一種協(xié)同煙氣脫硫和污水有機(jī)物降解及脫氮的方法與裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于污染治理領(lǐng)域，涉及一種協(xié)同煙氣脫硫和污水有機(jī)物去除與脫氮處理 的新工藝及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 自從1914年以來(lái)，好氧活性污泥法工藝被廣泛運(yùn)用于各種污水處理，例如，城市 生活廢水，工業(yè)廢水以及農(nóng)業(yè)污水等等。好氧活性污泥法的原理是將相關(guān)的微生物引入污 水處理過(guò)程中，通過(guò)控制條件來(lái)實(shí)現(xiàn)有機(jī)物和氨氮的去除。盡管活性污泥法工藝能夠有效 的去除污水中的有機(jī)物，但是它的主要缺陷在于有機(jī)物的生物降解過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的剩 余污泥.據(jù)研宄表明，處理每立方米的生活污水會(huì)產(chǎn)生234g的干污泥。隨著環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)越來(lái) 越嚴(yán)格，剩余污泥的處理與處置的成本也逐漸增加并且變得具有挑戰(zhàn)性。
[0003] 相比之下，厭氧污水處理能降低污泥產(chǎn)生量?，F(xiàn)有的厭氧污水處理通過(guò)厭氧產(chǎn)甲 烷古菌（MPA)或者硫酸鹽還原菌的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。雖利用MPA處理污水能實(shí)現(xiàn)低污泥產(chǎn)率并 且能產(chǎn)生能量，但是MPA主要是嗜中溫和高溫菌，在水溫低于15°C時(shí)其活性大打折扣，而且 反應(yīng)時(shí)間至少需要24h。因?yàn)槔肕PA厭氧消化不適合于處理城市生活污水。
[0004] 另一種解決思路一一利用硫酸鹽還原菌、硫氧化菌形成硫循環(huán)來(lái)處理城市污水。 在我們之前的研宄中已提出可以利用煙氣來(lái)實(shí)現(xiàn)污水中的有機(jī)物去除，結(jié)果顯示是可以有 效降低污水有機(jī)碳濃度的。但是，當(dāng)前城市污水處理不僅僅是要求去除有機(jī)物，氨氮、硝氮 作為導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的污染物質(zhì)，也必須得到有效去除。而之前的研宄，并不能有效去除 含氮污染物。據(jù)此，我們提出了一種新的污水處理工藝，以煙氣脫硫廢液為硫源，在實(shí)現(xiàn)有 機(jī)物去除和低污泥產(chǎn)率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)污水的高效脫氮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種以煙氣脫硫廢液為硫源來(lái)實(shí)現(xiàn)高效污水處理的新工 藝。旨在利用硫循環(huán)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)污水中的有機(jī)物和氮的去除。此工藝將煙氣脫硫廢液與城 市生活污水處理相結(jié)合，既能高效去除污水中的有機(jī)物和脫氮，還能解決剩余污泥產(chǎn)量大 的問(wèn)題。
[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種以煙氣脫硫廢液凈化污水的方法。
