CN116605997A - 一种污水处理材料、其制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种污水处理材料，其制备方法及其在污水处理中的应用。所述污水处理材料包括下述原料：非金属矿物，胶粘剂，低沸点醇，造孔剂，菌液。该材料的制备方法包括，先将非金属矿物与造孔剂混合，再加入胶粘剂与低沸点醇形成粘稠物，最后通过入模、烘干、泡酸、清洗、负载微生物、晾干等工序形成该材料。该材料的相对密度为0.8‑1.2，孔径为10‑200nm，比表面积大于10000m2/m3，直径为1‑30mm。该材料可直接投加在污水中，且投入比例仅为池容的1％‑10％，小于普通填料25％‑60％的填充率，从而大大降低了成本；并且在曝气状态下，该材料启动时间短，可上下悬浮，从而混合效果好，不易流失，具有较高的生化转化效率。
Description
技术领域
本发明主要涉及污水处理的技术领域，尤其涉及一种污水处理材料，其制备方法及其在污水处理中的应用。
背景技术
农村生活污水主要来源于村民生活洗涤污水，厨房污水，冲厕水，牲畜的洗涤用水、粪水，村民垃圾任意堆放产生的渗滤液。农村生活污水具有的独特家居特征，相比城区住房及水源均较为分散，农村生活污水基本一天会有三个排放高峰时段，大致分为早、中、晚三段。相比城市地区生活污水，农村生活污水成分较为简单，一般无有毒物质，多为氮、磷、有机物、细菌、病毒、寄生虫等，不同季节水质情况也各不相同。因此，农村生活污水特征有：1)污水产生量小、分散且成分不同；2)污水排放量时空分布变化大，且受雨水天气影响，瞬时流量可达设计流量的几倍；3)具有可生化处理性；4)污水分散、难集中处理；5)低碳氮比、处理效率极低。
随着国家对污水处理要求的逐渐提高，一体化污水处理设备已成为当前处理农村生活污水中最为常见的应用设备，与传统的大型的生活污水处理设备相比优势显著，具有投入少、占地小、便于管理、处理率高、集成化程度高等优势。目前，农村地区广泛应用的一体化污水处理工艺种类较多，尤其以A2/O-MBBR工艺较为典型，应用较为广泛。
A2/O-MBBR工艺具有：1)反应器内污泥浓度较高，一般污泥浓度为普通活性污泥法的5～10倍，可高达30～40g/L，处理负荷高；2)氧化池容积小，降低了基建投资；3)不需反冲洗设备，减少了设备投资，操作简便，降低了污水的运行成本；4)MBBR工艺污泥产率相对较低，降低了污泥处置费用；5)MBBR工艺中不需要填料支架，直接投加，节省了安装时间和费用等特点。
然而，A2/O-MBBR工艺也存在下述问题：1)同步硝化反硝化效率不太高，尤其依赖于填料的填充率。2)挂膜启动时间较长，一般在7天左右，有的长达一个月；3)填料填充率高。填充率一般要求大于15％，实际工程中好氧池悬浮载体填充率一般为25％～60％；4)存在曝气死角，不能较好的混合，增大曝气量则会增加能耗成本等问题。
专利CN113736770A提出了一种颗粒菌种及其制备方法和在污水生化处理中的应用，但其胶粘剂优选自壳聚糖和甲壳素中的一种或组合，而壳聚糖和甲壳素存在涂膜效率低、难干燥，制膜存在强度差等问题；同时该颗粒状菌种成分简单，因此吸附效果较差。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种高效率同步硝化反硝化，启动时间短，超高比表面积，密度与水接近的多孔颗粒污水处理材料的制备方法及其在农村生活污水中的应用。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明的第一个发明点为提供一种污水处理材料。
进一步地，所述污水处理材料为多孔颗粒状污水处理材料。
进一步地，所述多孔颗粒状污水处理材料包括以下重量份的原料：
非金属矿物20-50份，胶粘剂30-50份，低沸点醇10-25份，造孔剂0.1-2份和菌液50-100份。
