CN102424484A - 一种污水处理材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种污水处理材料，以成本较低的硫作为自养源，利用生物自养反硝化原理对污水进行脱氮处理，能有效地去除水中的硝态氮，其特征在于：所述污水处理材料是以硫和石灰石为主要成分，添加微生物生长所需要的微量元素，经过反应后生成的淡黄色硬块物质；其有益效果为：不需要处理残留的有机物，运行成本费用较低，操作简单，便于管理，原料损耗少，是一种经济、简单的污水处理材料。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种应用硫/石灰石自养反硝化进行脱氮的一种新型污水处理材料。
背景技术
含氮工业废水和生活污水未经处理排入江河，会造成严重危害，主要表现有：出现水体富营养化现象、影响给水水源、增加给水处理成本危害人类及生物的生存等。
现有技术中去除水中硝态氮的方法主要有离子交换法、膜分离法、生物反硝化法、水培植物方法等；生物反硝化法包括硝化和反硝化过程，硝化过程极为容易实现，而反硝化过程是将硝酸盐氮（或亚硝酸盐氮）转换为氮气的过程，较难实现；根据细菌生长的碳源不同，反硝化又分为自养反硝化法和异养反硝化法，异养反硝化法需要添加甲醇、乙醇、葡萄糖、乙酸等有机质作为反硝化基质，这类方法比自养反硝化技术反应速度快，单位体积反应器的处理量大，但是如果投加的有机基质不足，则易导致水中亚硝酸盐氮的积累；若投加的的基质过量，则残留的有机基质带来二次污染问题，而且外部投加有机基质，大大地增加了处理费用。
自养反硝化法不需要额外投加有机质，运行成本费用较低，操作简单，便于管理，是一种经济简单的处理方法，分为氢自养反硝化和硫自养反硝化，由于外源供氢易爆炸且成本高，电解产氢电耗大，所以氢自养反硝化的应用有限。
发明内容
本发明提供了一种操作简单，经济实用的污水处理材料，以成本较低的硫作为自养源，利用生物自养反硝化对污水进行脱氮处理，能有效地去除水中的硝态氮。
本发明是在硫/石灰石自养反硝化脱氮工艺原理的基础上，研究出的一种新型的脱氮材料，此种材料是以硫和石灰石为主要成分，添加微生物生长所需要的微量元素，经过加工后成为淡黄色硬块物质；此块状物质能作为电子供体，而且提供碱度，同时又是生物载体，利用自养菌进行反硝化，能有效地去除水中的硝酸盐氮，而且不需添加有机物，块状物质损耗少，因而是一种经济简单的处理工艺材料，反应方程式为：
50NO3-+55S+38H2O+20CO2+4NH4+→25N2+55SO4 2-+64H++2OH-+4C5H7O2N
本发明的有益效果为：本发明提供的污水处理材料自养型细菌增长率低，增长速度慢，菌的增长量少，剩余污泥产生量低；同时，不需要添加有机物，不需要处理残留的有机物，运行成本费用较低，操作简单，便于管理，原料损耗少，是一种经济、简单的污水处理材料。
附图说明
图1是本发明进水不同NO3-N浓度的硝酸盐的去除情况。
具体实施方式
下面结合附图和实施例具体说明本发明的内容。
脱硝酸盐材料原理：自养型生物脱氮不需要向水体中投加有机碳源，而是通过氧化氢气、还原性硫化物等取得能量，并利用这些能量将环境中的二氧化碳、重碳酸盐等转化为细胞物质，同时进行反硝化而起到脱氮的效果；反应方程式为：
2NO3-+5H2=N2+4H2O+2OH-
本发明是在硫/石灰石自养反硝化脱氮工艺原理的基础上，研究出的一种新型的脱氮材料，本发明脱氮材料的生产过程为：将原材料硫磺、碳酸钙按质量2:1比例与少量FeCl3·6H2O、CuSO4·5H2O、KI、MnCl2·4H2O、ZnSO4·7H2O、CoCl2·6H2O、H3BO3、Na2MnO4·2H2O、EDTA等物质混合，混合均匀后放入玻璃器皿中盖上盖，放入管式气氛炉中，通入氮气进行保护，程序升温至240℃，恒温4h后，关闭管式气氛炉，将其取出，物质熔在玻璃器皿中，将其取出后自然冷却，冷却后凝固成块，后凿碎成体积均匀的小块，反应方程式为：
50NO3-+55S+38H2O+20CO2+4NH4+→25N2+55SO4 2-+64H++2OH-+4C5H7O2N 。
实施例1
将原材料FeCl3·6H2O、CuSO4·5H2O、KI、MnCl2·4H2O、ZnSO4·7H2O、CoCl2·6H2O、H3BO3、Na2MnO4·2H2O、EDTA按质量比例为1×106：1×106：0. 45：0. 009：0. 054：0. 036：0. 036：0. 045：0. 045：0. 018：3均匀混合，混合均匀后放入玻璃器皿中盖上盖，放入管式气氛炉中，通入氮气进行保护，程序升温至240℃，恒温4h后，关闭管式气氛炉，将其取出，由于CaCO3过多，将其取出自然冷却后物料没有很好得凝固在一起，而且颜色发白，导致烧制过程失败。
实施例2