[0007] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種以煙氣脫硫廢液凈化污水的裝置。
[0008] 本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是： 一種協(xié)同煙氣脫硫和污水有機(jī)物降解及脫氮的裝置，其特征在于：該裝置包括煙氣除 塵脫硫噴淋塔、混合池、亞硫酸鹽還原反應(yīng)器、反硝化反應(yīng)器和硝化反應(yīng)器，所述煙氣除塵 脫硫噴淋塔、混合池、亞硫酸鹽還原反應(yīng)器、反硝化反應(yīng)器和硝化反應(yīng)器通過(guò)進(jìn)水主管路依 次連接，所述反硝化反應(yīng)器與硝化反應(yīng)器之間設(shè)有可將硝化反應(yīng)器的出水回流至反硝化反 應(yīng)器的回流管路。
[0009] 進(jìn)一步的，上述煙氣除塵脫硫噴淋塔還連接有煙氣進(jìn)氣管、排氣管和堿液進(jìn)水管。
[0010] 進(jìn)一步的，上述混合池還連接有污水進(jìn)水管。
[0011] 進(jìn)一步的，上述硝化反應(yīng)器連接有出水管。
[0012] 一種協(xié)同煙氣脫硫和污水有機(jī)物降解及脫氮的方法，包括以下步驟： 1) 煙氣除塵脫硫：將煙氣和堿液通入煙氣除塵脫硫噴淋塔，使堿液與煙氣充分接觸吸 收煙氣中的SO2和煙塵，實(shí)現(xiàn)煙氣脫硫凈化，凈化后的煙氣通過(guò)排氣管排出，脫硫廢液從煙 氣除塵脫硫噴淋塔底部流出至沉淀池，沉淀去除雜質(zhì)； 2) 亞硫酸鹽還原反應(yīng)：使沉淀池中的煙氣脫硫廢液和污水流入混合池中，混合后流入 接種有硫酸鹽還原菌的亞硫酸鹽還原反應(yīng)器進(jìn)行厭氧生物處理，使污水中的有機(jī)物被降解 成二氧化碳和水，同時(shí)亞硫酸鹽被還原成負(fù)二價(jià)硫和溶解態(tài)的硫化氫； 3) 硝化反應(yīng)：亞硫酸鹽還原反應(yīng)器的出水經(jīng)反硝化反應(yīng)器流入硝化反應(yīng)器中，在有氧 條件下，將污水中有機(jī)物進(jìn)一步還原成二氧化碳和水，同時(shí)污水中的氨氮被氧化成硝酸鹽； 此外，將水中殘余的的負(fù)二價(jià)硫和溶解態(tài)硫化氫完全氧化為硫酸鹽； 4) 反硝化反應(yīng)：硝化反應(yīng)器中的出水部分回流到反硝化反應(yīng)器中，與亞硫酸鹽還原反 應(yīng)器的出水混合，在缺氧條件下，將污水中的硝酸鹽還原成氮?dú)?，?shí)現(xiàn)氮素的去除；同時(shí)將 污水中的部分負(fù)二價(jià)硫被氧化成硫酸鹽； 5) 排水：將硝化反應(yīng)器的部分出水排出。
[0013] 進(jìn)一步的，上述堿液選自pH>8. 0的NaOH溶液、Na2CO3溶液、NaHCO 3溶液中的一種。
[0014] 進(jìn)一步的，上述亞硫酸鹽還原反應(yīng)器中的溶解氧濃度〈0. 2 mg/L，水利停留時(shí)間為 3 ~8h〇
[0015] 進(jìn)一步的，上述反硝化反應(yīng)器的水利停留時(shí)間為2~4h ;所述硝化反應(yīng)器的水利 停留時(shí)間為2~4h。
[0016] 進(jìn)一步的，上述步驟4)中反硝化反應(yīng)器中硝化反應(yīng)器的出水和亞硫酸鹽還原反應(yīng) 器的出水的體積比為（1~1〇) :1。
[0017] 進(jìn)一步的，上述步驟4)硝化反應(yīng)器的出水回流至反硝化反應(yīng)器的流量與硝化反應(yīng) 器進(jìn)水流量的比值為（〇. 50~0. 91) :1。
