一种用于强化污水高效脱氮材料及其制备方法技术

本申请涉及水环境领域污水处理材料的技术领域，具体公开了一种用于强化污水高效脱氮材料及其制备方法。一种用于强化污水高效脱氮材料，按照质量百分比计包括如下原料：硫磺粉为30~60%；多孔粉料为20~35%；石灰石粉为10~25%；发泡剂为1~5%。本申请的高效脱氮材料对脱氮的容量高，可一次添加后长时间保持高效运行，在污水中脱氮使用过程中不存在碳源不足或过量的问题，只需要正常进水，材料内部的反硝化细菌便可利用材料里的硫源和碳源进行反硝化反应脱氮，因此，本申请的高效脱氮材料具有成本更低、脱氮稳定且脱氮效率高的效果。脱氮稳定且脱氮效率高的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种用于强化污水高效脱氮材料及其制备方法


[0001]本申请涉及水环境领域污水处理材料的
，更具体地说，它涉及一种用于强化污水高效脱氮材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]氮磷是水体中常见的两种营养物质，当水体中含量过高时，会造成水体富营养化，进而导致水体生态系统恶化。近几年国家和地方也相继出台一些政策针对水体中氮磷的处理。如广东省海洋生态环境保护“十四五”规划中提及推进地方水污染物排放标准制修订，增加总氮控制指标。重点开展以总氮削减为目标的污水处理厂提标改造，实施入海河流氮磷污染削减及水质提升行动。深圳市2022年近岸海域污染防治工作方案中提及探索开展重点行业企业总氮排放控制试点，鼓励在达标排放的基础上削减总氨排放,推进高效低碳的脱氮除磷污水处理工艺研究等。
[0003]相关技术中，污水中磷的处理效果较好，且工艺相对成熟，如添加化学药剂进行絮凝沉淀，磷吸附材料进行吸附固定等。而氮的脱除，目前在污水处理中效果尚不理想。如在污水处理厂中，通常通过添加乙酸钠等液态碳源，以提高污水反硝化效果，进而达到脱氮目的。但在工艺实施中仍存在不少问题，当碳源添加过多时，不仅浪费资源，而且也会因COD过高而产生二次污染；当碳源添加过少时，反硝化过程得不到碳源正常供应又会影响脱氮效果。
[0004]针对上述相关技术,专利技术人认为脱氮工艺始终存在有成本高、工艺复杂、运维复杂、脱氮速度慢以及脱氮效果不稳定的缺陷。

