CN116715357B - 硫自养反硝化生物脱氮的复合填料、脱氮滤池及脱氮方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及污水处理技术领域，尤其涉及硫自养反硝化生物脱氮的复合填料、脱氮滤池及脱氮方法。本申请提供一种硫自养反硝化生物脱氮的复合填料，包括依次连通的细砂层、改性活性炭层、硫自养填料层、石英砂滤层和鹅卵石衬托层，所述改性活性炭层的堆积密度0.3~0.4g/cm3；所述硫自养填料层包括硫磺，所述硫磺的粒径为8~12mm，堆积密度为0.2~0.25g/cm3；所述改性活性炭层包括改性活性炭，所述改性活性炭中氧化铁的负载率为2~8%（w/w）。本申请利用活性炭的吸附性能及其负载的氧化铁强化吸附水体中营养盐，富集、培养硫自养反硝化菌，为提供自养反硝化菌的生存空间，更好的提升其活性以及代际更替速率。
Description
技术领域
本申请涉及污水处理技术领域，尤其涉及硫自养反硝化生物脱氮的复合填料、脱氮滤池及脱氮方法。
背景技术
当过量氮元素进入到自然水体中，会造成水体污染，可能引发水体富营养化，新建污水处理厂出水水质通常需执行《城镇污水厂污染物排放标准（GB18918-2002）》一级A排放标准，生物脱氮是常用的处理手段，通常建设后置反硝化滤池达到深度脱氮目的。异养反硝化脱氮工艺通常需要投加外部碳源，如乙酸钠、葡萄糖、甲醇、乙醇等，存在成本高、易二次污染、污泥产量高等诸多问题。
自养反硝化脱氮工艺无需投加有机碳源，具有运行成本低，出水水质好等特点，具有良好的工程应用前景。自养反硝化电子供体可为单质硫、铁粉硫代硫酸钠等或不同比例组合构成，投加量应根据滤池需去除氮的量计算电子供体性质及投加量。
单质硫是一种化学性质较活泼的非金属单质，脱氮硫杆菌能够能利用硫单质将NO3-N或NO2-N还原为氮气，从而实现深度脱氮。当硫自养反硝化滤池进水NO3-N体积负荷低于500g/(m3·d)时，NO3-N去除率能够达到90%以上。
复合填料通常是直接以一定比例活性炭、铁粉、硫磺在反应体积中堆积，该方法简单，容易实现，当NO3-N浓度为30mg·L-1时，复合填料的硝酸盐去除率能达到60~70%。也可以利用单质硫与碱度材料在熔点上的显著差异（S−112.8℃标况下）将元素硫粉在115~125℃间加热熔化后，缓慢均匀地将碱度材料铺撒在液态硫表面，用药匙均匀搅拌，在空气中冷却后，破碎和筛选获得的合成颗粒复合材料，筛分后置于密封袋中备用，当NO3-N浓度为30mg·L-1时，复合填料的硝酸盐去除率能达到85~90%以上。第三可以通过水热法合成FeS或者FeS2，但该方法相对复杂，在当NO3-N浓度为23mg·L-1时，加FeS20.8g/L时，硝酸盐去除率能达到70~80%。
上述方法中硫自养反硝化填料通常存在强度低，容易流失，负荷较低，无法有效提高硫自养反硝化菌的数量以及活性。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供硫自养反硝化生物脱氮的复合填料、脱氮滤池及脱氮方法，用于解决现有技术中的问题。在硫自养反硝化滤池中添加改性活性炭，利用改性活性炭的吸附性能及其负载的氧化铁强化吸附水体中营养盐，富集、培养硫自养反硝化菌，为提供自养反硝化菌的生存空间，更好地提升其活性以及代际更替速率，该体系中，改性活性炭成本低，启动速率快，无二次污染，可广泛使用。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供第一方面提供改性活性炭作为填料在脱氮中的用途，所述改性活性炭负载有氧化铁。
本申请第二方面提供一种制备改性活性炭的方法，包括以下步骤：
