[发明专利]一种高效脱氮复合填料的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种适用于污水生物脱氮过程的高效脱氮复合填料及其制备方法与应用。所述高效脱氮复合填料的主要成分有硫磺、二价铁矿物、碳酸盐粉、活性炭、粘合剂，将各组分按一定比例称取置于混合搅拌机混合均匀后，放入熔硫釜中加热熔融，得到熔融态混合物料，而后泵入造粒设备进行成型造粒。该复合填料用于污水生物脱氮过程，可为微生物提供更大的附着面积。利用制得的填料，在厌氧条件下，微生物可将低碳源高含氮量的污水中硝态氮转化为氮气，硫磺、二价铁矿物为自养反硝化过程提供电子供体；碳酸盐粉提供无机碳源和碱度，起到缓冲pH作用。

技术领域

本公开涉及污水处理技术领域，涉及一种污水深度脱氮工艺，具体涉及一种高效脱氮复合填料的制备方法及应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

自养反硝化脱氮技术因其无需投加有机碳源、降低污泥产量、提高脱氮效率等优势逐渐成为新型生物脱氮工艺的主要研究方向。硫自养反硝化技术是以硫作为电子供体，在硫自养微生物作用下将硝态氮转化为氮气完成脱氮过程。该过程无需外加有机碳源，可节省运行费用，降低污泥产量。但反应过程消耗碱度，易使系统pH 降低，一般需补充碱度。

目前自养反硝化过程所用填料多为硫磺、石灰石等单独投加，颗粒大，比表面积小，不利于微生物附着，且易随水流失，补加困难。且硫磺为易燃易爆品，被列入我国《危险化学品名录》，硫磺储存、使用均具有一定风险性，购置渠道受限。铁自养反硝化技术以铁元素或Fe²⁺为电子供体，硝酸盐为电子受体，在微生物作用下完成脱氮过程。铁自养反硝化过程产碱，易形成三价铁沉淀附着在污泥表面，影响微生物的反硝化反应，降低脱氮效率。有些熔融混合成型的自养脱氮填料，脆性大，柔韧性差，在水流冲击及微生物作用下，强度不够稳定，更换填料的周期短，导致运行费用升高。因此，现急需一种高效且安全的脱氮复合填料制备技术，解决现有技术中自养反硝化过程填料安全性差、制作工艺复杂、不够稳定的问题。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种高效脱氮复合填料的制备方法及应用，由硫磺、二价铁矿物、碳酸盐粉等多种天然矿物按一定比例统一为整体，实现了有效组分的高度混合。为自养反硝化脱氮技术的研究提供了新的思路。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种高效脱氮复合填料的制备方法，包括：

将硫磺、二价铁矿物、碳酸盐粉、活性炭、粘合剂按一定比例置于粉末混合搅拌机中混合均匀，

将混合物料放入熔硫釜中加热熔融；

将熔融态混合物料泵入造粒设备进行造粒，通过循环冷却水冷却成型，得到高效脱氮复合填料；

优选的，各组分的质量百分比为：硫磺60％-80％，二价铁矿物物 5％-20％，碳酸盐粉5％-20％，活性炭1％-5％，粘合剂5％-10％。

优选的，所述碳酸盐粉为石灰石、贝壳粉、青石等中的一种或多种。

优选的，所述二价铁矿物为菱铁矿、硫铁矿中的一种或多种。

优选的，所述高效脱氮复合填料为粒径3-6mm的球状，比重为1.5-1.8 g/cm³。

优选的，所述硫磺、二价铁矿物、碳酸盐粉、活性炭、粘合剂等均为 200-300目粒径的粉末状。

优选的，所述熔硫釜温度为115-180℃。

优选的，将硫磺、二价铁矿物、碳酸盐粉、活性炭、粘合剂按一定比例置于粉末混合搅拌机中混合均匀，替换为将硫磺置于熔硫釜熔融，然后将熔融态硫磺与二价铁矿物、碳酸盐粉、活性炭、粘合剂混合均匀；