进一步地，所述颗粒状污水处理材料的相对密度为0.8-1.2，孔径为10-200nm，比表面积不小于10000m2/m3，直径为1-30mm，优选为1-5mm。
进一步地，所述非金属矿物质为含水硅酸盐矿物质，具体为硅藻土、高岭土、膨润土、凹凸棒土和海泡石中的一种或几种。
进一步地，所述胶粘剂选自聚乙烯醇、环氧树脂、脲醛树脂、酚醛树脂、多聚硅酸钠中的一种或多种。
优选地，所述环氧树脂为无色透明的粘稠液体，相对密度接近1，亲水性好，但不溶于水，使用寿命久。
优选地，所述胶粘剂在仅能溶于有机溶剂中，所述低沸点醇易于挥发，因此得到的多孔颗粒污水处理材料在低温烘干后会产生大量孔隙，使比表面积大于10000m2/m3。
进一步地，所述低沸点醇为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇和异丁醇中的一种或几种。
进一步地，所述造孔剂选自金属单质、过氧化钠、过氧化钾、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钙、碳酸氢钙、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或多种。
进一步地，所述菌液为工程菌悬浮液；所述工程菌悬浮液中硝化菌与反硝化菌的质量比为(0.5-3)：4，菌落数不少于1*109cfu/ml。
本发明的第二个发明点为提供该多孔颗粒状污水处理材料的制备方法。
所述方法包括以下步骤：
S1，将非金属矿物与造孔剂混合均匀；
S2，在S1得到的混合物中加入胶粘剂和低沸点醇，搅拌形成粘稠状混合物；
S3，将S2得到的混合物装入模具中烘干；
S4，脱模，并将得到的脱模产品浸泡于稀酸溶液中；
S5，将S4得到的浸泡于稀酸溶液的脱模产品取出后浸泡于菌液中，之后取出晾干。
进一步地，在步骤S3中，将S2得到的混合物装入模具中，于50℃-80℃烘干3-6小时。
进一步地，在步骤S4中，将脱模产品浸泡于2％的稀酸溶液中1小时。
上述制备方法得到的多孔颗粒污水处理材料，具有超高比表面积，在水处理过程中活化时间短，生化效率高，抗冲击能力强，不易解体发生污泥膨胀现象，同时添加的化学药剂不影响菌种的生物活性。
本发明的第三个发明点为提供所述污水处理材料在污水处理中的应用。
进一步地所述污水处理材料应用于基于A2/O-MBBR耦合技术的一体化污水处理设备，所述一体化污水处理设备的处理工艺为厌氧-缺氧-好氧工艺、缺氧-好氧工艺、SBR工艺或CASS工艺。
进一步地，所述污水处理材料的投入比例为池容的1％-10％。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、基于胶粘、造孔等化学手段及微生物负载技术，本发明提出一种大小可控、超高比表面积的多孔颗粒污水处理材料。该材料为毫米级颗粒高效率生化菌种，具有沉降性好，更好的控制丝状菌膨胀问题，可降解提供部分生化所需养分，无环境污染等优点。由该多孔颗粒污水处理材料提供的微生物系统，能协同土著硝化和反硝化细菌，从而增强整个生化处理系统的生化处理能力。同时，在较小曝气量的情况下，该材料启动时间短，可上下悬浮，因此混合得更加均匀，从而实现更好的吸附效果。该材料可直接投加在污水中，且投入比例仅为池容的1％-10％，小于普通填料25％-60％的填充率，从而大大降低了成本。
2、本发明的多孔颗粒污水处理材料在投入水体后，由于多孔颗粒污水处理材料的结构特征，溶解氧在污泥的不同部位存在差别，多孔颗粒污水处理材料外部生存的活性细胞层消耗了大部分氧，所以多孔颗粒污水处理材料核心处没有氧。多孔颗粒污水处理材料从外到内氧气分子浓度越来越低，形成一个好氧-缺氧-厌氧的处理单元。因此，多孔颗粒污水处理材料能够实现良好的生物脱氮除磷效果，并保持良好的有机物去除率。
