反硝化滤池硫自养滤材,矿污水处理,自养滤料性能

反硝化滤池采用单质硫及铁复合矿物作为滤料。复合硫自养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。选用的复合硫自养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。

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。

硫自养反硝化的工艺控制难点
1.负荷较高的条件下出水中不可避免地存在大量SO42-，在硫酸盐还原菌（SRB）存在时会释放H2S气体，不仅造成排水管道的腐蚀，其恶臭、毒性还将带来二次污染问题。
2.利用硫化物为电子供体的自养反硝化工艺，系统中的微生物可能受到硫化物的毒性抑制作用，导致处理效率不高，处理能力下降。因此，启动期的污泥驯化非常重要，需要不断提高微生物对于硫化物毒性的耐受能力，才能保障系统的稳定运行。

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。