【技术实现步骤摘要】
本申请涉及污水处理，尤其是涉及一种硫自养反硝化功能生物载体材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、长期以来，因为农业生产中化肥和农药的不合理使用，以及未经处理直接排放的生活污水和超标排放的工业废水，导致我国河流、湖泊等水体的富营养化问题日益严重，水体中存在的氮素污染物给整个水生生态系统以及长期饮用此类水质的牲畜带来极大影响，也给人们的身体健康安全带来严重危害。
2、氮素污染物主要为有机氮、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮，其中，硝酸盐氮最为稳定，能够持久的存在于水体中。因此，治理水体氮素污染主要是去除硝酸盐氮，常规去除硝酸盐氮的方法有物理法、化学法和生物法。其中，生物法因其高效、运行投入低、无后续污染等优点，被广泛用于市政污水、工业废水和地下水脱氮中，成为目前废水脱氮既经济又有效的一种方法。
3、常见的生物法有活性污泥法和生物膜法，可去除总氮污染物，大部分总氮污染物在二级生化处理过程中得到去除，然后再针对硝酸盐氮进行深度处理。
4、传统生物脱氮由氨化、硝化和反硝化三个过程完成，生化法去除硝酸盐主要通过微生物反硝化过程，在反硝化过程中，反硝化微生物菌种进行厌氧呼吸，以硝酸盐为电子受体，氮气为代谢产物，从而达到对总氮污染物的去除，因此，为了完成这一厌氧过程，需要提供有机物作为碳源和电子供体以提供能量。但是在缺氧池或深度处理脱氮滤池中投加碳源来维持异养反硝化功能，经常会发生碳源利用率不高，造成出水的cod（化学需氧量）增加，同时造成能源浪费的情况。
5、相较于异养反硝化，自养反硝化因具备污泥产
6、根据硫自养的反硝化原理，目前自养反硝化生物载体材料大多是将有效成分进行充分混合之后，破碎成不规则块状或者球状混合颗粒，但实际运行中经常出现粉化情况，颗粒随出水流失，或在反洗时随反洗废水流失，从而导致出水浊度高，影响出水效果。因此，亟需研发一种能够有效解决出水浊度高的问题，并且避免有效成分流失的硫自养反硝化功能生物载体材料。
技术实现思路
1、为了解决上述至少一种技术问题，开发一种过滤效果好，出水浊度低，并且避免有效成分流失的硫自养反硝化功能生物载体材料，以及其制备方法和应用，本申请提供一种硫自养反硝化功能生物载体材料及其制备方法和应用。
2、一方面，本申请提供的一种硫自养反硝化功能生物载体材料，包括膜载体、硫自养反硝化菌种液、共混液以及芽孢杆菌液；
3、按重量份数计，所述膜载体的原料包括：二甲基亚砜150~200份、钛酸丁酯0.5~0.8份、硫源15~20份、聚偏氟乙烯10~12份、致孔剂1.5~2份；
4、按重量份数计，所述共混液的原料包括：碳酸氢钠1~2份、硫载体3~8份、四氧化三铁10~20份、丁醇1~2份、胶黏剂50~60份；
5、所述硫自养反硝化菌种液浓度为1500~2500 mg/l，所述芽孢杆菌液中芽孢杆菌的浓度为1500~2500 mg/l。
6、通过采用上述技术方案，本申请加入了二甲基亚砜作为有机溶剂，加入了钛酸丁酯作为交联剂和亲水剂，加入了丁醇作为胶黏稳定剂，加入致孔剂和胶黏剂，浸入微生物菌种，有效地将膜分离功能材料与硫自养反硝化载体结合在一起，不仅过滤效果好，还能去除硝酸氮污染物。
7、本申请还加入了芽孢杆菌液，芽孢杆菌能够进行厌氧情况下的自养反硝化，也能吸附降解cr（iv）离子以及有毒物质，减轻原水中重金属离子对反硝化菌的影响。当来水中存在重金属时，芽孢杆菌能够吸附降解有毒物质，抗负荷能力增强，使有效微生物菌种不易毒死。
8、本申请还加入了四氧化三铁，四氧化三铁是磁性铁粉，能有效和硫自养生物反硝化反应产生的h+进行反应，降低水中酸度的同时产生fe3+和fe2+，并且能够同步辅助去除磷酸盐，将溶解性磷转换为颗粒性磷，最终通过反洗排水排出系统，达到去除的目的。
9、可选的，所述硫源选自硫磺、硫粉、硫化钠中的至少一种；所述硫载体选自硫磺、硫粉、硫化钠中的至少一种。
10、通过采用上述技术方案，本申请加入硫源作为电子供体，将硝酸盐氮还原为氮气，硫源还能作为硫自养反硝化菌的生长基质，支持硫自养反硝化菌的生长和代谢活动。硫载体则可以为硫自养反硝化菌提供一个适宜的生存环境，帮助保护菌体活性，进一步促进硫自养反硝化菌的生长和代谢，从而增强反硝化效果。
11、可选的，所述致孔剂选自聚乙烯吡咯烷酮、尿素、聚丙烯酸中的至少一种。
12、通过采用上述技术方案，加入致孔剂使薄膜载体产生更多的孔隙，吸附更多的硫自养反硝化菌种，从而更高效地去除污染物。
13、可选的，所述胶黏剂选自聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚异丁烯中的至少一种。
14、可选的，所述硫自养反硝化菌种液选自脱硫弧菌菌种液、脱硫杆菌菌种液中的一种。
15、通过采用上述技术方案，硫自养反硝化菌种能够在不外加碳源的情况下有效去除硝酸盐氮污染物，使出水硝酸盐氮浓度降低。