3、本发明的多孔颗粒污水处理材料中所选原料具有良好的亲水性及生物亲和性，通过调整原料配比及造孔技术控制多孔颗粒污水处理材料相对密度接近1g/cm3，且多孔颗粒污水处理材料大小可根据模具大小或自由切割粉碎控制尺寸3-30mm以内，则仅需维持设备溶解氧2-3mg/L的曝气量即可使多孔颗粒污水处理材料无死角悬浮。
4、本发明具有节约成本、处理高效、绿色环保的特点，所述多孔颗粒污水处理材料沉降性能好，同时对水体污染物具有高效的去除效果。由此，本发明的多孔颗粒污水处理材料能够在各类污水生化处理中应用：可用于农污一体化设备中生化处理阶段，高比表面积的多孔颗粒污水处理材料通过微生物负载的形式提高单位体积的有效微生物数量，突破市面上MBBR填料启动时间7天以上的缺陷，缩短一体化设备的启动时间至3天左右，且COD、氨氮、总磷、总氮，平均去除率分别可达90％、85％、65％、80％以上。
附图说明
图1为本发明的多孔颗粒污水处理材料的照片。
图2为本发明的多孔颗粒污水处理材料在污水中长期使用后的照片。
具体实施方式
以下为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文中所使用的试剂和仪器均商购可得，所涉及的表征手段均可参阅现有技术中的相关描述，本文中不再赘述。
1、实验原料
| 材料 | 厂家 |
| 非金属矿物 | 灵寿县奥太矿产品加工厂 |
| 胶粘剂 | 广州汇涂新材料有限公司 |
| 低沸点醇 | 济南鑫科化工有限公司 |
| 造孔剂 | 天津中和盛泰化工有限公司 |
| 菌液 | 碧沃丰生物科技(广东)股份有限公司 |
2、实验仪器设备
| 材料 | 厂家 |
| 鼓风干燥箱 | 上海笃特科学仪器有限公司 |
| 电动机械搅拌器 | 上海泰坦科技股份有限公司 |
| 高精密自动点胶机 | 益川隆电子有限公司 |
| 硅胶模具 | 广州唯家科技有限公司 |
3、检测水样的净化效果
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下将实施例和对比例中材料的成分及其比例列于下表，以供参考：
*注：实施例2为制备方法，故不列于表中
实施例1
本实施例提供一种用于农村生活污水处理的多孔颗粒污水处理材料，包括以下重量份原料：
非金属矿物20-50份，胶粘剂30-50份，低沸点醇10-25份，造孔剂0.1-1份，菌液50-100份。
所述颗粒状污水处理材料的相对密度为0.8-1.2，孔径为10-200nm，其比表面积不小于10000m2/m3，直径为1-30mm,更优选1-5mm。
所述胶粘剂选自聚乙烯醇、环氧树脂、脲醛树脂、酚醛树脂、多聚硅酸钠中的一种或多种，优选环氧树脂，更优选无色透明的环氧树脂。环氧树脂与相应固化剂接触后，前期有着较好的流动性，易于操作，接触时间延长或加热后会形成耐酸耐碱的固形物，使用寿命可长达10年之久。
所述造孔剂选自金属单质、过氧化钠、过氧化钾、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钙、碳酸氢钙、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或多种，优选碳酸钙，反应较温和且廉价易得。
所述菌液为工程菌悬浮液；所述工程菌悬浮液中硝化菌与反硝化菌的质量比为(0.5-3):4，菌落数不少于1*109cfu/ml。硝化菌优选亚硝化单胞菌和硝化杆:菌类，反硝化菌优选假单胞菌属和产碱杆菌属。
所述非金属矿物质为含水硅酸盐矿物质，具体为硅藻土、高岭土、膨润土、凹凸棒土和海泡石中的一种或几种。优选硅藻土，更优选800目以上的硅藻土。硅藻土具有多孔性、化学稳定性，也就赋予了该污水处理材料较大的比表面积和良好的稳定性。
