CN111547839A - 一种复合硫基多孔填料 - Google Patents

Abstract

一种复合硫基多孔填料,所述该填料由脱氮填料、同步脱氮除磷填料、碱型脱氮填料、碱型同步脱氮除磷填料中的一种或多种填料组成，所述脱氮填料，主要成分及组成比例分别为多硫化物混合料wt%=10‑15%、硫制剂wt%=75%、混合发泡料wt%=5‑8%、粘结剂wt%=5‑7%；它具有脱氮效率高、运行成本低，材料损耗少，填料更换周期长，结构简单等特点。

Description

一种复合硫基多孔填料

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种复合硫基多孔填料。

背景技术

随着全国各个省市地方标准的出台，比如北京、天津的地方标准及最近刚刚出台的浙江省城镇污水处理厂主要水污染排放标准(DB33/2169-2018)新政策开展，要求污水处理厂达到准地表IV、V类，其中总氮TN≤10mg/L，而昆明因为入滇池，要求污水厂出水总氮TN≤5mg/L，随着环境治理的要求，对总氮的排放标准会越来越严，开发应用技术可靠、运行费用低、性价比高的深度脱氮技术是必然趋势。

反硝化作为污水处理中氮素脱离水体的一个关键过程，一直以来是污废水生化处理技术的研究重点。目前，污水厂的尾水深度脱氮大多采用传统的异养反硝化技术和工艺，虽然脱氮效果较好，但需要投加大量碳源，污泥产量高，这势必增加污水、污泥的处理成本。对此，硫自养反硝化因其无需投加碳源、运行费用低及产泥量少等优势，逐渐成为生物脱氮工艺的热点。

硫自养反硝化技术指某些微生物在缺氧或厌氧条件下利用还原态硫（单质S、H2S、S2-、S2O32-）为自养反硝化提供电子的技术，该技术脱氮过程中无需外加碳源已逐渐被应用于处理低C/N比的受污染水体，如污水厂尾水的深度脱氮、地下水修复、工业废水以及饮用水处理等领域。具体的，是指在厌氧件下，单质硫提供电子供体，以硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体，以将其还原成氮气达到脱氮目的的过程。

发明内容

本发明基于自养反硝化脱氮原理，开发适用于市政尾水深度脱氮的无碳自养脱氮集成一体化设备及自养脱氮技术，具有专性微生物菌群实现高效生物脱氮、反冲洗周期长、运行维护费用低、结构简单、运行方便等优点，可以适用于市政污水处理厂尾水提标、河道修复和地下水修复等领域。本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，

一种复合硫基多孔填料,所述该填料由脱氮填料、同步脱氮除磷填料、碱型脱氮填料、碱型同步脱氮除磷填料中的一种或多种填料组成，所述脱氮填料，主要成分及组成比例分别为多硫化物混合料wt%=10-15%、硫制剂wt%=75%、混合发泡料wt%=5-8%、粘结剂wt%=5-7%；

所述同步脱氮除磷填料，主要成分及组成比例分别为多硫化物混合料wt%=10%、硫制剂wt%=40%、硫铁矿wt%=40%、混合发泡料wt%=5%、粘结剂wt%=5%；

所述碱型脱氮填料，主要成分及组成比例分别为多硫化物混合料wt%=0-5%、硫制剂wt%=75%、缓释性碱度材料wt%=10%、混合发泡料wt%=5-8%、粘结剂wt%=5-7%；

所述碱型同步脱氮除磷填料，主要成分及组成比例分别为多硫化物混合料wt%=0-5%、硫制剂wt%=40%、硫铁矿wt%=40%、缓释性碱度材料wt%=5-10%、混合发泡料wt%=5%、粘结剂wt%=5%。

作为优选：所述多硫化物混合料由多硫化钠和多硫化钾混合物组成，硫制剂由单质硫和硫磺组成，混合发泡料由碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢铵组成、粘结剂为海藻酸钠或聚乙烯醇，缓释性碱度材料由碳酸氢钠和氢氧化钠组成、混合发泡料由碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢铵组成。

本发明所述的复合硫基多孔填料的制备方法如下：

步骤一：熔融：将所有材料进行高温熔融。

步骤二：搅拌混合：将步骤一熔融后的液态混合物进行搅拌混合，搅拌速度为150rpm，时间1-2min，之后加入固体体积50-70%水后继续搅拌混合，搅拌速度300-400rpm，搅拌时间5min，得到混合浆料；

步骤三：发泡：将所述混合浆料倒入预制的模具中自然冷却发泡，之后将成形的填料坯体进行养护，养护时间3d左右。

步骤四：造粒干化：常温条件下，将所述浇注成型的坯体切割成3-5mm圆柱状颗粒，自然干化7d后制备完成。

本发明具有以下优点：1.专用的硫复合多孔颗粒不含任何有害的化学成分，安全性高，不会造成二次污染；2.无需外加碳源，节约成本；3.使用该填料可持续稳定扩增培养专性微生物菌群；4.确保原位微生物菌种扩培的数量和质量； 5.高效脱氮，可进一步对市政尾水作深度处理；6.根据原水性质、深度处理脱氮除磷要求提供多种复合硫基多孔填料形式，适应不同条件和要求。7.运行成本低；8.材料损耗少，更换周期长，运维成本低。

