CN110127844A - 一种用于污水处理的铁基质材料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于污水处理的铁基质材料及其制造方法，所述所需材料包括零价铁、催化剂、粘合剂、木质粉末活性炭、发泡剂经造粒，所述零价铁为50％的单质铁，采用90‑900mg，催化剂采用聚氨酯催化剂，重量为4‑40mg，粘合剂采用硅油，重量为2‑20mg，木质粉末活性炭重量为1‑50mg，发泡剂经造粒重量为0.1‑60mg。本发明提出的该铁基质可在厌氧条件下充分与污水接触，从而更有效率的去除水中的N，同时在操作过程具有更好的可控性，能够根据不同的需求进行不同比列的搭配，以得到最大的处理效果。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理的铁基质材料，尤其涉及一种用于污水处理的铁基质材料及其制造方法。
背景技术
污水厂排水中硝酸盐氮(NO3--N)浓度偏高，难利用常规生物脱氮工艺实现NO3--N的深度脱除。本研究以铁基质高效催化脱氮载体为污水中NO3--N的脱除材料，探究不同铁基质催化活性、pH值和NO3--N浓度等对污水中NO3--N去除的影响及机制。研究结果表明：添加催化剂D的铁基质高效催化脱氮载体可脱除92.23％的NO3--N，调节污水为酸性至中性条件时，其NO3--N去除率均可达到92.09％以上，且氨氮(NH4+-N)积累量先升高后降低；当污水为碱性条件时，NO3--N的去除率亦可达86.13％以上，且在碱性条件时无NH4+-N积累；原水中NO3--N的浓度变化(20～70mg·L-1)对铁基质高效催化脱氮载体的脱氮性能影响较小，NO3--N去除率均达到96.11％以上。与催化剂A、B和C相比，添加催化剂D的铁基质高效催化脱氮载体脱氮速率最快，NO3--N降解反应过程符合一级反应动力学方程，反应速率常数k＝0.0170min-1。水体中的硝酸盐污染因其全球性和致癌性而引起人们的广泛关注。为此，众多科研工作者对去除硝酸盐污染进行了大量研究，并得出了去除硝酸盐污染的多种方法。污水厂排水中硝酸盐氮(NO3–-N)浓度偏高，难利用常规生物脱氮工艺实现NO3–-N的深度脱除。基于上述陈述，本发明提出了一种用于污水处理的铁基质材料及其制造方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于污水处理的铁基质材料及其制造方法，本发明所述铁基质材料在进行制备过程具有良好的可控效果，在进行污水处理过程，能够对不同的污水进行不同比例的配置，以达到最好的处理效果，同时该铁基质在进行污水处理过程，搭配棉布，实现了微生物的处理效果。
一种用于污水处理的铁基质材料及其制造方法，其特征在于，所述所需材料包括零价铁、催化剂、粘合剂、木质粉末活性炭、发泡剂经造粒，所述零价铁为50％的单质铁，采用90-900mg，催化剂采用聚氨酯催化剂，重量为4-40mg，粘合剂采用硅油，重量为2-20mg，木质粉末活性炭重量为1-50mg，发泡剂经造粒重量为0.1-60mg。
优选的，包括以下步骤：
S1、将零价铁进行清理放置容器内，放入催化剂，静置10min，等待零价铁充分氧化，得到I品；
S2、将Ⅰ品中加入木质粉末活性炭，同时加入粘合剂，再次放入催化剂，静置15min，待反应完全后，得到II品；
S3、将Ⅱ品进行整理清洗，同时对所剩材料进行过滤处理，得到III品；
S4、对Ⅲ品内放入发泡剂经造粒，同时放入少许催化剂和粘合剂，通过无氧1200℃的加热处理，得到IV品；
S5、将Ⅳ品进行充分过滤得到V品；
S6、将Ⅴ进行烘干处理，处理完毕后得到VI品；
S7、对Ⅵ品进行检测处理，达标后得到VII品，反之返回S3操作。
优选的，所述步骤S1中的催化剂为80-800mg。
优选的，所述步骤S2中的木质粉末活性炭重量为5-40mg，且粘合剂重量为4-15mg，所述S2在无氧高温1200℃的环境下进行。
优选的，所述步骤S3中的过滤处理为：将II品通过0.02-0.05目筛网内进行过滤筛选。
优选的，所述步骤S4中的发泡剂经造粒重量为0.5-50mg，且催化剂和粘合剂均为5-10mg。
优选的，所述步骤S5中的过滤处理为：将II品通过0.01-0.03目筛网内进行过滤筛选。
优选的，所述步骤S6中的烘干处理采用无氧1200℃的高温下进行，且全程封闭式处理。
优选的，所述步骤S7中的返回处理均在烘干冷却后进行，且添加原材料均为原步骤的50％。