所述低沸点醇为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇和异丁醇中的一种或几种，优选乙醇。乙醇沸点(78.3℃)较低，可降低干燥温度，节约能源，且毒性相对于甲醇较小，较安全。
所述多孔颗粒菌种材料中所选原料具有良好的亲水性及生物亲和性，通过调整原料配比及造孔技术控制多孔颗粒菌种材料相对密度接近1g/cm3，且多孔颗粒材料大小可根据模具大小或自由切割粉碎控制尺寸3-30mm以内，则仅需维持设备溶解氧2-3mg/L的曝气量即可使多孔颗粒菌种材料无死角悬浮。
所述多孔颗粒菌种材料在投入水体后，由于多孔颗粒菌种材料的结构特征，溶解氧在污泥的不同部位存在差别，多孔颗粒菌种材料外部生存的活性细胞层消耗了大部分氧，所以颗粒菌种核心处没有氧。多孔颗粒菌种材料从外到内氧气分子浓度越来越低，形成一个好氧-缺氧-厌氧的处理单元。因此，多孔颗粒菌种材料能够实现良好的生物脱氮除磷效果，并保持良好的有机物去除率。
所述材料具有节约成本、处理高效、绿色环保的特点，所述多孔颗粒菌种材料沉降性能好，同时对水体污染物具有高效的去除效果。
由此，所述多孔颗粒菌种材料能够在各类污水生化处理中应用：可用于农污一体化设备中生化处理阶段，高比表面积的多孔颗粒菌种材料通过微生物负载的形式提高单位体积的有效微生物数量，突破市面上MBBR填料启动时间7天以上的缺陷，缩短一体化设备的启动时间至3天左右，且COD、氨氮、总磷、总氮，平均去除率分别可达90％、85％、65％、80％以上。
实施例2
本实施例提供如实施例1所述的材料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将非金属矿物质与造孔剂混合；
在一些实施例中，将非金属矿物20-50份与造孔剂0.1-1份混合均匀。
S2，在S1得到的混合物中加入胶粘剂和低沸点醇，搅拌后备用
在一些实施例中，加入胶粘剂30-50份，低沸点醇10-25份，搅拌10-15min，形成粘稠状混合物。
S3，将S2得到的混合物入模烘干；
在一些实施例中，将S2得到的混合物装入模具中，在鼓风干燥箱中50℃-80℃，烘干3-6小时，优选于60℃下烘干6小时。
S4，脱模，并将得到的脱模产品浸泡于稀酸溶液中；
在一些实施例中，将脱模产品浸泡于2％的稀酸溶液中1小时。
S5，将S4得到的浸泡于稀酸溶液的脱模产品取出后浸泡于菌液中，之后从菌液中取出该产品，将其晾干后即得所述材料。
在一些实施例中，将S4得到的浸泡于稀酸溶液的脱模产品取出后清洗2-3遍，浸泡于菌液50份中1天，取出自然晾干即得多孔颗粒菌种材料。
上述制备方法得到的多孔颗粒菌种材料，具有超高比表面积，在水处理过程中活化时间短，生化效率高，抗冲击能力强，不易解体发生污泥膨胀现象，同时添加的化学药剂不影响菌种的生物活性。
优选地，所述胶粘剂可以但不限于是聚乙烯醇、环氧树脂、脲醛树脂、酚醛树脂、多聚硅酸钠等。
优选地，所述环氧树脂为无色透明的粘稠液体，相对密度接近1，不溶于水，使用寿命久。
在本发明多孔颗粒菌种材料中，胶粘剂在仅能溶于有机溶剂中，而且本发明所述的低沸点醇易于挥发，因此故所得多孔颗粒菌种材料在烘干后会产生较多孔隙，使比表面积大于10000m2/m3。
所述稀酸溶液为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、氢氟酸、硼酸中的一种或几种，所述稀酸溶液的质量浓度为1-10％，优选盐酸，盐酸与造孔剂碳酸钙反应无其他固形物产生，不影响材料的配比。
该污水处理材料通过多孔的非金属矿物质与胶粘剂、造孔剂、低分子醇混合，用模具控制材料尺寸，在较低的温度下制备多孔材料，再通过稀酸浸泡去除密度较大的造孔剂并且进一步疏通孔隙，在材料内部形成相互连通的三维网状结构，获得超高的比表面积，再负载功能菌属，提高单位容积内的微生物菌落数，从而提高污水处理时的生化效率。
实施例3
一种多孔颗粒污水处理材料，包括以下重量份原料：非金属矿物25份，胶粘剂30份，低沸点醇10份，造孔剂0.5份，菌液50份。