具体实施方式

下面将具体对本发明作详细的介绍：一种复合硫基多孔填料,所述该填料由脱氮填料、同步脱氮除磷填料、碱型脱氮填料、碱型同步脱氮除磷填料中的一种或多种填料组成，所述脱氮填料，主要成分及组成比例分别为多硫化物混合料wt%=10-15%、硫制剂wt%=75%、混合发泡料wt%=5-8%、粘结剂wt%=5-7%；

所述同步脱氮除磷填料，主要成分及组成比例分别为多硫化物混合料wt%=10%、硫制剂wt%=40%、硫铁矿wt%=40%、混合发泡料wt%=5%、粘结剂wt%=5%；

所述碱型脱氮填料，主要成分及组成比例分别为多硫化物混合料wt%=0-5%、硫制剂wt%=75%、缓释性碱度材料wt%=10%、混合发泡料wt%=5-8%、粘结剂wt%=5-7%；

所述碱型同步脱氮除磷填料，主要成分及组成比例分别为多硫化物混合料wt%=0-5%、硫制剂wt%=40%、硫铁矿wt%=40%、缓释性碱度材料wt%=5-10%、混合发泡料wt%=5%、粘结剂wt%=5%。

作为优选：所述多硫化物混合料由多硫化钠和多硫化钾混合物组成，硫制剂由单质硫和硫磺组成，混合发泡料由碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢铵组成、粘结剂为海藻酸钠或聚乙烯醇，缓释性碱度材料由碳酸氢钠和氢氧化钠组成、混合发泡料由碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢铵组成。

本发明所述的复合硫基多孔填料的制备方法如下：

步骤一：熔融：将所有材料进行高温熔融。

步骤二：搅拌混合：将步骤一熔融后的液态混合物进行搅拌混合，搅拌速度为150rpm，时间1-2min，之后加入固体体积50-70%水后继续搅拌混合，搅拌速度300-400rpm，搅拌时间5min，得到混合浆料；

步骤三：发泡：将所述混合浆料倒入预制的模具中自然冷却发泡，之后将成形的填料坯体进行养护，养护时间3d左右。

步骤四：造粒干化：常温条件下，将所述浇注成型的坯体切割成3-5mm圆柱状颗粒，自然干化7d后制备完成。

所述复合硫基多孔填料，其疏松多孔结构和较大的比表面积可实现微生物附着生长、进水与微生物和反硝化电子供体组分有效接触反应，以满足硫自养反硝化作用的高效反应。

该硫复合多孔颗粒制备技术，可快速激活和扩增培养专性硫自养反硝化菌群、提供微生物与污水和填料的充分接触。专性自养菌可减少剩余污泥产生，滤料反冲洗周期长，多孔材料也可提高原位微生物对水体中硝酸盐氮的利用效率，确保高效反硝化脱氮过程进行.同时针对原水性质和脱氮除磷深度处理需求，开发脱氮、同步脱氮除磷、碱型脱氮、碱型同步脱氮除磷填料，适应性广泛，强化市政污水深度脱氮和除磷提标治理，达到水质净化。

Claims (3)

1.一种复合硫基多孔填料,其特征在于所述该填料由脱氮填料、同步脱氮除磷填料、碱型脱氮填料、碱型同步脱氮除磷填料中的一种或多种填料组成，所述脱氮填料，主要成分及组成比例分别为多硫化物混合料wt%=10-15%、硫制剂wt%=75%、混合发泡料wt%=5-8%、粘结剂wt%=5-7%；

所述同步脱氮除磷填料，主要成分及组成比例分别为多硫化物混合料wt%=10%、硫制剂wt%=40%、硫铁矿wt%=40%、混合发泡料wt%=5%、粘结剂wt%=5%；

所述碱型脱氮填料，主要成分及组成比例分别为多硫化物混合料wt%=0-5%、硫制剂wt%=75%、缓释性碱度材料wt%=10%、混合发泡料wt%=5-8%、粘结剂wt%=5-7%；

所述碱型同步脱氮除磷填料，主要成分及组成比例分别为多硫化物混合料wt%=0-5%、硫制剂wt%=40%、硫铁矿wt%=40%、缓释性碱度材料wt%=5-10%、混合发泡料wt%=5%、粘结剂wt%=5%。

2.根据权利要求1所述的复合硫基多孔填料，其特征在于所述多硫化物混合料由多硫化钠和多硫化钾混合物组成，硫制剂由单质硫和硫磺组成，混合发泡料由碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢铵组成、粘结剂为海藻酸钠或聚乙烯醇，缓释性碱度材料由碳酸氢钠和氢氧化钠组成、混合发泡料由碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢铵组成。

3.根据权利要求1所述的复合硫基多孔填料，其特征在于所述该复合硫基多孔填料的制备方法如下：

步骤一：熔融：将所有材料进行高温熔融；

步骤二：搅拌混合：将步骤一熔融后的液态混合物进行搅拌混合，搅拌速度为150rpm，时间1-2min，之后加入固体体积50-70%水后继续搅拌混合，搅拌速度300-400rpm，搅拌时间5min，得到混合浆料；

步骤三：发泡：将所述混合浆料倒入预制的模具中自然冷却发泡，之后将成形的填料坯体进行养护，养护时间3d左右；

步骤四：造粒干化：常温条件下，将所述浇注成型的坯体切割成3-5mm圆柱状颗粒，自然干化7d后制备完成。