S1：将新鲜活性炭置于温度为 105~110°C的干燥箱中烘干 1~2h；
S2：将S1步骤处理后的活性炭放置于硝酸铁溶液中，搅拌均匀后静置2~3h；
S3：将S2步骤处理后的活性炭置于干燥箱中烘干1~2h；
S4：将S3步骤处理后的活性炭置于450 ~550°C炉中焙烧1~2h；
S5：对S4处理后的活性炭进行粒径筛分，获得改性活性炭。
本申请第三方面提供一种改性活性炭，由前述的方法制备获得。
本申请第四方面提供一种复合填料，其特征在于，包括依次连通的细砂层、改性活性炭层、硫自养填料层、石英砂滤层和鹅卵石衬托层，所述改性活性炭层包括如前述的改性活性炭。
本申请第五方面提供一种脱氮滤池，所述脱氮滤池的内部按流体流动方向依次设有复合填料区、支撑层、反冲洗区和污水收集区，所述复合填料区包括如前述的复合填料。
本申请第六方面提供一种脱氮方法，采用前述的脱氮滤池进行，将污水从进水管流入脱氮滤池中，依次流经复合填料区、支撑层、反冲洗区和污水收集区，从出水管处获得脱氮后的水。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
1、本申请的硫自养填料层中的硫磺比较软，而改性活性炭层的堆积密度比硫自养填料层大，解决了现有填料容易流失，负荷较低的问题。
2、本申请利用改性活性炭的吸附性能及其负载的氧化铁强化吸附水体中营养盐，富集、培养硫自养反硝化菌，为提供自养反硝化菌的生存空间，缩短硫自养反硝化菌的培养时间，更好地提升其活性以及代际更替速率。
3、本申请利用改性活性炭的颗粒吸附氧化铁，防止氧化铁粉末被水流冲走，氧化铁还可以和硫自养填料层的硫磺一起发挥脱氮效果。
附图说明
图1为本申请的填料层。
图2为本申请的脱氮滤池的结构示意图。
图3为本申请改性活性炭层的制备流程图。
元件标号说明：
| 1 | 进水管 |
| 2 | 复合填料区 |
| 21 | 细砂层 |
| 22 | 改性活性炭层 |
| 23 | 硫自养填料层 |
| 24 | 石英砂滤层 |
| 25 | 鹅卵石衬托层 |
| 3 | 支撑层 |
| 4 | 反冲洗区 |
| 5 | 水反冲洗管 |
| 6 | 气反冲洗管 |
| 7 | 污水收集区 |
| 8 | 出水管 |
实施方式
为了使本申请的发明目的、技术方案和有益效果更加清晰，下面结合实施例对本申请作进一步说明。应理解，所述实施例只用于解释本申请，并非用于限定申请的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法，熟悉此技术的人士可由本说明所揭露的内容容易地了解本申请的其他优点及功效。
本申请的发明人经过大量探索研究，发现了硫自养反硝化生物脱氮的复合填料、脱氮滤池及脱氮方法，在此基础上完成了本申请。
本申请一方面提供改性活性炭作为填料在脱氮中的用途，改性活性炭负载有氧化铁。本申请利用改性活性炭的吸附性能及其负载的氧化铁强化吸附水体中营养盐，富集、培养硫自养反硝化菌，提供自养反硝化菌的生存空间，铁元素作为含铁蛋白的重要组成部分，可以促进硫自养反硝化菌的代谢速率，缩短硫自养反硝化菌的培养时间，更好地提升其活性以及代际更替速率。
本申请提供的用途中，改性活性炭的粒径5~8mm，具体地，可以为5~6mm、6~7mm、或7~8mm等。粒径5~8mm的再生活性炭比其他粒径的再生活性炭更适于用于生物脱氮，是因为粒径太小容易冲走，粒径太大的缝隙太大，微生物不易富集。改性活性炭中氧化铁的负载率为2~8%（w/w）；具体地，可以为2~3%（w/w）、3~5%（w/w）、或5~8%（w/w）等。改性活性炭的比表面积800~1200m2/g，具体地，可以为800~900m2/g、900~1000m2/g、或1000~1200m2/g等。改性活性炭的堆积密度0.3~0.4g/cm3，具体地，可以为0.3~0.32g/cm3、0.32~0.34g/cm3、或0.34~0.40g/cm3等。改性活性炭碘吸附值600~800mg/g，具体地，可以为600~700mg/g、700~750mg/g、或750~800mg/g等。改性活性炭的灰分小于8%（w/w），具体地，可以为0~2%（w/w）、2~6%（w/w）、或6~8%（w/w）等。
