【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污水处理材料，尤其是涉及一种基于海藻酸钠包埋的硫化亚铁-反硝化菌复合填料的制备方法与应用。
技术介绍
1、随着人类工业的持续发展，过量的氮磷在水中富集会导致水体富营养化，产生藻华现象，使鱼类及水生生物窒息。由于生物处理技术的优点是反应条件温和、原料廉价易得、效果显著，因此目前污水脱氮主要是通过生物脱氮来实现。然而目前城镇污水在进行深度处理时，常呈现低碳氮比(c/n)的特征，为了达到严格的氮排放要求，传统污水处理工艺依赖于异养反硝化作用需要投加额外的碳源来实现强化脱氮。由于外加碳源所带来的高运营成本成为城镇污水处理急需解决的问题。
2、相关研究表明，利用天然硫铁化合物进行强化脱氮可以有效的解决上述问题。该方法基于传统活性污泥法的基础，将脱氮引入二级处理尾端，以硫铁化合物作为电子供体，利用硫自养反硝化过程实现无需碳源的生物脱氮。然而该方法仍然存在着急需解决的问题，其中首要的问题便是天然硫铁矿的活性较低，微生物利用其进行自养反硝化速率极低，往往需要超过一天的水力停留时间，如若要提升天然硫铁矿的脱氮效率，则需要对填料采取减小尺寸、表面修饰等方法，这提升了整体工艺的成本，因此在污水处理工程应用上极不现实。而直接使用小颗粒的硫铁化物作为填料也很容易带来填料聚集的问题，从而导致填料与污染物的接触和反应效率下降。此外，在使用硫铁矿作为填料的生物膜反应器中，由于生物膜法的覆膜周期长，在实际应用中需要较长的启动周期才能实现有效脱氮。
3、因此，亟需寻求一种分散性能优异、成本低，且周期短、脱氮效率高的填料及其制备
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出了一种基于海藻酸钠包埋的硫化亚铁-反硝化菌复合填料的制备方法，该制备方法简单、成本低，且制得的硫化亚铁-反硝化菌复合填料不仅能够作为硫自养反硝化过程的电子供体，实现无需碳源的强化脱氮，而且能够提升复合填料的脱氮效率，实现快速启动。
2、本专利技术还提出一种基于海藻酸钠包埋的硫化亚铁-反硝化菌复合填料。
3、本专利技术还提出一种基于海藻酸钠包埋的硫化亚铁-反硝化菌复合填料在污水处理中的应用。
4、本专利技术的第一方面，提供了一种基于海藻酸钠包埋的硫化亚铁-反硝化菌复合填料的制备方法，包括以下步骤：
5、s1、将硫化亚铁粉末分散于溶剂中，调整ph至1～2，然后与质量分数为1.5％～2.5％的海藻酸钠溶液混合，加入交联剂，得到海藻酸钠/硫化亚铁混合物；
6、s2、调整所述海藻酸钠/硫化亚铁混合物的ph至6.8～7.2，加入硫自养反硝化菌污泥混匀，老化处理，然后经固化成型、干燥后即得。
7、根据本专利技术实施例的制备方法，至少具有如下有益效果：
8、(1)采用本专利技术的制备方法能够将功能菌群(主要为硫自养反硝化菌)紧密地固定在硫铁化物的表面并均匀分散在填料的物理空间中，通过增加反应时电子传递效率提高了硫自养反硝化的生化反应速率，解决了天然硫铁矿活性低的问题，提升了污水的处理效率。
9、(2)本专利技术的复合填料的制备以海藻酸钠为硫化亚铁载体，其作为一种成本低廉并且分散性良好的分散剂，能够有效抑制硫化亚铁颗粒的团聚作用，从而避免工艺运行中的填料利用率降低的问题。
10、在本专利技术的一些实施方式中，所述溶剂包括水。
11、在本专利技术的一些实施方式中，所述水包括去离子水。
12、在本专利技术的一些实施方式中，所述海藻酸钠/硫化亚铁混合物中所述硫化亚铁的质量分数为0.5～2％。
13、在本专利技术的一些实施方式中，所述海藻酸钠/硫化亚铁混合物中所述硫化亚铁的质量分数为0.5～1.5％。
14、在本专利技术的一些实施方式中，所述海藻酸钠/硫化亚铁混合物为球形状凝胶复合物。
15、在本专利技术的一些实施方式中，所述球形状凝胶复合物的直径为2～10mm；优选为2～4mm。
16、在本专利技术的一些实施方式中，所述交联剂包括钙盐。
17、在本专利技术的一些实施方式中，所述钙盐包括氯化钙、柠檬酸钙、葡萄糖酸钙中的至少一种。优选地，所述交联剂为氯化钙。
18、在本专利技术的一些实施方式中，所述交联剂的质量分数为4％-6％。
19、在本专利技术的一些实施方式中，所述交联剂的质量分数为4％-6％的氯化钙溶液。
20、在本专利技术的一些实施方式中，所述交联剂采用滴加方式加入。
21、优选地，采用注射器滴加加入；更优选的，采用2.5ml规格的注射器滴加加入。
22、在本专利技术的一些实施方式中，所述海藻酸钠溶液与所述交联剂的体积比为100：2～6。
23、优选地，所述海藻酸钠溶液与所述交联剂的体积比为100：2～5。