一种多孔颗粒污水处理材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将非金属矿物25份与造孔剂0.5份混合均匀；
步骤二，加入胶粘剂30份，低沸点醇10份，搅拌10-15min，形成粘稠状；
步骤三，装入模具中，在60℃环境中烘干6h；
步骤四，脱模，浸泡于2％稀酸溶液中1h；
步骤五，清洗2-3遍，浸泡于菌液50份中1天，取出自然晾干即得多孔颗粒污水处理材料。
生化效果对比试验:
取所述多孔颗粒污水处理材料、市售MBBR填料(购买自尊冠环保科技有限公司)各一份，分别按照1/10、2/5的体积比投加，起始MLSS为500-1000mg/L，以农村生活污水为进水，采用曝气(DO＝2-3mg/L)4h—缺氧(DO＝0.2-0.6mg/L)条件下搅拌4h—曝气(DO＝2-3mg/L)4h的循环交替运行方式，运行时间3天。
| 原料 | COD/ppm | NH3-N/ppm | TP/ppm | TN/ppm |
| 进水 | 346 | 35.9 | 0.584 | 81.46 |
| 市售MBBR填料，生化处理3天 | 27.68 | 5.67 | 0.23 | 23.22 |
| 多孔颗粒污水处理材料生化处理3天 | 17.3 | 2.58 | 0.16 | 11.89 |
测得经过本实施例所述多孔颗粒污水处理材料较市售MBBR填料处理后COD去除率提高3％，NH3-N去除率提高8.6％，TP去除率提高12％，TN去除率提高13.9％，且多孔颗粒污水处理材料在3天生化流程结束后外表尺寸与投入时一致并无太大损失，且明显挂膜，依旧可以混合均匀。
实施例4
一种多孔颗粒污水处理材料，包括以下重量份原料：非金属矿物35份，胶粘剂40份，低沸点醇15份，造孔剂0.75份，菌液75份。
该多孔颗粒污水处理材料的制备方法如下：
步骤一，将非金属矿物35份与造孔剂0.75份混合均匀；
步骤二，加入胶粘剂40份，低沸点醇15份，搅拌10-15min，形成粘稠状；
步骤三，装入模具中，在70℃环境中烘干4h；
步骤四，脱模，浸泡于4％稀酸溶液中1h；
步骤五，清洗2-3遍，浸泡于菌液75份中1天，取出自然晾干即得多孔颗粒污水处理材料。
生化效果对比试验:
取所述多孔颗粒污水处理材料、市售MBBR填料(购买自尊冠环保科技有限公司)各一份，分别按照5/100、1/5的体积比投加，起始MLSS为500-1000mg/L，以农村生活污水为进水，采用曝气(DO＝2-3mg/L)4h—缺氧(DO＝0.2-0.6mg/L)条件下搅拌4h—曝气(DO＝2-3mg/L)4h的循环交替运行方式，运行时间3天。
| 原料 | COD/ppm | NH3-N/ppm | TP/ppm | TN/ppm |
| 进水 | 346 | 35.9 | 0.584 | 81.46 |
| 市售MBBR填料，生化处理3天 | 40.48 | 9.62 | 0.22 | 25.66 |
| 多孔颗粒污水处理材料，生化处理3天 | 23.53 | 4.38 | 0.167 | 13.52 |
测得经过本实施例所述多孔颗粒污水处理材料较市售MBBR填料处理后COD去除率提高4.9％，NH3-N去除率提高14.6％，TP去除率提高9.2％，TN去除率提高14.9％，且多孔颗粒污水处理材料在3天生化流程结束后外表尺寸与投入时一致并无太大损失，且明显挂膜，依旧可以混合均匀。
实施例5
一种多孔颗粒污水处理材料，包括以下重量份原料：非金属矿物45份，胶粘剂50份，低沸点醇25份，造孔剂1份，菌液100份。
该多孔颗粒污水处理材料的制备方法如下：
步骤一，将非金属矿物45份与造孔剂1份混合均匀；
步骤二，加入胶粘剂50份，低沸点醇25份，搅拌10-15min，形成粘稠状；