本申请另一方面提供一种制备改性活性炭的方法，包括以下步骤：
S1：将新鲜活性炭置于温度为 105~110 °C 的干燥箱中烘干 1~2h；
S2：将S1步骤处理后的活性炭放置于硝酸铁溶液中，搅拌均匀后静置2~3h；
S3：将S2步骤处理后的活性炭置于干燥箱中烘干1~2h；
S4：将S3步骤处理后的活性炭置于450 °C~550 °C炉中焙烧1~2h；
S5：对S4处理后的活性炭进行粒径筛分，获得粒径为5~8mm的改性活性炭。
本申请提供的方法中，步骤S1是指将新鲜活性炭置于温度为105~110°C的干燥箱中烘干 1~2 h。在一些实施方式中，干燥箱例如可以为鼓风干燥箱等本领域常规的干燥箱。烘干时间例如可以为1~1.5h、1.5~1.75 h、或1.75~2 h等。
本申请提供的方法中，步骤S2是指将S1步骤处理后的活性炭放置于硝酸铁溶液中，搅拌均匀后静置2~3h。其中，硝酸铁溶液的浓度为0.02~0.10kg/L，具体地，可以为0.02~0.05kg/L、0.05~0.08kg/L、或0.08~0.10kg/L等。步骤S2的作用是将硝酸铁负载在活性炭上。
本申请提供的方法中，步骤S3是指将S2步骤处理后的活性炭置于干燥箱中烘干1~2 h。烘干时间例如可以为1~1.5h、1.5~1.75 h、或1.75~2 h等。步骤S3烘干是为了将活性炭烘干。
本申请提供的方法中，步骤S4是指将S3步骤处理后的活性炭置于450 °C~550 °C炉中焙烧1~2 h。其中，焙烧温度例如可以为450 °C~500 °C、500 °C~520 °C、或520 °C~550°C等。焙烧所用的炉例如可以为管式炉等常规的可高温加热的炉。焙烧时间例如可以为1~1.25 h、1.25~1.5 h、或1.5~2 h等。步骤S4的作用是将负载的硝酸铁氧化为氧化铁。
本申请提供的方法中，步骤S5是指对S4处理后的活性炭进行粒径筛分，获得粒径为5~8mm的改性活性炭。其中，改性活性炭的粒径5~8mm，具体地，可以为5~6mm、6~7mm、或7~8mm等。粒径5~8mm的再生活性炭比其他粒径的再生活性炭更适于用于生物脱氮，是因为粒径太小容易冲走，粒径太大的缝隙太大，微生物不易富集。改性活性炭中氧化铁的负载率为2~8%（w/w）；具体地，可以为2~3%（w/w）、3~5%（w/w）、或5~8%（w/w）等。改性活性炭的比表面积800~1200m2/g，具体地，800~900m2/g、900~1000m2/g、或1000~1200m2/g等。改性活性炭碘吸附值600~800mg/g，具体地，可以为600~700mg/g、700~750mg/g、或750~800mg/g等。改性活性炭层22的堆积密度0.3~0.4g/cm3，具体地，可以为0.3~0.32g/cm3、0.32~0.34g/cm3、或0.34~0.40g/cm3等。改性活性炭的灰分小于8%（w/w），具体地，可以为0~2%（w/w）、2~6%（w/w）、或6~8%（w/w）等。
本申请另一方面提供一种改性活性炭，由前述的方法制备获得。利用改性活性炭的吸附性能及其负载的氧化铁强化吸附水体中营养盐，富集、培养硫自养反硝化菌，为提供自养反硝化菌的生存空间，更好的提升其活性以及代际更替速率，该体系中，改性活性炭成本低，启动速率快，无二次污染，可广泛使用。
