池州碳基脱氮除磷埴料-合肥沃雨|环保工程(图)

硫自养脱氮滤料：低碳脱氮新选择
硫自养脱氮滤料是一种革新性的污水处理材料，专为去除水中氮（NO??-N）而设计。其原理在于利用硫磺（S?）作为电子供体，石灰石（CaCO?）提供碱度缓冲，在特殊滤料载体上富集硫（Thiobacillus等）进行自养反硝化。
工作原理：
滤料中的硫自养细菌以硫磺为能量来源，将氮（NO??-N）逐步还原为无害的氮气（N?）释放：
```
S?+NO??→SO?2?+N?(微生物催化)
```
该过程无需额外有机碳源，石灰石溶解产生的碳酸氢根（HCO??）能有效中和反应产生的酸度，维持系统稳定运行。
滤料特性：
*组分：通常为硫磺颗粒与石灰石颗粒按特定比例（如1:1）混合，或采用硫磺-石灰石复合压制颗粒。
*结构：具有高比表面积和适宜孔隙率（常为3-5mm粒径），利于微生物附着生长与传质。
*优势：运行无需投加等有机碳源，显著降低运行成本与碳足迹；污泥产量极低；尤其适合处理低碳氮比（C/N低）废水（如地下水、二级处理出水）。
应用场景：
广泛应用于市政污水深度处理、地下水污染修复、垃圾渗滤液及工业废水（如电子、化肥）的深度脱氮环节，是传统异养反硝化工艺的重要补充与替代方案。
价值：
硫自养脱氮滤料以其低碳耗、低污泥产率、高脱氮效率的特点，成为可持续污水处理的关键技术之一，为水质提升与氮污染控制提供了经济的解决路径。

硫自养脱氮滤料原理
硫自养脱氮滤料是一种用于去除水中（NO??）的生物滤料，其原理在于利用特定自养微生物以单质硫（S?）或还原态硫化物作为电子供体，将还原为无害的氮气（N?）。整个过程无需有机碳源，特别适用于低碳氮比废水处理。
过程如下：
1.滤料构成：滤料通常由多孔载体（如火山岩、陶粒）负载单质硫颗粒（如硫磺球）构成，提供巨大的比表面积供微生物附着生长，并持续释放硫源。
2.微生物作用：滤料表面富集了硫氧化菌和反硝化菌（主要为化能自养菌，如*Thiobacillusdenitrificans*）。这些微生物利用硫（S?）被氧化产生的能量进行生长代谢。
3.电子传递与反应：
*硫氧化（提供电子）：硫（S?）作为电子供体，被氧化为硫酸根（SO?2?）。
*反硝化（消耗电子）：水中的（NO??）作为电子受体，被逐步还原为亚（NO??）、一氧化氮（NO）、氧化亚氮（N?O），终生成氮气（N?）逸出。
4.关键化学反应：
`5S+6NO??+2H?O→5SO?2?+3N?+4H?`
*硫（S?）被氧化，提供电子和能量。
*（NO??）被还原为氮气（N?）。
*反应产生氢离子（H?），导致系统pH下降。
*微生物利用无机碳源（如HCO??、CO?）合成细胞物质。
关键要素与优势：
*自养过程：无需额外添加有机碳源（如），避免碳源残留造成的二次污染，运行成本更低，尤其适合处理低C/N比废水（如地下水、微污染地表水、部分工业废水）。
*滤料作用：提供微生物附着载体和持续稳定的硫源供给，保证反应长期稳定进行。
*产物：主要终产物为氮气（N?）和硫酸盐（SO?2?），硫酸盐浓度会升高。
*pH管理：反应产酸，碳基脱氮除磷埴料，需监控pH并补充碱度（如投加石灰、碳酸氢钠）维持微生物活性环境（通常中性附近）。
*优势：污泥产量少，无有机碳需求，处理，适用于特定水质场景。
总结来说，硫自养脱氮滤料通过负载的单质硫作为电子供体，在自养微生物催化下，将水中的直接还原为氮气去除，是一种、低碳、适用于特定水质条件的脱氮技术。

除磷脱氮填料的用途
在污水处理领域，除磷脱氮是提升出水水质、保护水环境的关键环节。除磷脱氮填料作为功能材料，凭借其的物理化学特性和生物亲和性，在多种工艺中发挥着的作用：
1.生物膜载体：
*作用：这是填料的用途。填料巨大的比表面积（如陶粒、火山岩、聚氨酯海绵等）为硝化细菌、反硝化细菌、聚磷菌等微生物提供了理想的附着、生长和繁殖场所，形成高活性的生物膜。
*工艺应用：广泛应用于曝气生物滤池(BAF)、生物接触氧化池、生物转盘(RBC)、移动床生物膜反应器(MBBR)、集成式固定膜活性污泥(IFAS)等生物膜工艺中。在这些系统中，填料是微生物的“家”，污水流经时，生物膜上的微生物地进行硝化（氨氮→亚→）、反硝化（→氮气）以及生物吸磷/释磷过程。
2.过滤介质：
*物理截留：在曝气生物滤池(BAF)等兼具生物处理和过滤功能的工艺中，填料层（通常为密度较大的颗粒状填料如陶粒、砂砾）构成过滤床层。它不仅承载生物膜进行生化反应，还能有效物理截留污水中的悬浮固体(SS)、脱落的生物膜以及化学除磷产生的磷酸盐沉淀物（如羟基磷灰石、鸟粪石），实现深度净化和出水澄清。
3.化学除磷的载体与晶核：
*辅助沉淀：当污水处理工艺采用化学沉淀法除磷（投加铁盐、铝盐或石灰）时，填料（尤其是表面粗糙或多孔的填料）可以作为金属磷酸盐沉淀物（如磷酸铁、磷酸铝）或羟基磷灰石沉积的载体，提高沉淀效率并防止其随水流流失。
*诱导结晶：某些特殊设计的填料（如表面负载钙镁离子的填料）可以作为晶核，诱导污水中的磷酸盐与钙镁离子反应生成鸟粪石等结晶沉淀，实现磷的回收。
4.流化床介质：
*动态载体：在移动床生物膜反应器(MBBR)中，通常采用比重接近水的悬浮填料（如高密度聚乙烯、聚制成的多孔圆柱体、海绵状填料）。曝气或搅拌产生的湍流使填料在反应器内均匀流化翻滚，污水与附着在填料表面的生物膜充分接触，进行生物脱氮除磷。这种设计避免了堵塞，提高了传质效率和处理能力。
总结来说，除磷脱氮填料的价值在于：
*为微生物提供稳定、的“家园”，大幅增加反应器内有效生物量，强化硝化、反硝化和生物除磷效率。
*整合物理过滤功能，实现深度净化，提升出水水质。
*辅助化学除磷过程，提高沉淀效果和磷回收潜力。
*适应不同工艺需求（固定床、流化床），提高系统运行的稳定性和灵活性。
选择合适的除磷脱氮填料（材质、形状、尺寸、密度、比表面积、表面特性等）是优化污水处理工艺性能、确保稳定去除氮磷污染物的关键环节。