【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污水处理领域，尤其涉及一种缓释型铁硫基改性生物载体填料、制备方法及其应用。
技术介绍
1、随着工农业的发展和城市化进程的加快，越来越多的氮、磷等营养物质进入到城市污水中，处理不当将会威胁环境质量和人类健康。市政污水处理厂是城市重要的氮去除系统，也是潜在的氮污染源。特别是近年来市政污水污染物排放标准日趋严格，实现总氮的低成本深度去除和稳定达标排放仍然是一大难题。
2、硝化反硝化技术是污水处理中广泛应用的脱氮技术，该技术通过硝化作用将nh4-n氧化为no3-n，再通过反硝化将no3-n还原为n2实现氮去除。其中，反硝化过程通常以异养反硝化为主，需要有机碳源作为电子供体。但是，在通常情况下，生活污水中的碳源含量往往较低，因此需要大量投加外源有机碳源，大大增加了工艺的运行成本。另外，碳源投加量需要根据进水氮含量调节，这就增加了出水cod超标的风险。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提供一种缓释型铁硫基改性生物载体填料、制备方法及其应用，旨在解决现有污水处理工艺应用硝化反硝化技术进行污水处理时，存在总氮去除率较低等问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种缓释型铁硫基改性生物载体填料的制备方法，包括步骤：将纤维素类粘合剂与溶剂混合，得匀浆一；将铁硫基粉末与所述匀浆一混合，得匀浆二；将生物载体填料投入所述匀浆二中，得到混合样；固化所述混合样中的所述纤维素粘合剂，得缓释型铁硫基改性生物载体填料；其中，所述溶剂在所述固化的过程中挥发。
4、进一步地，所述纤维素类粘合剂的浓度为0.01～0.15g/ml。
5、进一步地，所述溶剂为有机溶剂与水的混合物；其中，所述有机溶剂包括乙醇、乙二醇、苯、氯仿、丙酮和二氯甲烷中的一种或多种，且所述有机溶剂在所述溶剂中的体积占比＞90％。
6、进一步地，所述匀浆二中的所述铁硫基粉末的浓度为0.01～0.5g/ml；所述铁硫基粉末的粒径为0.1～1000μm。
7、进一步地，所述铁硫基粉末的种类包括硫磺、黄铁矿、硫铁矿、磁黄铁矿、菱铁矿、水铁矿和零价铁中的一种或多种。
8、进一步地，所述生物载体填料的种类包括聚氨酯泡沫、无纺布、mbbr填料、纤维填料、活性炭、火山岩和陶粒中的一种或多种。
9、进一步地，所述固化的方式为对所述混合样进行干燥处理；所述干燥处理的温度为55～65℃；所述干燥处理的时长为15～30min。
10、本专利技术还提供了一种如上任一项所述的制备方法制备出的缓释型铁硫基改性生物载体填料，所述缓释型铁硫基改性生物载体填料的表面为粗糙的微孔隙薄膜。
11、本专利技术还提供了一种如上所述的缓释型铁硫基改性生物载体填料或如上任一项所述的制备方法制备出的缓释型铁硫基改性生物载体填料在构建生物膜中的应用，将缓释型铁硫基改性生物载体填料置于含有活性污泥的生物反应器中培养60天以上，得生物膜。
12、进一步地，所述生物反应器包括序批式生物反应器、膜生物反应器、上流式厌氧污泥床、流化床或aao工艺用反应器。
13、本专利技术达到的有益效果：
14、本专利技术提供的缓释型铁硫基改性生物载体填料的制备方法，通过将粘度为9～300mpa·s的粘合剂与溶剂混合，得匀浆一；将铁硫基粉末与匀浆一混合，得匀浆二；将生物载体填料投入匀浆二中，得缓释型铁硫基改性生物载体填料。其中，生物载体填料与溶剂的质量体积比为0.01～2g/ml。该制备方法使铁硫基粉末在填料表面负载均匀且稳定，不易脱落和流失，形成稳定的缓释型铁硫基改性生物载体填料。制备过程简单，投资成本低，便于回收，易于工业化批量生产。
15、由于纤维素类粘合剂具有较强的粘结性和良好的成膜性，能够形成性质稳定的微孔隙薄膜，表面粗糙且具有良好的生物相容性能。制得的缓释型铁硫基改性生物载体填料的表面为粗糙的微孔隙薄膜，该薄膜结构可对fe、s的溶出起到缓释作用。并且粗糙的表面利于微生物的附着生长。
16、将其置于含有活性污泥的生物反应器中培养，该缓释型铁硫基改性生物载体填料的表面负载的铁硫基粉末能够在生物膜中富集硫自养反硝化菌，优化生物膜结构，在异养环境中富集自养脱氮微生物，以提升污水处理的脱氮效率。同时，铁硫的引入以及自养脱氮微生物的富集能够替代部分碳源，减少了实际污水处理中有机碳源的投加，不仅提升了污水处理脱氮效率，还节省了大量成本，极具工业化应用前景。
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1.一种缓释型铁硫基改性生物载体填料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纤维素类粘合剂的浓度为0.01～0.15g/mL。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为有机溶剂与水的混合物；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述匀浆二中的所述铁硫基粉末的浓度为0.01～0.5g/mL；所述铁硫基粉末的粒径为0.1～1000μm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铁硫基粉末的种类包括硫磺、黄铁矿、硫铁矿、磁黄铁矿、菱铁矿、水铁矿和零价铁中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述生物载体填料的种类包括聚氨酯泡沫、无纺布、MBBR填料、纤维填料、活性炭、火山岩和陶粒中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固化的方式为对所述混合样进行干燥处理；
8.一种如权利要求1～7任一项所述的制备方法制备出的缓释型铁硫基改性生物载体填料，其特征在于，所述缓释型铁硫基改性生
9.一种如权利要求8所述的缓释型铁硫基改性生物载体填料或如权利要求1～7任一项所述的制备方法制备出的缓释型铁硫基改性生物载体填料在构建生物膜中的应用，其特征在于，将缓释型铁硫基改性生物载体填料置于含有活性污泥的生物反应器中培养60天以上，得生物膜。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述生物反应器包括序批式生物反应器、膜生物反应器、上流式厌氧污泥床、流化床或AAO工艺用反应器。
...【技术特征摘要】
1.一种缓释型铁硫基改性生物载体填料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纤维素类粘合剂的浓度为0.01～0.15g/ml。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为有机溶剂与水的混合物；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述匀浆二中的所述铁硫基粉末的浓度为0.01～0.5g/ml；所述铁硫基粉末的粒径为0.1～1000μm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铁硫基粉末的种类包括硫磺、黄铁矿、硫铁矿、磁黄铁矿、菱铁矿、水铁矿和零价铁中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述生物载体填料的种类包括聚氨酯泡沫、无纺布、mbbr填料、纤维填料...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐崇俭，关惠泽，姚福兵，唐溪，郭丽丽，刘京雨，黄俊，柴立元，闵小波，胡胜，肖睿洋，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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