[0018] 本發(fā)明的有益效果是： 1)本發(fā)明在亞硫酸鹽還原、反硝化反應(yīng)和硝化反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的剩余污泥量都很少平 均污泥表觀產(chǎn)率僅為去除Ig COD產(chǎn)生0.05 gVSS，有望成為一種普適性的低污泥產(chǎn)率的高 效污水處理工藝。
[0019] 2)本發(fā)明將煙氣脫硫廢液中亞硫酸鹽、污水中有機(jī)物為碳源和氮源、硫酸鹽還原 菌、硝化和反硝化菌結(jié)合，從而建立了一種可同時(shí)高效脫硫、脫碳和脫氮的污水處理工藝， 同時(shí)處理了煙氣脫硫廢液和污水凈化。
[0020] 3)本發(fā)明是將硫酸鹽還原菌引入內(nèi)陸的生活污水處理領(lǐng)域，以形成多種低污泥產(chǎn) 率（0. 05gVSS/gC0D)的污水處理工藝，實(shí)現(xiàn)了污水處理方法的改進(jìn)和創(chuàng)新。本發(fā)明將煙氣 脫硫廢液與城市生活污水處理相結(jié)合，既能高效去除污水中的有機(jī)物和脫氮，還能解決剩 余污泥產(chǎn)量大的問(wèn)題。
[0021] 4)本發(fā)明工藝主要包括三個(gè)生物反應(yīng)器：亞硫酸鹽還原反應(yīng)器，自養(yǎng)反硝化反應(yīng) 器和硝化反應(yīng)器。污水中的有機(jī)物通過(guò)硫酸鹽還原菌將亞硫酸鹽還原的過(guò)程而被去除，產(chǎn) 生的負(fù)二價(jià)硫在好氧的硝化反應(yīng)器中在硝化細(xì)菌的作用下被氧化成硫酸鹽，同時(shí)將污水中 的氨氮氧化成硝酸鹽，隨后在缺氧的自養(yǎng)反硝化反應(yīng)器中，反硝化細(xì)菌以負(fù)二價(jià)硫作為電 子供體將硝酸鹽還原成氮?dú)?，從而三個(gè)生物反應(yīng)器的聯(lián)合作用完成了污水和煙氣脫硫廢液 的高效脫碳、脫氮以及脫硫這三個(gè)過(guò)程。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為本發(fā)明煙氣除塵脫硫與污水處理裝置示意圖；標(biāo)記說(shuō)明：煙氣除塵脫硫噴 淋塔1，煙氣進(jìn)氣管11，排水管12,排氣管13,堿液進(jìn)水管14,沉淀池2,出水管21，混合池 3,污水進(jìn)水管31，進(jìn)水管32,亞硫酸鹽還原反應(yīng)器4,出水管41，緩沖池5,反硝化反應(yīng)器6， 進(jìn)水管61，出水管62,硝化除硫反應(yīng)器7,出水管71，回流管72,出水池8,出水管81 ; 圖2為本發(fā)明污水處理工藝反應(yīng)示意圖； 圖3是本發(fā)明對(duì)污水有機(jī)物去除率的檢測(cè)圖； 圖4是本發(fā)明中三個(gè)生物反應(yīng)器亞硫酸鹽還原反應(yīng)器、反硝化反應(yīng)器和硝化反應(yīng)器對(duì) 有機(jī)物去除率的檢測(cè)情況； 圖5是本發(fā)明對(duì)亞硫酸鹽的去除情況； 圖6是本發(fā)明對(duì)污水中氨氮的轉(zhuǎn)化情況； 圖7是本發(fā)明對(duì)污水中硝酸鹽的去除情況； 圖8為反硝化反應(yīng)器、硝化反應(yīng)器去硫的效果檢測(cè)； 圖9為本發(fā)明方法及裝置在有效處理污水時(shí)產(chǎn)生污泥量檢測(cè)； 圖10為本發(fā)明方法及裝置在有效處理污水時(shí)產(chǎn)生污泥量的重復(fù)檢測(cè)。
【具體實(shí)施方式】
[0023] -種協(xié)同煙氣脫硫和污水有機(jī)物降解及脫氮的裝置，該裝置包括煙氣除塵脫硫噴 淋塔、混合池、亞硫酸鹽還原反應(yīng)器、反硝化反應(yīng)器和硝化反應(yīng)器，所述煙氣除塵脫硫噴淋 塔、混合池、亞硫酸鹽還原反應(yīng)器