技术实现思路

[0005]为了改善脱氮工艺存在的成本高、工艺复杂、运维复杂、脱氮速度慢以及脱氮效果不稳定的缺陷，本申请提供一种用于强化污水高效脱氮材料及其制备方法，本申请用于制备脱氮材料的原料来源广泛，并且其制备工艺简单，因此，脱氮材料成本低、效果好、使用简单，制备简便，并且适用领域广，可在不同污水脱氮除磷领域应用，真正满足高效、简便、廉价、稳定的特点。
[0006]第一方面，本申请提供一种用于强化污水高效脱氮材料，采用如下的技术方案：一种用于强化污水高效脱氮材料，按照质量百分比计包括如下原料：硫磺粉为30~60%；多孔粉料为20~35%；石灰石粉为10~25%；发泡剂为1~5%。
[0007]通过采用上述技术方案，硫磺为淡黄色或黄色粉末，材质较脆，具有疏水性和不透水性的特性；而石灰石粉在水中浸泡下成微碱性，且能释放出Ca
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，对水中磷有一定的去除效果；多孔粉料，其用来增加碳源（缓释碳源的一种，在水中缓慢释放碳源）的同时，也增加了材料内部的疏松程度，便于微生物附着和增殖；发泡剂是为了在加工过程中产生气泡，以提高脱氮材料的内部孔隙，进而提升其材质比表面积，强化微生物的附着效果；本申请采用的高效脱氮材料同时含有硫源和缓释碳源，兼具自养/异养反硝化反
应两种微生物群，更高效达到脱氮目的，且异养反硝化产生的CO2可作为自养反硝化反应所需要的无机碳源，高效的同时也减少了外部药剂的补充；硫磺作为硫源的一种，脱氮效果好，但本身透水性差且微生物不易附着，本申请除了通过发泡剂发泡产生众多细小空隙提高材料比表面积，进而加强材料内外水体交换的同时，还采用了多孔粉料，由于多孔粉料缓释碳源，且内部结构疏松粗糙，非常有利于微生物菌群的附着与生长，进而提高微生物菌群的脱氮速率；此外，硫源自养反硝化的过程需要持续的消耗碱度，而申请中通过添加石灰石粉，可以有效的为自养反硝化反应提供合适的碱度，进而加快脱氮反应速率，与此同时，反应产生的SO
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亦可通过石灰石产生的Ca
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进行沉淀进而被填料截留，大大降低了出水SO
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浓度过高的风险，且多余的Ca
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也可起到吸附一部分磷的作用，降低出水磷浓度；相比于现有的脱氮工艺需要定时定量添加碳源以满足反硝化反应的正常进行，以达到脱氮目的，不仅脱氮过程成本高，而且运维管理复杂；本申请的高效脱氮材料对脱氮的容量高，可一次添加后长时间保持高效运行，本申请的高效脱氮材料在污水中脱氮使用过程中不存在碳源不足或过量的问题，只需要正常进水，材料内部的反硝化细菌便可利用材料里的硫源和碳源进行反硝化反应脱氮，因此，本申请的高效脱氮材料具有成本更低、脱氮稳定且脱氮效率高的效果；此外，现有的脱氮工艺主要为污水厂添加碳源的工艺，如曝气滤池、MBR、A/O等，真正应用固态材料的很少，只有特殊需求的应用场景才会用到（如去除高浓度硝态氮的吸附树脂，去除氨氮的沸石等）。而在通过微生物去除总氮的工艺方面，相应工艺需要持续添加碳源以保证脱氮的高效稳定进行，即系统进入污水处理时，碳源也在根据污水进入到相应处理单元后自动添加相应量的碳源，碳源添加量根据进水硝态氮浓度和污水量而定，总体而言，按照大体的运行周期，碳源添加频率约为2~4次/天。在本申请中，本申请制备的高效脱氮材料放进去之后不需要在继续向系统中添加碳源，内部便能在一定生化反应作用下持续消耗材料内部的硫源来进行反硝化反应，达到污水快速高效脱氮效果。
[0008]优选地，所述多孔粉末为木屑、秸秆颗粒和椰壳粉中的一种或多种的组合物。
[0009]通过采用上述技术方案，本申请采用的多孔粉料的内部结构疏松粗糙，有利于微生物菌落的附着和生产，从而有效的提高了微生物菌落的脱氮速率。
[0010]优选地，所述多孔粉末的粒径为100~150目。
[0011]优选地，硫磺粉的粒径为150~250目。
[0012]优选地，所述石灰石粉的粒径为150~250目。
[0013]优选地，所述发泡剂为碳酸钠、碳酸氢钠、十二烷基苯磺酸钠、动物角质蛋白和表面活性剂中的一种。
[0014]第二方面，本申请提供一种用于强化污水高效脱氮材料的制备方法，采用如下的技术方案：一种用于强化污水高效脱氮材料的制备方法，包括如下步骤：步骤一：按照质量百分比计，将多孔粉料和石灰石粉进行混合搅拌5~10min，形成混合物A；步骤二：向混合物A中添加纯水，并均匀搅拌1~3min，使得混合物A处于潮湿状态；步骤三：按照质量百分比计，将硫磺粉添加到步骤二的混合物A中，并进行搅拌5~
10min，得到潮湿状态的混合物B；步骤四：将混合物B进行晾干或者烘干，烘干温度为25~45℃，并向混合物B中添加发泡剂，然后进行搅拌1~5min，得到混合物C；步骤五：将混合物C进行加热至135~145℃，并进行搅拌5~10min；步骤六：待混合物C中的硫磺完全融化并搅拌均匀后，将其快速导入颗粒成型机挤压成型，自然冷却后即为高效脱氮材料。
[0015]通过采用上述技术方案，本申请的制备方法简单，无复杂苛刻的工艺环节，材料容易获取、价格低廉，且无毒害物质产生；制备的高效脱氮材料孔隙度高、透水性强，且材质较轻，应用方式灵活简便、不受场景、水污染状况制约，可用作污水处理固定装置中的吸附填料和流化床的填充填料，作为高浓度氮磷污水处理材料；也可用于人工湿地脱氮除磷功能性填料或受污水体原位净化材料,作为污水深度脱氮除磷材料，应用领域较为广泛。
[0016]优选地，所述步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于强化污水高效脱氮材料，其特征在于，按照质量百分比计包括如下原料：硫磺粉为30~60%；多孔粉料为20~35%；石灰石粉为10~25%；发泡剂为1~5%。2.根据权利要求1所述的用于强化污水高效脱氮材料，其特征在于：所述多孔粉末为木屑、秸秆颗粒和椰壳粉中的一种或多种的组合物。3.根据权利要求1所述的用于强化污水高效脱氮材料，其特征在于：所述多孔粉末的粒径100~150目。4.根据权利要求1所述的用于强化污水高效脱氮材料，其特征在于：硫磺粉的粒径为150~250目。5.根据权利要求1所述的用于强化污水高效脱氮材料，其特征在于：所述石灰石粉的粒径为150~250目。6.根据权利要求1所述的用于强化污水高效脱氮材料，其特征在于：所述发泡剂为碳酸钠、碳酸氢钠、十二烷基苯磺酸钠、动物角质蛋白和表面活性剂中的一种。7.一种根据权利要求1
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6任一所述的用于强化污水高效脱氮材料的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹娟，许洋，张扬，李方源，丁乐，林佩斌，孙光逊，陈新，江锦燕，邓超联，
申请(专利权)人：深圳市广汇源环境水务有限公司，
类型：发明
国别省市：