[发明专利]自活性脱氮除磷载体材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种自活性脱氮除磷载体材料及其制备方法与应用。该自活性脱氮除磷载体材料包括含硫载体及分散填充于含硫载体的弱碱性矿物材料、铁基材料及微生物生长促进剂；含硫载体为负载有硫磺的多孔载体材料。该自活性脱氮除磷载体材料的比表面积较大且均一性高，因而自活性脱氮除磷载体材料的脱氮效率较高且脱氮效果稳定，该自活性脱氮除磷载体材料用于处理污水的效果良好。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种自活性脱氮除磷载体材料及其制备方法与应用。

背景技术

水体富营养化是近几十年来的一个全球现象，受人类活动的影响，河流、湖泊等水体中营养盐排放量的增加使之趋于富营养化。水体发生富营养化发生时，藻类暴发，造成水质缺氧恶化，到处充斥鱼腥臭味，破坏了水体生态系统的稳定性，这将严重影响城市供水和饮水安全。水体富营养化的根本成因是营养元素氮和磷的增加，为解决水体富营养化的问题。虽然城镇污水处理厂生化处理可以削减大部分污染物(主要是有机物)，然而总氮出水浓度仍然较高，城镇污水厂的生化处理并不是解决问题的根本方案，它只能起到延缓的作用。

传统的脱氮技术有物理处理技术、化学处理技术和生物处理技术。其中，生物处理技术是利用利用微生物的反硝化作用，对污水脱氮处理。根据所需碳源不同，可分为自养反硝化和异养反硝化。自养反硝化是指在缺氧或厌氧条件下，细菌以无机碳作为生长碳源，以单质硫、硫化物等作为电子供体将硝酸盐还原为氮气的过程。其中硫磺-石灰石自养反硝化系统具有广泛的应用。然而，传统的自养反硝化系统脱氮效率较低且脱氮效果不稳定。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够提高反硝化效率且脱氮效果较稳定的自活性脱氮除磷载体材料及其制备方法与应用。

本发明的一个方面，提供了一种自活性脱氮除磷载体材料，包括含硫载体、弱碱性矿物材料、铁基材料及微生物生长促进剂；所述弱碱性矿物材料、所述铁基材料及所述微生物生长促进剂分散填充于所述含硫载体；所述含硫载体为负载有硫磺的多孔载体材料。

在其中一些实施例中，所述自活性脱氮除磷载体材料通过将所述含硫载体、所述弱碱性矿物材料、所述铁基材料及所述微生物生长促进剂沸腾造粒制备。

在其中一些实施例中，所述含硫载体、所述弱碱性矿物材料、所述铁基材料及所述微生物生长促进剂的质量比为(1～20)：(1～10)：(1～5)：(1～5)。

在其中一些实施例中，所述多孔载体材料选自多孔生物炭、硅藻土、海泡石及沸石中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述弱碱性矿物材料选自氢氧化镁及氧化镁中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述铁基材料选自还原性零价铁粉及海绵铁粉中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述微生物生长促进剂包括硫代硫酸钠、氯化镁及硫酸亚铁。

在其中一些实施例中，所述硫代硫酸钠、所述氯化镁及所述硫酸亚铁的质量比为(10～20)：(5～10)：(1～5)。

在其中一些实施例中，所述自活性脱氮除磷载体材料的比表面积为5m²/g～300m²/g。

本发明的另一方面，还提供了上述的自活性脱氮除磷载体材料的制备方法，包括以下步骤：

将所述弱碱性矿物材料、所述铁基材料及所述微生物生长促进剂混合造粒，制备生料球；

将所述含硫载体加热至其中的硫熔融；

将经所述加热后的所述含硫载体与所述生料球沸腾造粒，制备所述自活性脱氮除磷载体材料。

在其中一些实施例中，所述含硫载体的制备方法包括以下步骤：

将液态的硫磺与多孔载体材料混合，冷却成型，制备所述含硫载体。