24、在本专利技术的一些实施方式中，所述硫自养反硝化菌污泥制备方法如下：将污水处理厂取得的活性污泥置于半连续式厌氧反应器中进行驯化，富集硫自养反硝化菌，当出水no3--n浓度稳定维持在5mg/l以下时，静置，取沉淀即得。
25、在本专利技术的一些实施方式中，所述厌氧反应器的运行模式为半连续式，进水配方采用硫自养反硝化驯化培养基，水力停留时间为10～12小时，污泥停留时间为10～12小时。
26、在本专利技术的一些实施方式中，所述硫自养反硝化驯化培养基包含4.5～5.0g/lna2s2o3·5h2o、1.5～2.0g/l kh2po4、1.5～2.0g/l kno3、0.5～1.0g/l nahco3、0.5～1.0g/lnh4cl、0.5～1.0g/lmgcl2·6h2o和0.01～0.02g/l feso4·7h2o。
27、在本专利技术的一些实施方式中，所述硫自养反硝化驯化培养基包含5.0g/lna2s2o3·5h2o、2.0g/l kh2po4、2.0g/l kno3、1.0g/l nahco3、0.5g/l nh4cl、0.5g/lmgcl2·6h2o和0.01g/lfeso4·7h2o。
28、在本专利技术的一些实施方式中，所述硫自养反硝化菌污泥添加比例为0.2～0.3gmlvss/g硫化亚铁。
29、在本专利技术的一些实施方式中，所述老化处理包括先超声处理10～15min，然后静置30～60min。老化处理能够使刚刚粘合的混合物粘化效果更稳定。
30、在本专利技术的一些实施方式中，所述老化处理后还包括清洗，优选为采用去离子水清洗。
31、在本专利技术的一些实施方式中，所述清洗的次数为2～3次。
32、用去离子水对老化后的混合物进行清洗能够去除表面游离的铁离子，有助于降低交联后固体强度。
33、在本专利技术的一些实施方式中，所述固化成型的温度为0～5℃。
34、在本专利技术的一些实施方式中，所述固化成型的时间为10～15h。
35、在本专利技术的一些实施方式中，所述干燥采用自然干燥方式。
36、在本专利技术的一些本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于海藻酸钠包埋的硫化亚铁-反硝化菌复合填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括水。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述海藻酸钠/硫化亚铁混合物中所述硫化亚铁的质量分数为0.5～2％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂为钙盐；
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂的质量分数为4％-6％。
6.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述硫自养反硝化菌污泥添加比例为0.2～0.3g MLVSS/g硫化亚铁。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述老化处理包括先超声处理10～15min，然后静置30～60min。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述固化成型的温度为0～5℃；
9.一种基于海藻酸钠包埋的硫化亚铁-反硝化菌复合填料，其特征在于，采用权利要求1～8任一项所述的制备方法制得。
10.如权利要求9所述的基
...【技术特征摘要】
1.一种基于海藻酸钠包埋的硫化亚铁-反硝化菌复合填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括水。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述海藻酸钠/硫化亚铁混合物中所述硫化亚铁的质量分数为0.5～2％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂为钙盐；
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂的质量分数为4％-6％。
6.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：李若泓，李晓岩，李炳，林琳，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：发明
国别省市：
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