与现有技术相比，本发明所述铁基质材料在进行制备过程具有良好的可控效果，在进行污水处理过程，能够对不同的污水进行不同比例的配置，以达到最好的处理效果，同时该铁基质在进行污水处理过程，搭配棉布，实现了微生物的处理效果，增加对污水的处理效果，当零价铁、催化剂、粘合剂、木质粉末活性炭、发泡剂经造粒在91:4.1:2.3:2:0.6时，得到的铁基质材料，在AO+mbr工艺中(进水生活污水劣五类水质HRT8h)在未添加铁基质填料时，其出水COD、氨氮、TP达到一级A标准，添加50％填充度的铁基质材料在缺氧池中，其出水COD、氨氮、TP达到四类水，并且硝酸盐氨含量稳定在10mg/L以下。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于污水处理的铁基质材料及其制造方法，本发明所述铁基质材料在进行制备过程具有良好的可控效果，在进行污水处理过程，能够对不同的污水进行不同比例的配置，以达到最好的处理效果，同时该铁基质在进行污水处理过程，搭配棉布，实现了微生物的处理效果。
一种用于污水处理的铁基质材料及其制造方法，其特征在于，所述所需材料包括零价铁、催化剂、粘合剂、木质粉末活性炭、发泡剂经造粒，所述零价铁为50％的单质铁，采用90-900mg，催化剂采用聚氨酯催化剂，重量为4-40mg，粘合剂采用硅油，重量为2-20mg，木质粉末活性炭重量为1-50mg，发泡剂经造粒重量为0.1-60mg。
优选的，包括以下步骤：
S1、将零价铁进行清理放置容器内，放入催化剂，静置10min，等待零价铁充分氧化，得到I品；
S2、将Ⅰ品中加入木质粉末活性炭，同时加入粘合剂，再次放入催化剂，静置15min，待反应完全后，得到II品；
S3、将Ⅱ品进行整理清洗，同时对所剩材料进行过滤处理，得到III品；
S4、对Ⅲ品内放入发泡剂经造粒，同时放入少许催化剂和粘合剂，通过无氧1200℃的加热处理，得到IV品；
S5、将Ⅳ品进行充分过滤得到V品；
S6、将Ⅴ进行烘干处理，处理完毕后得到VI品；
S7、对Ⅵ品进行检测处理，达标后得到VII品，反之返回S3操作。
优选的，所述步骤S1中的催化剂为80-800mg。
优选的，所述步骤S2中的木质粉末活性炭重量为5-40mg，且粘合剂重量为4-15mg，所述S2在无氧高温1200℃的环境下进行。
优选的，所述步骤S3中的过滤处理为：将II品通过0.02-0.05目筛网内进行过滤筛选。
优选的，所述步骤S4中的发泡剂经造粒重量为0.5-50mg，且催化剂和粘合剂均为5-10mg。
优选的，所述步骤S5中的过滤处理为：将II品通过0.01-0.03目筛网内进行过滤筛选。
优选的，所述步骤S6中的烘干处理采用无氧1200℃的高温下进行，且全程封闭式处理。
优选的，所述步骤S7中的返回处理均在烘干冷却后进行，且添加原材料均为原步骤的50％。
实施例二
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于污水处理的铁基质材料及其制造方法，本发明所述铁基质材料在进行制备过程具有良好的可控效果，在进行污水处理过程，能够对不同的污水进行不同比例的配置，以达到最好的处理效果，同时该铁基质在进行污水处理过程，搭配棉布，实现了微生物的处理效果。
一种用于污水处理的铁基质材料及其制造方法，其特征在于，所述所需材料包括零价铁、催化剂、粘合剂、木质粉末活性炭、发泡剂经造粒，所述零价铁为50％的单质铁，采用90-900mg，催化剂采用聚氨酯催化剂，重量为4-40mg，粘合剂采用硅油，重量为2-20mg，木质粉末活性炭重量为1-50mg，发泡剂经造粒重量为0.1-60mg。
优选的，包括以下步骤：
S1、将零价铁进行清理放置容器内，放入催化剂，静置10min，等待零价铁充分氧化，得到I品；
S2、将Ⅰ品中加入木质粉末活性炭，同时加入粘合剂，再次放入催化剂，静置15min，待反应完全后，得到II品；
S3、将Ⅱ品进行整理清洗，同时对所剩材料进行过滤处理，得到III品；
S4、对Ⅲ品内放入发泡剂经造粒，同时放入少许催化剂和粘合剂，通过无氧1200℃的加热处理，得到IV品；
S5、将Ⅳ品进行充分过滤得到V品；
S6、将Ⅴ进行烘干处理，处理完毕后得到VI品；
S7、对Ⅵ品进行检测处理，达标后得到VII品，反之返回S3操作。
优选的，所述步骤S1中的催化剂为70-700mg。
优选的，所述步骤S2中的木质粉末活性炭重量为2-30mg，且粘合剂重量为5-10mg，所述S2在无氧高温1200℃的环境下进行。
优选的，所述步骤S3中的过滤处理为：将II品通过0.01-0.04目筛网内进行过滤筛选。
优选的，所述步骤S4中的发泡剂经造粒重量为0.2-30mg，且催化剂和粘合剂均为8-9mg。
优选的，所述步骤S5中的过滤处理为：将II品通过0.01-0.03目筛网内进行过滤筛选。