步骤三，装入模具中，在80℃环境中烘干3h；
步骤四，脱模，浸泡于8％稀酸溶液中1h；
步骤五，清洗2-3遍，浸泡于菌液100份中3天，取出自然晾干即得多孔颗粒污水处理材料。
生化效果对比试验：
取所述多孔颗粒污水处理材料、市售MBBR填料(购买自尊冠环保科技有限公司)各一份，分别按照2/100、1/10的体积比投加，起始MLSS为500-1000mg/L，以农村生活污水为进水，采用曝气(DO＝2-3mg/L)4h—缺氧(DO＝0.2-0.6mg/L)条件下搅拌4h—曝气(DO＝2-3mg/L)4h的循环交替运行方式，运行时间3天。
测得经过本实施例所述多孔颗粒污水处理材料较市售MBBR填料处理后COD去除率提高6.2％，NH3-N去除率提高16.1％，TP去除率提高10％，TN去除率提高14.1％，且多孔颗粒污水处理材料在3天生化流程结束后外表尺寸与投入时一致并无太大损失，且明显挂膜，依旧可以混合均匀。
对比例1
制备方法与实施例3基本相同，区别仅在于胶粘剂环氧树脂10份，低沸点醇乙醇5份，所制备得到的污水处理材料强度低，烘干后表面开裂，这是由于胶粘剂过少时，无法将其他材料牢牢的粘合在一起。
对比例2
制备方法与实施例4基本相同，区别仅在于，非金属矿物硅藻土10份，造孔剂碳酸钙10份，所制备得到的材料表面光滑无孔，这是因为非金属矿物硅藻土较少的情况下，胶粘剂环氧树脂严重过量，导致材料表面形成一层致密的膜，稀酸无法与造孔剂充分反应，取一定量的污水处理材料经破碎后再浸泡与稀酸中，依旧有大量气泡冒出，且稀酸中钙离子含量高达18500mg/L，这也证明材料中有大量造孔剂残留。
对比例3
制备方法与实施例5基本相同，区别仅在于，非金属矿物硅藻土25份，低沸点醇乙醇40份，所制备得到的污水处理材料形状不规则，呈葫芦状，且可见明显较大孔隙，但硬度较高，这是由于低沸点醇乙醇用量太大，在70℃条件下挥发速度较快，使材料过度膨胀。
取对比例3所制备得到的材料和市售MBBR填料(购买自尊冠环保科技有限公司)各一份，分别按照5/100、1/5的体积比投加，起始MLSS为500-1000mg/L，以农村生活污水为进水，采用曝气(DO＝2-3mg/L)4h—缺氧(DO＝0.2-0.6mg/L)条件下搅拌4h—曝气(DO＝2-3mg/L)4h的循环交替运行方式，运行时间3天。
| 原料 | COD/ppm | NH3-N/ppm | TP/ppm | TN/ppm |
| 进水 | 346 | 35.9 | 0.584 | 81.46 |
| 市售MBBR填料，生化处理3天 | 40.48 | 9.62 | 0.22 | 25.66 |
| 多孔颗粒污水处理材料，生化处理3天 | 38.5 | 6.45 | 0.20 | 18.52 |
测得经过本实施例所述多孔颗粒污水处理材料较市售MBBR填料处理后COD去除率提高0.57％，NH3-N去除率提高8.8％，TP去除率提高3.4％，TN去除率提高8.77％，且多孔颗粒污水处理材料在3天生化流程结束后可见挂膜，但外表尺寸与投入时出现破损，流失率约为10％。
对比例4
制备方法与实施例5基本相同，区别仅在于，不进行浸泡菌液，材料形状基本一致。
取对比例4所制备得到的材料和市售MBBR填料(购买自尊冠环保科技有限公司)各一份，分别按照2/100、1/10的体积比投加，起始MLSS为500-1000mg/L，以农村生活污水为进水，采用曝气(DO＝2-3mg/L)4h—缺氧(DO＝0.2-0.6mg/L)条件下搅拌4h—曝气(DO＝2-3mg/L)4h的循环交替运行方式，运行时间3天。
| 原料 | COD/ppm | NH3-N/ppm | TP/ppm | TN/ppm |
| 进水 | 346 | 35.9 | 0.584 | 81.46 |
| 市售MBBR填料，生化处理3天 | 50.86 | 10.02 | 0.209 | 26.64 |