本申请另一方面提供一种复合填料，包括依次连通的细砂层21、改性活性炭层22、硫自养填料层23、石英砂滤层24和鹅卵石衬托层25。其中的改性活性炭层包括前述的改性活性炭。
本申请提供的复合填料中，改性活性炭层22高度30~100cm；具体地，可以为30~50cm、50~80cm、或80~100cm等。改性活性炭层22的堆积密度0.3~0.4g/cm3，具体地，可以为0.3~0.32g/cm3、0.32~0.34g/cm3、或0.34~0.40g/cm3等。本申请的改性活性炭层22的堆积密度比硫自养填料层23大，可以有效缓解硫自养填料层23中的硫磺丢失，解决了现有填料容易流失，负荷较低的问题。本申请利用改性活性炭的吸附性能及其负载的氧化铁强化吸附水体中营养盐，富集、培养硫自养反硝化菌，为提供自养反硝化菌的生存空间，缩短硫自养反硝化菌的培养时间，更好地提升其活性以及代际更替速率。本申请将氧化铁负载在改性活性炭层22是因为氧化铁是一种粉末，在水流作用下会被冲走，所以需要负载在改性活性炭颗粒上面，而且改性活性炭层22上的氧化铁可以和硫自养填料层23的硫磺一起发挥脱氮效果，石英砂滤层24位于硫自养填料层23下是为了保护上面两层不被水流冲击走脱氮的有效物质，从而起到强化固定作用。
本申请提供的复合填料中，细砂层21高度10~20cm；具体地，可以为10~13cm、13~15cm、或15~20cm等。细砂层21包括细砂，所述细砂的粒径1~3mm；具体地，可以为1~1.5cm、1.5~2cm、或2~3cm等。细砂层21用于拦截水体中的悬浮物质等杂质物质。
本申请提供的复合填料中，硫自养填料层23高度30~100cm；具体地，可以为30~50cm、50~80cm、或80~100cm等。硫自养填料层23包括硫磺，硫磺的粒径为8~12mm；具体地，可以为8~10mm、10~11mm、或11~12mm等。生物脱氮中一般采用硫自养反硝化技术，该技术是以硫化钠(Na2S)、硫代硫酸钠(Na2S2O3)、单质硫(S)等还原态硫源为电子供体，在缺氧环境下将NO3-N还原为N2的一种新型的自养反硝化技术。硫磺富含硫单质，是优秀的反硝化电子供体。本申请的硫自养填料层23中的硫磺堆积密度为0.2~0.25g/cm3，具体地，可以为0.2~0.22g/cm3、0.22~0.24g/cm3、或0.24~0.25g/cm3等，硫磺比较软，而改性活性炭层22的堆积密度比硫自养填料层23大，可以帮助填料不易流失，增加填料负荷性能。
本申请提供的复合填料中，石英砂滤层24高度10~20cm；具体地，可以为10~13cm、13~15cm、或15~20cm等。石英砂滤层24包括石英砂，石英砂的粒径12~20mm；具体地，可以为12~15mm、15~18mm、或18~20mm等。石英砂滤层24材质包括二氧化硅，熔点为1600~1800℃，具体地，可以为1600~1700℃、1700~1750℃、或1750~1800℃等；莫氏硬度6.0~8.0，具体地，可以为6.0~7.0、7.0~7.5、或7.5~8.0等；密度2.2~2.3g/cm3。石英砂层24用于过滤不同颗粒粒径。
本申请提供的复合填料中，鹅卵石衬托层25高度10~20cm；具体地，可以为10~13cm、13~15cm、或15~20cm等。鹅卵石衬托层25包括鹅卵石，鹅卵石的粒径1~3cm；具体地，可以为1~1.5cm、1.5~2cm、或2~3cm等。鹅卵石支撑层25用于起支撑作用。
本申请另一方面提供一种脱氮滤池，脱氮滤池的内部按流体流动方向依次设有复合填料区2、支撑层3、反冲洗区4和污水收集区7，所述复合填料区2包括前述的复合填料。
