1.脱氮机理
硝态氮主要是指硝酸根离子,目前有采用离子交换、膜渗透、吸附以及生物脱氮的处理方法。其中离子交换法、膜渗透法以及吸附法都只是硝酸根离子的浓缩与转移,并未真正去除总氮,需要进一步处理。传统反硝化脱氮主要是指硝酸根离子通过反硝化细菌转化为氮气的过程。
硫自养反硝化指微生物在厌氧条件下,以还原态硫(S2-、S、S2O32-等)为电子供体,以无机碳作为碳源,将硝酸盐还原为氮气的过程。
5S+6NO3-+2H2O→3N2+5SO42-+4H+
在脱氮硫杆菌的作用下,单质S失去电子变成 SO42-,NO3-得到电子被还原成N2,当还原不充分时,会有NO2-的产生;同时,单质Fe也具有较强的还原作用,Fe失去电子变成Fe2+,NO3-被还原生成NO2-和NH4+;生成的一部分NO2-被直接还原成N2,一部分NO2-与NH4+结合,通过厌氧氨氧化的作用生成N2释放到空气中,将污水中的NO3-去除。同时,硫自养反硝化产生的H+还会促进Fe溶出,从而增加除磷效果。
2.工艺核心
特制硫铁耦合填料(第三代硫铁耦合填料,脱氮效率高,不堵塞,脱氮负荷高)、专利反应器(第四、五代反应器,反应效率高,停留时间短,易反冲洗)。
3.技术对比
与传统反硝化滤池相比,在原理上,反硝化滤池为异养反硝化,需要依赖甲醇醋酸等碳源来去除硝酸盐氮,而且碳源需要精确投加,投加量不足易影响硝酸盐氮去除,投加量大,出水COD容易超标,此外碳源成本相对较高,因此反硝化滤池相比硫铁耦合脱氮成本高、运行控制复杂,水质一旦波动,出水TN难以稳定控制;另外反硝化滤池不具备除磷功能,TP高的情况需加药除磷甚至增加絮凝沉淀池。所以和反硝化滤池相比,硫铁耦合脱氮具有不需要外加碳源、运行控制简单、运行成本低、出水水质稳定等优点。