将原材料FeCl3·6H2O、CuSO4·5H2O、KI、MnCl2·4H2O、ZnSO4·7H2O、CoCl2·6H2O、H3BO3、Na2MnO4·2H2O、EDTA按质量比例为2×106：1×106：0. 45：0. 009：0. 054：0. 036：0. 036：0. 045：0. 045：0. 018：3均匀混合，混合均匀后放入玻璃器皿中盖上盖，放入管式气氛炉中，通入氮气进行保护，程序升温至240℃，恒温4h后，关闭管式气氛炉，将其取出，物质熔在玻璃器皿中，将其取出后自然冷却，冷却后凝固成块，后凿碎成体积均匀的小块，呈淡黄色。
图1是本发明实施例2中所得材料对进水不同NO3-N浓度的硝酸盐的去除情况，其中01是硝态氮起始浓度为762.58mg/L的进水, 02是硝态氮起始浓度为675.31mg/L, 03是硝态氮起始浓度为477.1mg/L, 04是硝态氮起始浓度为279.25mg/L；由图2可以看出，反应7天后进水不同NO3-N浓度的硝酸盐能有效地去除。
表2 是本发明实施例2中所得材料对不同进水条件的硝酸盐的去除情况。
表2
本发明实施例2中所得材料的使用过程。
（1） 将烧制好的材料100g于烧杯中，取20g厌氧活性污泥于烧杯，放入含硝态氮（浓度1200mg/l以下）的污水200ml，水温保持在20-25℃，pH值控制在7-8，每天搅拌两次。
（2） 每天检测硝态氮浓度，浓度降到5mg/l以下后，将上清液倒掉，重新加入含硝态氮的污水。
（3） 如此驯化大约7-10d后，将活性污泥倒掉，用水冲洗产品。冲洗完毕的产品可直接用于处理含硝态氮的污水。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的申请范围；凡其他未脱离本发明所揭示的实质下所完成的等效改变或修饰，均应包含在下述的权利要求书范围内。
Claims (5)
1.一种污水处理材料，应用硫/石灰石自养反硝化脱氮过程处理含氮工业废水和生活污水，其特征在于：所述污水处理材料是以硫和石灰石为主要成分，添加微生物生长所需要的微量元素FeCl3·6H2O、CuSO4·5H2O、KI、MnCl2·4H2O、ZnSO4·7H2O、CoCl2·6H2O、H3BO3、Na2MnO4·2H2O、EDTA；所述硫、石灰石、微量元素按质量比为2×106：1×106：3.693在温度为220℃～260℃下保温2h～6 h反应后生成的物质。
2.如权利要求1所述的污水处理材料，其特征在于：所述微量元素FeCl3·6H2O、CuSO4·5H2O、KI、MnCl2·4H2O、ZnSO4·7H2O、CoCl2·6H2O、H3BO3、Na2MnO4·2H2O、EDTA按质量比为0. 45：0. 009：0. 054：0. 036：0. 036：0. 045：0. 045：0. 018：3进行添加。
3.如权利要求1所述的污水处理材料，其特征在于：所述生成的物质为淡黄色硬块状固体。
4.如权利要求1～3任一项所述的污水处理材料在处理含氮工业废水和生活污水中的用途。
5.如权利要求1～3任一项所述的污水处理材料，其特征在于：所述的污水处理材料的使用方法包括，步骤一，将所述污水处理材料于烧杯中，取厌氧活性污泥于烧杯，所述污水处理材料与厌氧活性污泥的质量比为5：1；放入含硝态氮的污水，水温保持在20-25℃，pH值控制在7-8，每天搅拌两次；步骤二，每天检测硝态氮浓度，浓度降到5mg/l以下后，将上清液倒掉，重新加入含硝态氮的污水；步骤三，如所述步骤二驯化大约7-10d后，将活性污泥倒掉，用水冲洗产品，冲洗完毕的产品可直接用于处理含硝态氮的污水。
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| CN 201110353376 CN102424484B (zh) | 2011-11-10 | 2011-11-10 | 一种污水处理材料 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109607778A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-04-12 | 北京潮白环保科技股份有限公司 | 一种去除水体中硝酸盐的载体的加工方法 |
| CN111252896A (zh) * | 2020-03-12 | 2020-06-09 | 安庆创益环保有限公司 | 一种去除地下水中硝酸盐的硫自养材料及其制造方法 |
| CN114314826A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-12 | 四川发展国润水务投资有限公司 | 一种自氧反硝化脱氮的纤维链式悬浮球及其制作方法 |
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| CN101200332A (zh) * | 2006-12-12 | 2008-06-18 | 上海水产大学 | 去除养殖水中硝态氮的方法 |
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