本申请提供的脱氮滤池中，脱氮滤池的顶部连有进水管1。
如图2，构建硫自养反硝化脱氮滤池，脱氮滤池的内部按流体流动方向依次设有细砂层21、改性活性炭层22、硫自养填料层23、石英砂滤层24、鹅卵石衬托层25、支撑层3、反冲洗区4和污水收集区7。支撑层3的主要成分为ABS塑料，ABS塑料是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物，ABS塑料兼有三种组元的共同性能，A使其耐化学腐蚀、耐热，并有一定的表面硬度，B使其具有高弹性和韧性，S使其具有热塑性塑料的加工成型特性并改善电性能。因此ABS塑料是一种原料易得、综合性能良好、价格便宜、用途广泛的“坚韧、质硬、刚性”材料。本申请的支撑层3在脱氮滤池中起支撑作用。
本申请提供的脱氮滤池中，如图2所示，还设有水反冲洗管5和气反冲洗管6，分别与反冲洗区4连通。
本申请提供的脱氮滤池中，污水收集区7的容积为0.5~1 m3；具体地，可以为0.5~0.6 m3、0.6~0.8m3、或0.8~1 m3等。在一具体实施例中，污水收集区7为长方体，其尺寸可以为100×100×100cm（长×宽×高）或50×100×100cm（长×宽×高）。
本申请提供的脱氮滤池中，如图2所示，脱氮滤池的外部靠近污水收集区7处设有出水管8。出水管8靠近污水收集区7的底部。
在一些实施方式中，脱氮滤池在反冲洗运行过程中，反冲洗区4还可以与外部清水池和外部废水池相连，外部清水池用于提供反冲洗的水，外部废水池用于储存反冲洗后的污水。
本申请另一方面提供一种脱氮方法，采用前述的脱氮滤池进行，将污水从进水管1流入脱氮滤池中，依次流经复合填料区2、支撑层3、反冲洗区4和污水收集区7，从出水管8处获得脱氮后的水。在一些实施方式中，脱氮滤池运行时，将污水与进水管1相连，使污水从进水管1进入滤池，依次流经细砂层21、改性活性炭层22、硫自养填料层23、石英砂滤层24、鹅卵石衬托层25、支撑层3、反冲洗区4和污水收集区7，并通过出水管8流出滤池。当污水处理后从出水管8流出后，开启气反冲洗管6上的阀门和风机，气洗1~5min；再开启水反冲洗管5的水泵，气水混冲10~20min；具体地，可以为10~12min、12~15min、或15~20min等。再关闭气反冲洗管6，单水冲洗3~8min；具体地，可以为3~5min、5~7min、或7~8min等。进一步地，气冲洗的强度为60~90m3/m2·h；具体地，可以为60~70m3/m2·h、70~80m3/m2·h、或80~90m3/m2·h等。水冲洗的强度为10~20m3/m2·h；具体地，可以为10~15m3/m2·h、15~18m3/m2·h、或18~20m3/m2·h等。
如图2所示，脱氮滤池的主体例如可以为圆柱体或长方体。在一些实施方式中，脱氮滤池的主体为圆柱体，具体尺寸为φ（直径）35×180cm或φ10×100cm。
在一些实施方式中，脱氮滤池的材质为本领域技术人员熟知可用于制备滤池的材料，例如可以为玻璃、塑料或钢等；进一步地，钢包括不锈钢304或316等材质。
下面通过实施例对本申请予以进一步说明，但并不因此而限制本申请的范围。
实施例1
采用图3所示的步骤制备获得改性活性炭，具体制备方法如下：
步骤S1，将25kg新鲜活性炭放置于温度为 105°C的鼓风干燥箱中烘干2 h；
步骤S2，称取0.5kg硝酸铁，完全溶解10L蒸馏水中，加入经步骤S1处理后的活性炭，搅拌均匀后浸泡放置 24 h；
步骤S3，将浸泡后活性炭放置于温度为105°C的鼓风干燥箱中烘干1h；
步骤S4，烘干的活性炭在 N2 保护下，放置于500°C的管式炉中焙烧2h。