优选的，所述步骤S6中的烘干处理采用无氧1200℃的高温下进行，且全程封闭式处理。
优选的，所述步骤S7中的返回处理均在烘干冷却后进行，且添加原材料均为原步骤的50％。
实施例三
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于污水处理的铁基质材料及其制造方法，本发明所述铁基质材料在进行制备过程具有良好的可控效果，在进行污水处理过程，能够对不同的污水进行不同比例的配置，以达到最好的处理效果，同时该铁基质在进行污水处理过程，搭配棉布，实现了微生物的处理效果。
一种用于污水处理的铁基质材料及其制造方法，其特征在于，所述所需材料包括零价铁、催化剂、粘合剂、木质粉末活性炭、发泡剂经造粒，所述零价铁为50％的单质铁，采用90-900mg，催化剂采用聚氨酯催化剂，重量为4-40mg，粘合剂采用硅油，重量为2-20mg，木质粉末活性炭重量为1-50mg，发泡剂经造粒重量为0.1-60mg。
优选的，包括以下步骤：
S1、将零价铁进行清理放置容器内，放入催化剂，静置10min，等待零价铁充分氧化，得到I品；
S2、将Ⅰ品中加入木质粉末活性炭，同时加入粘合剂，再次放入催化剂，静置15min，待反应完全后，得到II品；
S3、将Ⅱ品进行整理清洗，同时对所剩材料进行过滤处理，得到III品；
S4、对Ⅲ品内放入发泡剂经造粒，同时放入少许催化剂和粘合剂，通过无氧1200℃的加热处理，得到IV品；
S5、将Ⅳ品进行充分过滤得到V品；
S6、将Ⅴ进行烘干处理，处理完毕后得到VI品；
S7、对Ⅵ品进行检测处理，达标后得到VII品，反之返回S3操作。
优选的，所述步骤S1中的催化剂为60-600mg。
优选的，所述步骤S2中的木质粉末活性炭重量为1-20mg，且粘合剂重量为2-10mg，所述S2在无氧高温1200℃的环境下进行。
优选的，所述步骤S3中的过滤处理为：将II品通过0.03-1目筛网内进行过滤筛选。
优选的，所述步骤S4中的发泡剂经造粒重量为1-20mg，且催化剂和粘合剂均为4-12mg。
优选的，所述步骤S5中的过滤处理为：将II品通过0.01-0.02目筛网内进行过滤筛选。
优选的，所述步骤S6中的烘干处理采用无氧1200℃的高温下进行，且全程封闭式处理。
优选的，所述步骤S7中的返回处理均在烘干冷却后进行，且添加原材料均为原步骤的50％。
实施例四
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于污水处理的铁基质材料及其制造方法，本发明所述铁基质材料在进行制备过程具有良好的可控效果，在进行污水处理过程，能够对不同的污水进行不同比例的配置，以达到最好的处理效果，同时该铁基质在进行污水处理过程，搭配棉布，实现了微生物的处理效果。
一种用于污水处理的铁基质材料及其制造方法，其特征在于，所述所需材料包括零价铁、催化剂、粘合剂、木质粉末活性炭、发泡剂经造粒，所述零价铁为50％的单质铁，采用90-900mg，催化剂采用聚氨酯催化剂，重量为4-40mg，粘合剂采用硅油，重量为2-20mg，木质粉末活性炭重量为1-50mg，发泡剂经造粒重量为0.1-60mg。
优选的，包括以下步骤：
S1、将零价铁进行清理放置容器内，放入催化剂，静置10min，等待零价铁充分氧化，得到I品；
S2、将Ⅰ品中加入木质粉末活性炭，同时加入粘合剂，再次放入催化剂，静置15min，待反应完全后，得到II品；
S3、将Ⅱ品进行整理清洗，同时对所剩材料进行过滤处理，得到III品；
S4、对Ⅲ品内放入发泡剂经造粒，同时放入少许催化剂和粘合剂，通过无氧1200℃的加热处理，得到IV品；
S5、将Ⅳ品进行充分过滤得到V品；
S6、将Ⅴ进行烘干处理，处理完毕后得到VI品；
S7、对Ⅵ品进行检测处理，达标后得到VII品，反之返回S3操作。
优选的，所述步骤S1中的催化剂为4.1mg，且零价铁的重量为91mg。
优选的，所述步骤S2中的木质粉末活性炭重量为2mg，且粘合剂重量为2.3mg，所述S2在无氧高温1200℃的环境下进行。
优选的，所述步骤S3中的过滤处理为：将II品通过0.02-0.03目筛网内进行过滤筛选。
优选的，所述步骤S4中的发泡剂经造粒重量为0.6mg，且催化剂和粘合剂均为2mg。
优选的，所述步骤S5中的过滤处理为：将II品通过0.01-0.02目筛网内进行过滤筛选。
优选的，所述步骤S6中的烘干处理采用无氧1200℃的高温下进行，且全程封闭式处理。
优选的，所述步骤S7中的返回处理均在烘干冷却后进行，且添加原材料均为原步骤的50％。
根据实验得出：