| 多孔颗粒污水处理材料，生化3天 | 36.82 | 9.46 | 0.182 | 25.62 |
测得经过本实施例所述多孔颗粒污水处理材料较市售MBBR填料处理后COD去除率提高4.06％，NH3-N去除率提高1.56％，TP去除率提高4.62％，TN去除率提高1.25％，与实施例5相比，污染物效果提升较小，且3天生化流程结束后多孔颗粒污水处理材料未见明显生物膜存在。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种污水处理材料，其特征在于，所述污水处理材料为颗粒状多孔材料，所述材料包括以下成分：
2.根据权利要求1所述的污水处理材料，其特征在于，所述颗粒状污水处理材料的相对密度为0.8-1.2，孔径为10-200nm，比表面积不小于10000m2/m3，直径为1-30mm。
3.根据权利要求1所述的污水处理材料，其特征在于，所述胶粘剂选自聚乙烯醇、环氧树脂、脲醛树脂、酚醛树脂、多聚硅酸钠中的一种或多种，所述造孔剂选自金属单质、过氧化钠、过氧化钾、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钙、碳酸氢钙、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的污水处理材料，其特征在于，所述菌液为工程菌悬浮液；所述工程菌悬浮液中硝化菌与反硝化菌的质量比为(0.5-3)：4，菌落数不少于1*109cfu/ml。
5.根据权利要求1所述的污水处理材料，其特征在于，所述非金属矿物质为含水硅酸盐矿物质，具体为硅藻土、高岭土、膨润土、凹凸棒土和海泡石中的一种或几种，所述低沸点醇为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇和异丁醇中的一种或几种。
6.如权利要求1-5中任一项所述的污水处理材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
S1，将非金属矿物质与造孔剂混合；
S2，在S1得到的混合物中加入胶粘剂和低沸点醇，搅拌后备用；
S3，将S2得到的混合物入模烘干；
S4，脱模，并将得到的脱模产品浸泡于稀酸溶液中；
S5，将S4中浸泡于稀酸溶液的脱模产品取出后浸泡于菌液中，之后取出晾干。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，将S2得到的混合物装入模具中，于50℃-80℃烘干3-6小时；在步骤S4中，将脱模产品浸泡于2％的稀酸溶液中1小时。
8.如权利要求1-5中任一项所述的污水处理材料或如权利要求6或7所述制备方法制得的污水处理材料在污水处理中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述污水处理材料应用于基于A2/O-MBBR耦合技术的一体化污水处理设备，所述一体化污水处理设备的处理工艺为厌氧-缺氧-好氧工艺、缺氧-好氧工艺、SBR工艺或CASS工艺。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述污水处理材料的投入比例为池容的1％-10％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202310470134.9A CN116605997A (zh) | 2023-04-27 | 2023-04-27 | 一种污水处理材料、其制备方法及其应用 |
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2023
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