一种基于硫循环实现含氨氮和硫酸盐无机废水的处理方法

摘要

本发明属于污水处理技术领域，本发明公开了一种基于硫循环实现含氨氮和硫酸盐无机废水的处理方法，包括亚硝化池、亚硝化沉淀池、厌氧氨氧化生物膜池、硫自养反硝化池、反硫化池、光合硫氧化池、固液分离池、超声破碎系统和回流系统，本发明的有益效果是：本发明专利采用厌氧氨氧化为核心的自养生物脱氮工艺实现废水中氨氮的去除，仅需要将一般的氨氮氧化至亚硝酸盐水平，极大地降低了脱氮工艺好氧段因曝气所需的动力消耗，同时降低了脱氮过程对有机物的依赖；在除硫过程中，利用污泥中原有微生物作为有机物实现硫酸盐至硫化物的状态，同时利用光合紫硫细菌将硫化物氧化至单质硫，储存于细胞体内，过程稳定易于控制。

说明书

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种基于硫循环实现含氨氮和硫酸盐无机废水的处理方法。

背景技术

氨氮和硫酸盐是在化肥、焦化、石化、制药和食品生产过程中产生的一类无机废水。氨氮和硫酸盐废水若排入水体，会引起水体富营养化，并造成水体黑臭，不仅增加水体处理的难度，还增加水体处理的成本，因此，氨氮和硫酸盐废水在排放前需要进行脱氮除硫处理。

废水的生物处理一直是被认为最为经济的处理方式，传统含氨和硫酸盐废水一般采用传统的硝化反硝化工艺实现废水中氨氮的去除，然后通过反硫化和硫自养反硝化实现硫酸盐到单质硫的转化。在硝化过程中需要大量氧气将氨氮转化为硝酸盐，在反硝化过程中需要大量的有机物脱氮。同时在除硫过程中采用硫自养反硝化微生物实现很难通过工艺条件的控制将硫化物氧化到单质硫的水平，常常出现单质硫过度氧化至硫酸盐的现象。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种基于硫循环实现含氨氮和硫酸盐无机废水的处理方法，主要是利用亚硝化池、亚硝化沉淀池、厌氧氨氧化生物膜池、硫自养反硝化池、反硫化池、光合硫氧化池、固液分离池、超声破碎系统和回流系统将耦合亚硝化反应，厌氧氨氧化反应，硫自养反硝化反应，反硫化反应和光合硫氧化耦合实现同步脱氮除硫，并实现单质硫的回收。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于硫循环实现含氨氮和硫酸盐无机废水的处理方法，包括亚硝化池、亚硝化沉淀池、厌氧氨氧化生物膜池、硫自养反硝化池、反硫化池、光合硫氧化池、固液分离池、超声破碎系统和回流系统，包括以下步骤：

