[发明专利]协同反硝化复合悬浮填料、其制备方法及其应用

说明书

本发明提供一种协同反硝化复合悬浮填料，包含单质硫、碳酸钙和煤粉，所述单质硫、碳酸钙、煤粉在所述填料中的体积比分别为30～35%、12～18%、25～30%，所述填料为颗粒状悬浮材料。本发明解决了现有技术中反硝化效率低，填料利用率低的问题。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种协同反硝化复合悬浮填料、其制备方法及其应用。

背景技术

水体富营养化是地表水污染问题中较为突出且对人类的生产生活造成严重影响的现象，不仅降低了水体的观赏价值，还会危害人类和生物的生存，增加污水处理成本。水体中元素氮增加是导致富营养化的根本原因之一，自然界中各种形式的氮都可以转化成硝酸盐氮的形式存在。随着国家及地方各级政府对污水处理厂二级出水水质标准提标改造要求的不断推进，如何高效脱氮是各级政府部门关注的焦点，也是水环境治理的难点。硝酸盐氮本身并无毒害作用，但其易被还原为亚硝酸盐氮，被人体摄入后会导致高铁血红蛋白症，严重威胁着人们的生命健康硝酸盐氮污染问题都是当下环境治理亟待解决的重中之重。

如何经济有效的去除水体中的硝酸盐氮成为社会各界关注研究的热点问题。当前去除硝酸盐氮的主要方法分为物化法和生物法。物化法主要有离子交换法，包括反渗透及电渗析在内的膜分离方法，化学催化还原法以及电解法等；生物法则主要有异养反硝化法和自养反硝化法。使用物化法去除水体中的硝酸盐的处理效果好，响应时间短，但去除原理大多是出于对硝酸盐的浓缩或转移，并不能彻底去除硝酸盐污染的问题，且增加了二次污染的风险。相比之下，生物反硝化法，作为一种有效且方便的处理方法，一直受到广泛关注。

硫自养反硝化作为有效的生物脱氮途径可有效避免异养反硝化过程中需投加大量碳源的问题，但其出水中含硫酸盐且反应中需外加碱度。研究表明向硫自养反硝化系统中适当投加碳源可在实现协同脱氮的同时有效缓解上述问题。

实现异养反硝化与硫自养联合反硝化的联合(协同反硝化)其优势在于: ①异养反硝化产生的碱和硫自养反硝化产生的酸实现酸碱互补; ②可降低异养反硝化过程中污泥的产量; ③可降低自养反硝化过程中硫酸盐的产量。

在协同反硝化体系中使用具备反硝化性能的填料可以作为微生物生长的载体，增加反应体系中的微生物量。同时，填料对水流有强制性的紊动作用，使水流分布更均匀。同时填料对水中的悬浮物有一定的截留作用。但是现有的反硝化填料集中于发挥自养反硝化作用，其反硝化效率较低，加之填料自身比重较大，投入水体后极易堆积，减少了微生物附着的面积，降低了填料的利用率，大大影响了填料的反硝化性能。

发明内容

为此，本发明提供一种协同反硝化复合悬浮填料、其制备方法及其应用，解决现有技术中反硝化效率低，填料利用率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种协同反硝化复合悬浮填料，包含单质硫、碳酸钙和煤粉，所述单质硫、碳酸钙、煤粉在所述填料中的体积比分别为30～35%、12～18%、25～30%，所述填料为颗粒状悬浮材料,其比重为0.9～1.1 g/cm³，孔隙率为40%～60%。

优选的，还包括成孔剂、粘结剂和微量元素， 所述成孔剂、粘结剂和微量元素在所述填料中的体积比分别为5～8%、5～10%、1～3%。

优选的，所述碳酸钙为以石灰石、鸡蛋壳、牡蛎壳中的一种或任意组合为原料获得，所述碳酸钙为80～200目的粉末。

优选的，所述煤粉为褐煤、烟煤、无烟煤的一种或几种，所述煤粉为80～200目的粉末。

优选的，所述单质硫为硫磺，粒径为0.5～3mm。

优选的，所述成孔剂为碳酸铵、碳酸氢铵或碳酸氢钠，所述成孔剂为80～200目的粉末；粘结剂选自阿拉伯胶、海藻酸钠、丁苯橡胶、硫酸钙和聚乙烯醇中的一种或多种。

本发明还提供一种协同反硝化复合悬浮填料的制备方法，包括如下步骤：