当零价铁、催化剂、粘合剂、木质粉末活性炭、发泡剂经造粒在91:4.1:2.3:2:0.6时，得到的铁基质材料，在AO+mbr工艺中(进水生活污水劣五类水质HRT8h)在未添加铁基质填料时，其出水COD、氨氮、TP达到一级A标准，添加50％填充度的铁基质材料在缺氧池中，其出水COD、氨氮、TP达到四类水，并且硝酸盐氨含量稳定在10mg/L以下。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于污水处理的铁基质材料及其制造方法，其特征在于，所述所需材料包括零价铁、催化剂、粘合剂、木质粉末活性炭、发泡剂经造粒，所述零价铁为50％的单质铁，采用90-900mg，催化剂采用聚氨酯催化剂，重量为4-40mg，粘合剂采用硅油，重量为2-20mg，木质粉末活性炭重量为1-50mg，发泡剂经造粒重量为0.1-60mg。
2.一种用于污水处理的铁基质材料及其制造方法的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将零价铁进行清理放置容器内，放入催化剂，静置10min，等待零价铁充分氧化，得到I品；
S2、将Ⅰ品中加入木质粉末活性炭，同时加入粘合剂，再次放入催化剂，静置15min，待反应完全后，得到II品；
S3、将Ⅱ品进行整理清洗，同时对所剩材料进行过滤处理，得到III品；
S4、对Ⅲ品内放入发泡剂经造粒，同时放入少许催化剂和粘合剂，通过无氧1200℃的加热处理，得到IV品；
S5、将Ⅳ品进行充分过滤得到V品；
S6、将Ⅴ进行烘干处理，处理完毕后得到VI品；
S7、对Ⅵ品进行检测处理，达标后得到VII品，反之返回S3操作。
3.根据权利要求2所述的一种用于污水处理的铁基质材料及其制造方法的制造方法，其特征在于，所述步骤S1中的催化剂为80-800mg。
4.根据权利要求2所述的一种用于污水处理的铁基质材料及其制造方法的制造方法，其特征在于，所述步骤S2中的木质粉末活性炭重量为5-40mg，且粘合剂重量为4-15mg，所述S2在无氧高温1200℃的环境下进行。
5.根据权利要求2所述的一种用于污水处理的铁基质材料及其制造方法的制造方法，其特征在于，所述步骤S3中的过滤处理为：将II品通过0.02-0.05目筛网内进行过滤筛选。
6.根据权利要求2所述的一种用于污水处理的铁基质材料及其制造方法的制造方法，其特征在于，所述步骤S4中的发泡剂经造粒重量为0.5-50mg，且催化剂和粘合剂均为5-10mg。
7.根据权利要求2所述的一种用于污水处理的铁基质材料及其制造方法的制造方法，其特征在于，所述步骤S5中的过滤处理为：将II品通过0.01-0.03目筛网内进行过滤筛选。
8.根据权利要求2所述的一种用于污水处理的铁基质材料及其制造方法的制造方法，其特征在于，所述步骤S6中的烘干处理采用无氧1200℃的高温下进行，且全程封闭式处理。
9.根据权利要求2所述的一种用于污水处理的铁基质材料及其制造方法的制造方法，其特征在于，所述步骤S7中的返回处理均在烘干冷却后进行，且添加原材料均为原步骤的50％。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB02 | Change of applicant information | ||
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Address after: 210000 No. 223, Guangzhou Road, Nanjing, Jiangsu Applicant after: Shui Libu Applicant after: Ministry of transport Applicant after: National Energy Administration Applicant after: NANJING HYDRAULIC Research Institute Applicant after: NANJING R & D TECH GROUP Co.,Ltd. Address before: 210029 No. 223, Guangzhou Road, Nanjing, Jiangsu Applicant before: State Energy Bureau, Ministry of Transport, Ministry of Water Resources Applicant before: NANJING R & D TECH GROUP Co.,Ltd. |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190816 |