[发明专利]一种硫自养反硝化颗粒及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种硫自养反硝化颗粒及其制备方法与应用，所述硫自养反硝化颗粒包括以下原料：硫自养反硝化菌液、生物硫磺、硫代硫酸钠、活性炭和包埋剂。制备的硫自养反硝化颗粒具有多孔结构、比表面积大，有利于硝酸盐的去除；本发明将硫自养反硝化菌液、生物硫磺、硫代硫酸钠和活性炭固定包埋，解决了硫自养反硝化工艺中生物硫磺难流化的难题，制备的硫自养反硝化颗粒可应用于流化床反应器，大大提高了反硝化速率，减小占地面积，同时提高了硫自养反硝化菌液的活性和抗水力冲击能力。

技术领域

本发明属于地下水和饮用水处理技术领域，尤其涉及一种硫自养反硝化颗粒及其制备方法与应用。

背景技术

由于农业氮肥的过度使用，氮素以硝酸盐的形式在地表土壤大量累积。又因降雨和灌溉推动了地表水中硝酸盐向下淋溶，造成地下水的污染。地下水的硝酸盐污染问题是目前普遍存在的环境问题，因此，污水处理中氮的去除是一个重要的工艺。

生物法是利用异养或者自养反硝化微生物，通过加入有机或无机碳源，将硝酸盐转化为氮气。相较物理法和化学法，生物法因其可以彻底去除硝酸盐，还具有反应条件温和、设备简单易维护和运行成本低等优点，而被广泛研究和应用。

CN107176702B公开了一种强化硫自养反硝化过程同步脱氮除磷的污水处理方法，所述处理方法包括：将黄铁矿、硫磺和菱铁矿颗粒物混合均匀加入反应容器，向反应容器加入废水，之后再加入硫自养反硝化菌液，向混合培养液中吹扫保护性气体，并加盖密封，进行自养反硝化反应。所述处理方法以黄铁矿和硫磺为硫源，以菱铁矿作为碳源，对硫自养反硝化菌的菌种强化，但需要加入有机碳源，易造成二次污染，也增加了运行成本。

与传统的生物脱氮不同，硫自养反硝化是一种以低价态硫代替碳源作为电子供体，通过自养反硝化实现反硝化脱氮的一种新型脱氮技术，无需外加碳源，成本低，无二次污染等优点而成为脱氮领域的热点。

CN111484129A公开了一种硫自养反硝化填料、其制备方法及用途，所述的硫自养反硝化填料以磷石膏还原得到的含硫物、乙基纤维素、司盘80和碳酸氢钠混合均匀，然后加入乙醇溶解并搅拌得到糊状物，将糊状物倒入模具、干燥成型后得到所述硫自养反硝化填料。但其填料为粉末状，传质阻力大，也不利于回收再利用。

因此，亟需开发一种低成本、抗破碎和反硝化速率快的硫自养反硝化颗粒。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种硫自养反硝化颗粒及其制备方法与应用，本发明解决了硫自养反硝化工艺中生物硫磺难流化的难题，制备的硫自养反硝化颗粒可应用于流化床反应器，大大提高了反硝化速率，减小占地面积，同时将硫自养反硝化菌液包埋，提高了硫自养反硝化菌液的活性和抗水力冲击能力。

为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种硫自养反硝化颗粒，所述硫自养反硝化颗粒包括以下原料：硫自养反硝化菌液、生物硫磺、硫代硫酸钠、活性炭和包埋剂。

本发明中，所述硫自养反硝化颗粒具有多孔结构、比表面积大，可直接使用，并提高了硫自养反硝化菌液的抗水力冲击能力。

作为本发明优选的技术方案，所述包埋剂包括聚乙二醇、聚乙烯醇和海藻酸钠。

优选地，所述硫自养反硝化颗粒还包括溶剂。

优选地，所述溶剂包括水。

优选地，所述硫自养反硝化颗粒以溶剂为基准，各组分的质量比为：硫自养反硝化菌液10-80wt％、生物硫磺10-70wt％、硫代硫酸钠10-20wt％、活性炭1-10wt％、聚乙二醇0.1-50wt％、聚乙烯醇0.1-50wt％和海藻酸钠0.1-20wt％。