脱氮硫杆菌自养反硝化过程的佳pH为6.8~7。因此环境中需要有一定的碱度,与产生的H+发生反应以便维持中性环境。此外,自养反硝化过程需要无机碳合成细菌细胞,故加入石灰石,既为细菌生长提供了无机碳,又维持了pH中性环境。石灰石主要成分是碳酸钙,其分子式为CaCO3,分子量为100.09,熔点为1339℃,相对密度为2.93g/cm3。白色粉末,无臭无味,放置在空气中不发生反应。几乎不溶于水,可和酸性液体会发生中和反应。碳酸钙经过高温灼烧可生成氧化钙,分子式为CaO。氧化钙吸收水分后生成氢氧化钙,分子式为Ca(OH)2,氢氧化钙微溶于水,会吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钙。
碳酸钙在有水分存在时呈弱碱性,能和酸性物质发生中和反应。碳酸钙在有二氧化碳和水存在的情况下水解生成碳酸氢钙。碳酸氢钙易溶于水,溶液呈弱碱性,并具有一定的缓冲作用。石灰石投入酸性溶液中会发生一定的中和反应,使得一部分钙离子以游离的形式进入溶液。当溶液中存在硫酸根时会生成硫酸钙沉淀,去除硫酸根污染。
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。