步骤S5，对S4处理后的活性炭进行粒径筛分，获得粒径5~8mm改性活性炭。
将制备获得的改性活性炭作为改性活性炭层22按照如图1~2的结构置于硫自养反硝化脱氮滤池。
如图2，构建硫自养反硝化脱氮滤池，主体为圆柱体，外形尺寸：φ35×180cm，细砂层21的高度为20cm，改性活性炭层22高度为50cm，粒径5.0mm，比表面积为1080m2/g，堆积密度0.33g/cm3，碘吸附值725mg/g，灰分7.8%（w/w），改性活性炭层22包括改性活性炭，改性活性炭中氧化铁的负载率为2%（w/w），粒径的测试方法参考GB/T 7702.2，比表面的测试方法参考GB/T 7702.20，碘吸附值的测试方法参考GB/T 7702.7，硫自养填料层23高50cm，堆积密度0.22g/cm3，石英砂滤层24高20cm，鹅卵石衬托层25的高度20cm；结构形式：成套钢制设备；材质：不锈钢304。
生物脱氮滤池运行时，污水通过进水管1进入滤池，流经细砂层21、改性活性炭层22、硫自养填料层23、石英砂滤层24、鹅卵石衬托层25和支撑层3，经过层层处理后的水最终落入污水收集区7，并通过出水管8流出滤池。
生物脱氮滤池运行后，需要在反冲洗区4中进行反冲洗，水反冲洗管5的水反冲洗强度：15m3/m2·h，气反冲洗管6的气反冲洗强度：90m3/m2·h。富集一段时间培养6d后，当进水总氮TN为10mg/L时，停留时间为90min，出水TN为1.5~2mg/L。
实施例2
采用图3所示的步骤制备获得改性活性炭，具体制备方法如下：
步骤S1，将2kg新鲜活性炭放置于温度为105°C的鼓风干燥箱中烘干2 h；
步骤S2，称取0.1kg硝酸铁，完全溶解2L蒸馏水中，加入经步骤S1处理后的活性炭，搅拌均匀后浸泡放置 24 h；
步骤S3，将浸泡后活性炭放置于温度为 105°C的鼓风干燥箱中烘干1h；
步骤S4，烘干的活性炭在 N2 保护下，放置于450°C的管式炉中焙烧2h。
步骤S5，对S4处理后的活性炭进行粒径筛分，获得粒径5~8mm改性活性炭。
将制备获得的改性活性炭作为改性活性炭层22按照如图1~2的结构置于硫自养反硝化脱氮滤池。
如图2，构建硫自养反硝化脱氮滤池，主体为圆柱体，外形尺寸：φ10×100cm，细砂层21的高度为10cm，改性活性炭层22高度为30cm，粒径5.0mm，比表面积为1080m2/g，堆积密度0.33g/cm3，碘吸附值725mg/g，灰分7.8%（w/w），改性活性炭层22包括改性活性炭，改性活性炭中氧化铁的负载率为5%（w/w），硫自养填料层23高30cm，堆积密度0.22g/cm3，石英砂滤层24高10cm，鹅卵石衬托层25的高度10cm；结构形式：成套钢制设备；材质：不锈钢304。
生物脱氮滤池运行时，污水通过进水管1进入滤池，流经细砂层21、改性活性炭层22、硫自养填料层23、石英砂滤层24、鹅卵石衬托层25和支撑层3，经过层层处理后的水最终落入污水收集区7，并通过出水管8流出滤池。
生物脱氮滤池运行后，需要在反冲洗区4中进行反冲洗，水反冲洗管5的水反冲洗强度：15m3/m2·h，气反冲洗管6的气反冲洗强度： 90m3/m2·h。富集一段时间培养5d后，当进水总氮TN为20mg/L时，停留时间为120min，出水TN为4~5mg/L。
对比例1
如图2，构建硫自养反硝化脱氮滤池，主体为圆柱体，外形尺寸：φ10×100cm，细砂层21的高度为10cm，硫自养填料层23高30cm，石英砂滤层24高10cm，鹅卵石衬托层25的高度10cm；结构形式：成套钢制设备；材质：不锈钢304。
生物脱氮滤池运行时，污水通过进水管1进入滤池，流经细砂层21、硫自养填料层23、石英砂滤层24、鹅卵石衬托层25和支撑层3，经过层层处理后的水最终落入污水收集区7，并通过出水管8流出滤池。
