一種協(xié)同煙氣脫硫和污水有機物降解及脫氮的方法與裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于污染治理領域，涉及一種協(xié)同煙氣脫硫和污水有機物去除與脫氮處理 的新工藝及裝置。
【背景技術】
[0002] 自從1914年以來，好氧活性污泥法工藝被廣泛運用于各種污水處理，例如，城市 生活廢水，工業(yè)廢水以及農業(yè)污水等等。好氧活性污泥法的原理是將相關的微生物引入污 水處理過程中，通過控制條件來實現(xiàn)有機物和氨氮的去除。盡管活性污泥法工藝能夠有效 的去除污水中的有機物，但是它的主要缺陷在于有機物的生物降解過程中會產生大量的剩 余污泥.據(jù)研宄表明，處理每立方米的生活污水會產生234g的干污泥。隨著環(huán)境標準越來 越嚴格，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生量?，F(xiàn)有的厭氧污水處理通過厭氧產甲 烷古菌（MPA)或者硫酸鹽還原菌的作用來實現(xiàn)。雖利用MPA處理污水能實現(xiàn)低污泥產率并 且能產生能量，但是MPA主要是嗜中溫和高溫菌，在水溫低于15°C時其活性大打折扣，而且 反應時間至少需要24h。因為利用MPA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實現(xiàn)污水中的有機物去除，結果顯示是可以有 效降低污水有機碳濃度的。但是，當前城市污水處理不僅僅是要求去除有機物，氨氮、硝氮 作為導致水體富營養(yǎng)化的污染物質，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，在實現(xiàn)有 機物去除和低污泥產率的同時，實現(xiàn)污水的高效脫氮。

【發(fā)明內容】

[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實現(xiàn)高效污水處理的新工 藝。旨在利用硫循環(huán)過程來實現(xiàn)污水中的有機物和氮的去除。此工藝將煙氣脫硫廢液與城 市生活污水處理相結合，既能高效去除污水中的有機物和脫氮，還能解決剩余污泥產量大 的問題。
[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)明所采取的技術方案是： 一種協(xié)同煙氣脫硫和污水有機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、亞硫酸鹽還原反應器、反硝化反應器和硝化反應器，所述煙氣除塵 脫硫噴淋塔、混合池、亞硫酸鹽還原反應器、反硝化反應器和硝化反應器通過進水主管路依 次連接，所述反硝化反應器與硝化反應器之間設有可將硝化反應器的出水回流至反硝化反 應器的回流管路。
[0009] 進一步的，上述煙氣除塵脫硫噴淋塔還連接有煙氣進氣管、排氣管和堿液進水管。
[0010] 進一步的，上述混合池還連接有污水進水管。
[0011] 進一步的，上述硝化反應器連接有出水管。
[0012] 一種協(xié)同煙氣脫硫和污水有機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，實現(xiàn)煙氣脫硫凈化，凈化后的煙氣通過排氣管排出，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； 2) 亞硫酸鹽還原反應：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器進行厭氧生物處理，使污水中的有機物被降解 成二氧化碳和水，同時亞硫酸鹽被還原成負二價硫和溶解態(tài)的硫化氫； 3) 硝化反應：亞硫酸鹽還原反應器的出水經反硝化反應器流入硝化反應器中，在有氧 條件下，將污水中有機物進一步還原成二氧化碳和水，同時污水中的氨氮被氧化成硝酸鹽； 此外，將水中殘余的的負二價硫和溶解態(tài)硫化氫完全氧化為硫酸鹽； 4) 反硝化反應：硝化反應器中的出水部分回流到反硝化反應器中，與亞硫酸鹽還原反 應器的出水混合，在缺氧條件下，將污水中的硝酸鹽還原成氮氣，實現(xiàn)氮素的去除；同時將 污水中的部分負二價硫被氧化成硫酸鹽； 5) 排水：將硝化反應器的部分出水排出。
[0013] 進一步的，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] 進一步的，上述亞硫酸鹽還原反應器中的溶解氧濃度〈0. 2 mg/L，水利停留時間為 3 ~8h〇
[0015] 進一步的，上述反硝化反應器的水利停留時間為2~4h ;所述硝化反應器的水利 停留時間為2~4h。
[0016] 進一步的，上述步驟4)中反硝化反應器中硝化反應器的出水和亞硫酸鹽還原反應 器的出水的體積比為（1~1〇) :1。
[0017] 進一步的，上述步驟4)硝化反應器的出水回流至反硝化反應器的流量與硝化反應 器進水流量的比值為（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、反硝化反應和硝化反應過程中產生的剩余污泥量都很少平 均污泥表觀產率僅為去除Ig COD產生0.05 gVSS，有望成為一種普適性的低污泥產率的高 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、污水中有機物為碳源和氮源、硫酸鹽還原 菌、硝化和反硝化菌結合，從而建立了一種可同時高效脫硫、脫碳和脫氮的污水處理工藝， 同時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陸的生活污水處理領域，以形成多種低污泥產 率（0. 05gVSS/gC0D)的污水處理工藝，實現(xiàn)了污水處理方法的改進和創(chuàng)新。本發(fā)明將煙氣 脫硫廢液與城市生活污水處理相結合，既能高效去除污水中的有機物和脫氮，還能解決剩 余污泥產量大的問題。
[0021] 4)本發(fā)明工藝主要包括三個生物反應器：亞硫酸鹽還原反應器，自養(yǎng)反硝化反應 器和硝化反應器。污水中的有機物通過硫酸鹽還原菌將亞硫酸鹽還原的過程而被去除，產 生的負二價硫在好氧的硝化反應器中在硝化細菌的作用下被氧化成硫酸鹽，同時將污水中 的氨氮氧化成硝酸鹽，隨后在缺氧的自養(yǎng)反硝化反應器中，反硝化細菌以負二價硫作為電 子供體將硝酸鹽還原成氮氣，從而三個生物反應器的聯(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過程。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明煙氣除塵脫硫與污水處理裝置示意圖；標記說明：煙氣除塵脫硫噴 淋塔1，煙氣進氣管11，排水管12,排氣管13,堿液進水管14,沉淀池2,出水管21，混合池 3,污水進水管31，進水管32,亞硫酸鹽還原反應器4,出水管41，緩沖池5,反硝化反應器6， 進水管61，出水管62,硝化除硫反應器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示意圖； 圖3是本發(fā)明對污水有機物去除率的檢測圖； 圖4是本發(fā)明中三個生物反應器亞硫酸鹽還原反應器、反硝化反應器和硝化反應器對 有機物去除率的檢測情況； 圖5是本發(fā)明對亞硫酸鹽的去除情況； 圖6是本發(fā)明對污水中氨氮的轉化情況； 圖7是本發(fā)明對污水中硝酸鹽的去除情況； 圖8為反硝化反應器、硝化反應器去硫的效果檢測； 圖9為本發(fā)明方法及裝置在有效處理污水時產生污泥量檢測； 圖10為本發(fā)明方法及裝置在有效處理污水時產生污泥量的重復檢測。
【具體實施方式】
[0023] -種協(xié)同煙氣脫硫和污水有機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、亞硫酸鹽還原反應器、反硝化反應器和硝化反應器，所述煙氣除塵脫硫噴淋 塔、混合池、亞硫酸鹽還原反應器