S1、利用部分亚硝化池，厌氧氨氧化生化膜池以及硫自养反硝化池组合成自养脱氮工艺实现废水中氮的去除；

S2、利用反硫化池、光合硫氧化池和超声破碎系统实现硫酸盐到单质硫的转化和回收；

S3、利用污水处理工艺中的剩余污泥作为反硫化的有机碳源，同时利用光合硫细菌将硫化物最终以单质硫的形式存在于细胞中；

S4、通过超声破碎分离实现硫的单质硫回收。

作为本发明更进一步的技术方案，所述亚硝化池将50％废水中的全部氨氮转化为亚硝酸盐，并在亚硝化沉淀池中实现泥水分离，水进入厌氧氨氧化生物膜池。

作为本发明更进一步的技术方案，所述厌氧氨氧化生物膜池将剩余50％废水中氨氮和亚硝化池产生的亚硝酸盐转化为氮气，反应过程中产生的少量硝酸盐流入硫自养反硝化池。

作为本发明更进一步的技术方案，所述硫自养反硝化池利用后续反硫化池中的硫化物将硝酸盐转化为氮气，同时硫化物转化为单质硫。

作为本发明更进一步的技术方案，所述反硫化池利用亚硝化沉淀池和超声破碎后的剩余污泥作为有机物实现废水中硫酸盐到硫化物的反硫化过程。

作为本发明更进一步的技术方案，所述光合硫氧化池利用光合紫硫细菌将硫化物转化为单质硫，并在泥水固液分离池中实现固液分离，处理后的废水达标排放。

作为本发明更进一步的技术方案，所述超声破碎系统将固相污泥中微生物细胞破碎，促使储存于细胞内的单质硫获得释放，有利于后期回收。

作为本发明更进一步的技术方案，所述回流系统包括将亚硝化沉淀池污泥回流至亚硝化池，将反硫化池中硫化物回流至硫自养反硝化池和将亚硝化沉淀池、超声破碎系统的剩余污泥回流至反硫化池。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明专利采用厌氧氨氧化为核心的自养生物脱氮工艺实现废水中氨氮的去除，仅需要将一般的氨氮氧化至亚硝酸盐水平，极大地降低了脱氮工艺好氧段因曝气所需的动力消耗，同时降低了脱氮过程对有机物的依赖；在除硫过程中，利用污泥中原有微生物作为有机物实现硫酸盐至硫化物的状态，同时利用光合紫硫细菌将硫化物氧化至单质硫，储存于细胞体内，过程稳定易于控制。

附图说明

图1为本发明的处理方法流程图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。请参阅图1，

实施例1

一种基于硫循环实现含氨氮和硫酸盐无机废水的处理方法，包括亚硝化池、亚硝化沉淀池、厌氧氨氧化生物膜池、硫自养反硝化池、反硫化池、光合硫氧化池、固液分离池、超声破碎系统和回流系统，包括以下步骤：

S1、利用部分亚硝化池，厌氧氨氧化生化膜池以及硫自养反硝化池组合成自养脱氮工艺实现废水中氮的去除；

S2、利用反硫化池、光合硫氧化池和超声破碎系统实现硫酸盐到单质硫的转化和回收；

S3、利用污水处理工艺中的剩余污泥作为反硫化的有机碳源，同时利用光合硫细菌将硫化物最终以单质硫的形式存在于细胞中；

S4、通过超声破碎分离实现硫的单质硫回收。

本实施例中，亚硝化池将50％废水中的全部氨氮转化为亚硝酸盐，并在亚硝化沉淀池中实现泥水分离，水进入厌氧氨氧化生物膜池；厌氧氨氧化生物膜池将剩余50％废水中氨氮和亚硝化池产生的亚硝酸盐转化为氮气，反应过程中产生的少量硝酸盐流入硫自养反硝化池；硫自养反硝化池利用后续反硫化池中的硫化物将硝酸盐转化为氮气，同时硫化物转化为单质硫；反硫化池利用亚硝化沉淀池和超声破碎后的剩余污泥作为有机物实现废水中硫酸盐到硫化物的反硫化过程；光合硫氧化池利用光合紫硫细菌将硫化物转化为单质硫，并在泥水固液分离池中实现固液分离，处理后的废水达标排放；超声破碎系统将固相污泥中微生物细胞破碎，促使储存于细胞内的单质硫获得释放，有利于后期回收；回流系统包括将亚硝化沉淀池污泥回流至亚硝化池，将反硫化池中硫化物回流至硫自养反硝化池和将亚硝化沉淀池、超声破碎系统的剩余污泥回流至反硫化池。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例中，亚硝化池中设置亚消化反应器，亚消化反应器将50％废水中的全部氨氮结合氧气实现反应，转化为亚硝酸盐，并在亚硝化沉淀池中实现泥水分离，水进入厌氧氨氧化生物膜池；剩余50％废水机内到厌氧氨氧化生物膜池中，厌氧氨氧化生物膜池设置生物膜厌氧氨氧化反应器，将氨氮和亚硝化池产生的亚硝酸盐转化为氮气，反应过程中产生的少量硝酸盐流入硫自养反硝化池，硫自养反硝化池设置自养反硝化反应器，自养反硝化反应器利用后续反硫化池中的硫化物将硝酸盐转化为氮气，同时硫化物转化为单质硫；反硫化池中设置内源反硫化反硝化反应器，内源反硫化反硝化反应器利用亚硝化沉淀池和超声破碎后的剩余污泥作为有机物实现废水中硫酸盐到硫化物的反硫化过程；光合硫氧化池中设置光合硫氧化反应器，光合硫氧化反应器利用光合紫硫细菌将硫化物转化为单质硫，并将泥水在固液分离池中实现固液分离，处理后的废水达标排放；超声破碎系统将固相污泥中微生物细胞破碎，促使储存于细胞内的单质硫获得释放，有利于后期回收；回流系统包括将亚硝化沉淀池污泥回流至亚硝化池，将反硫化池中硫化物回流至硫自养反硝化池和将亚硝化沉淀池、超声破碎系统的剩余污泥回流至反硫化池。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。