生物脱氮滤池运行后，需要在反冲洗区4中进行反冲洗，水反冲洗管5的水反冲洗强度：15m3/m2·h，气反冲洗管6的气反冲洗强度： 90m3/m2·h。富集一段时间培养5d后，当进水总氮TN为20mg/L时，停留时间为120min，出水TN为5.5~8mg/L。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种硫自养反硝化生物脱氮的复合填料，其特征在于，包括依次连通的细砂层(21)、改性活性炭层(22)、硫自养填料层(23)、石英砂滤层(24)和鹅卵石衬托层(25)，所述改性活性炭层(22)的堆积密度0.3～0.4g/cm3；所述硫自养填料层(23)包括硫磺，所述硫磺的粒径为8～12mm，堆积密度为0.2～0.25g/cm3；所述改性活性炭层(22)包括改性活性炭，所述改性活性炭中氧化铁的负载率为2～8％(w/w)；所述改性活性炭的粒径5～8mm。
2.如权利要求1所述的硫自养反硝化生物脱氮的复合填料，其特征在于，所述改性活性炭层(22)的特征包括以下一项或多项：
1)所述改性活性炭的比表面积800～1200m2/g；
2)所述改性活性炭碘吸附值600～800mg/g；
3)所述改性活性炭的灰分小于8％(w/w)。
3.如权利要求1所述的硫自养反硝化生物脱氮的复合填料，其特征在于，所述改性活性炭的制备方法包括以下步骤：
S1：将新鲜活性炭置于温度为105～110℃的干燥箱中烘干1～2h；
S2：将S1步骤处理后的活性炭放置于硝酸铁溶液中，搅拌均匀后静置2～3h；
S3：将S2步骤处理后的活性炭置于干燥箱中烘干1～2h；
S4：将S3步骤处理后的活性炭置于450～550℃炉中焙烧1～2h；
S5：对S4处理后的活性炭进行粒径筛分，获得粒径为5～8mm的改性活性炭；
步骤S2中，硝酸铁溶液的浓度为0.02～0.10kg/L。
4.如权利要求1所述的硫自养反硝化生物脱氮的复合填料，其特征在于，
所述改性活性炭层(22)高度30～100cm；
和/或，所述细砂层(21)高度10～20cm；
和/或，所述细砂层(21)包括细砂，所述细砂的粒径1～3mm；
和/或，所述硫自养填料层(23)高度30～100cm；
和/或，所述石英砂滤层(24)高度10～20cm；
和/或，所述石英砂滤层(24)包括石英砂，所述石英砂的粒径12～20mm；
和/或，所述石英砂滤层(24)的熔点为1600～1800℃，莫氏硬度6.5～7.5，密度2.2～2.3g/cm3；和/或，所述鹅卵石衬托层(25)高度10～20cm；
和/或，所述鹅卵石衬托层(25)包括鹅卵石，所述鹅卵石的粒径1～3cm。
5.一种硫自养反硝化生物脱氮的脱氮滤池，其特征在于，所述脱氮滤池的内部按流体流动方向依次设有复合填料区(2)、支撑层(3)、反冲洗区(4)和污水收集区(7)，所述复合填料区(2)包括如权利要求1～4任一项所述的硫自养反硝化生物脱氮的复合填料。
6.如权利要求5所述的硫自养反硝化生物脱氮的脱氮滤池，其特征在于，所述脱氮滤池的顶部连有进水管(1)；
和/或，所述脱氮滤池还包括水反冲洗管(5)和气反冲洗管(6)，分别与反冲洗区(4)连通；
和/或，所述脱氮滤池靠近所述污水收集区(7)底部处设有出水管(8)。
7.一种脱氮方法，其特征在于，采用如权利要求5～6任一项所述的硫自养反硝化生物脱氮的脱氮滤池进行，将污水从进水管(1)流入脱氮滤池中，依次流经复合填料区(2)、支撑层(3)、反冲洗区(4)和污水收集区(7)，从出水管(8)处获得脱氮后的水。
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