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+
硫自养反硝化的优点
1、无需投加碳源,节省了碳源的消耗;
2、填料自身消耗,无需更换,直接投加;
3、无碳源穿透的问题,防止出水COD升高!
硫自养反硝化反应多为产酸反应,反应过程中pH变化较大,而微生物的适宜pH区间较小,pH的变化会对系统的脱氮效率产生较大的影响。车轩等研究发现脱氮硫杆菌生长的适pH为6.8~7.0,李天昕等发现S/石灰石滤柱在pH=7.0时系统有大的TN去除率,Liu等研究发现在pH小于6.7时,系统的比反硝化速率会快速下降。因此,硫自养反硝化的适pH值约为7.0。
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。
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。
硫自养关键为能够进行自养反硝化的复核滤料。我司技术团队经技术攻关,采用硫与石灰石粉混合造粒的方式制备反硝化填料,填料表面附着的硫与石灰石分布均匀,因此提高了系统对pH值的缓冲能力,且可保持TN去除率在80%左右,出水pH为中性。
硫自养生物滤池
硫自养生物滤池主要由滤池外壳(碳钢防腐或钢筋混凝土结构),进水布水系统,滤板滤头,复合滤料层、出水系统,反洗系统等组成。
硫自养生物滤池的优点
· 硫–石灰石自养反硝化能部分解决碱度问题;
· 石灰石能够有效中和系统中的H+,且产生的CO2和CO32-可以为自养菌的生长提供无机碳源;
· 产生的Ca2+可以与水中的PO43-反应生成磷酸钙沉淀,使系统兼有脱氮除磷功能,且系统中总磷主要以化学沉淀法被去除。