16、可选的，所述膜载体的原料还包括轻质碳酸钙粉末20~30份，所述共混液的原料还包括轻质碳酸钙粉末5~10份，所述膜载体中的轻质碳酸钙粉末与所述共混液中的轻质碳酸钙粉末的质量比为3~4：1。
17、通过采用上述技术方案，膜载体中加入轻质碳酸钙粉末可以增加膜载体的机械强度和刚度，使其更加耐用，能够承受一定的外力和压力。还能提高膜载体的稳定性和均匀性，有利于硫自养反硝化菌的生长和分布；
18、共混液中加入轻质碳酸钙粉末可以中和酸性物质，帮助维持共混液的ph值在适宜的范围内，创造一个良好的环境供硫自养反硝化菌生长，提高硫自养反硝化功能生物载体材料的反硝化性能。当膜载体与共混液中的轻质碳酸钙粉末的重量比为3~4：1时，制得材料的效果更佳。
19、可选的，所述膜载体中的轻质碳酸钙粉末与所述共混液中的轻质碳酸钙粉末的质量比为3.5：1。
20、第二方面，本申请提供了上述硫自养反硝化功能生物载体材料的制备方法，包括以下步骤：
21、s1、将所述二甲基亚砜和所述钛酸丁酯搅拌混合，加入所述硫源，升温，混合，将温度控制在70~110℃，加入所述聚偏氟乙烯和所述致孔剂，搅拌混合6~8h，制得混合液，脱泡，倒入平板成型模具中，置于水中凝固3~5h，制得薄膜，再置于蒸馏水中1~3h，制得膜载体；
22、s2、将所述膜载体放在硫自养反硝化菌种液本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种硫自养反硝化功能生物载体材料，其特征在于，包括膜载体、硫自养反硝化菌种液、共混液以及芽孢杆菌液；
2.根据权利要求1所述的硫自养反硝化功能生物载体材料，其特征在于，所述硫源选自硫磺、硫粉、硫化钠中的至少一种；所述硫载体选自硫磺、硫粉、硫化钠中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的硫自养反硝化功能生物载体材料，其特征在于，所述致孔剂选自聚乙烯吡咯烷酮、尿素、聚丙烯酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的硫自养反硝化功能生物载体材料，其特征在于，所述胶黏剂选自聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚异丁烯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的硫自养反硝化功能生物载体材料，其特征在于，所述硫自养反硝化菌种液选自脱硫弧菌菌种液、脱硫杆菌菌种液中的一种。
6.根据权利要求1所述的硫自养反硝化功能生物载体材料，其特征在于，所述膜载体的原料还包括轻质碳酸钙粉末20~30份，所述共混液的原料还包括轻质碳酸钙粉末5~10份，所述膜载体中的轻质碳酸钙粉末与所述共混液中的轻质碳酸钙粉末的质量比为3~4：1。
7.一种权利要求1所述的
8.根据权利要求7所述的硫自养反硝化功能生物载体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，升温至80~130℃，脱泡时间为0.5~1.5h；
9.根据权利要求7所述的硫自养反硝化功能生物载体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述刮涂方式为：在所述PVDF薄膜上表面刮涂2~4次所述共混液，下表面刮涂1~2次所述共混液。
10.一种权利要求1所述的硫自养反硝化功能生物载体材料在污水处理领域的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种硫自养反硝化功能生物载体材料，其特征在于，包括膜载体、硫自养反硝化菌种液、共混液以及芽孢杆菌液；
2.根据权利要求1所述的硫自养反硝化功能生物载体材料，其特征在于，所述硫源选自硫磺、硫粉、硫化钠中的至少一种；所述硫载体选自硫磺、硫粉、硫化钠中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的硫自养反硝化功能生物载体材料，其特征在于，所述致孔剂选自聚乙烯吡咯烷酮、尿素、聚丙烯酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的硫自养反硝化功能生物载体材料，其特征在于，所述胶黏剂选自聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚异丁烯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的硫自养反硝化功能生物载体材料，其特征在于，所述硫自养反硝化菌种液选自脱硫弧菌菌种液、脱硫杆菌菌种液中的一种。
6.根据权利要求1所述的硫自养反硝化功能生...
【专利技术属性】
技术研发人员：贠丹丹，梁硕，王艳芝，卑丽艳，王陆军，姚清圆，谢瑞瑞，
申请(专利权)人：北京沃尔德斯水务科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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