[發明專利]一種利用強泌碳型改性生物炭強化人工濕地脫氮的方法

有效

• 申請號: 201611258520.8
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106927571B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 范金林;沈友豪;陳婷;張建;張成祿
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;C02F3/00;C02F3/28
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 張宏松

本發明涉及一種利用強泌碳型改性生物炭強化人工濕地脫氮的方法，強泌碳型改性生物炭作為處理劑強化人工濕地進行反硝化脫氮，將強泌碳型改性生物炭與基質混合填入人工濕地床體中，或直接作為填料柱嵌入人工濕地床體中進行,所述的強泌碳型改性生物炭是以濕地植物為原料，經低溫干餾后然后負載亞鐵得到；反硝化脫氮處理溫度為0?40℃，pH為6?8，人工濕地污水總氮含量為5?60mg/L。本發明利用強泌碳型改性生物炭強化人工濕地脫氮取得了意料不到的效果，應用時通過簡便的負載Fe(II)，Fe(II)可作為電子供體將電子轉移給高價氮(如NO₃^?，NO₂^?)，在自身被氧化的同時可以將高價態氮還原為氮氣，實現化學反硝化脫氮過程，達到高效脫氮。

技術領域

本發明涉及一種人工濕地脫氮方法，具體是一種利用強泌碳型改性生物炭強化人工濕地化學與微生物反硝化脫氮的方法，屬于環境工程污水處理技術領域

背景技術

人工濕地作為一種由植物、基質、微生物等組成的獨具特色的復合生態污水處理技術，在發展中地區污水處理廠達標尾水深度治理中具有突出的應用優勢，逐步成為污水深度凈化常用的新興方法之一。然而，由于達標尾水中碳氮比低、硝態氮含量高，人工濕地反硝化脫氮效果往往受到抑制。另外，我國每年產生的濕地植物生物質面積達五千余萬公頃，濕地植物除了一部分被濕地動物所攝食，進入生物鏈，大部分植物直接枯萎死亡，大量濕地植物如得不到及時清除，腐敗后分解，再次釋放到濕地水體中，有的地方甚至采取焚燒的做法，影響了大氣環境質量。高價值資源化技術的缺失導致巨大的資源浪費和潛在的二次污染風險。

隨著污水中總氮排放標準的日益加嚴，如何將人工濕地高效反硝化脫氮與植物資源化利用有機結合是亟待解決的難題。有研究將濕地植物直接填埋入濕地提供碳源，但是難以控制植物腐爛時間，且極易出現濕地堵塞，出水色度加大等問題；中國專利文獻CN103936161A”公開了一種利用植物碳源強化人工濕地對低碳高氮污水脫氮的方法和系統，它利用植物水解液作為濕地有機碳源、強化污水脫氮效率的方法，但該種方法操作復雜，且存在水解廢棄物，沒有實現植物的最大化利用。

生物炭(Biochar)，是由生物質在低氧環境下炭化產生的一類含碳量極其豐富、緊密堆積的片層狀多孔環境功能材料。近年來生物炭在溫室氣體N₂O減排、土壤改良修復、污染物吸附等方面展現出巨大的應用潛力，受到廣泛關注。生物炭制備簡便，無需活化，成本僅為活性炭的1/6左右。生物炭在人工濕地系統中的引入，能夠為同時實現植物資源化利用與濕地效果的提升提供潛在的解決方案。

中國專利文獻CN 104761057A公開了一種生物炭模塊化復合垂直流人工濕地系統，將生物炭添加入垂直流人工濕地的概念，但是該專利沒有針對性提出生物炭的制備方法、生物炭碳源釋放特性以及微生物——生物炭脫氮機制。當前生物炭多作為吸附劑或土壤改良劑使用，反硝化強化脫氮應用鮮有報道，且當前生物炭大多在高溫下制備，大部分有機物氣化，提供碳源的能力極為有限。因此，研發新型高泌碳型濕地基質，在促進濕地反硝化脫氮效果的同時實現濕地植物資源化高效利用，具有重要意義。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種利用強泌碳型改性生物炭強化人工濕地脫氮的方法，處理效率高。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種利用強泌碳型改性生物炭強化人工濕地脫氮的方法，強泌碳型改性生物炭作為處理劑強化人工濕地進行反硝化脫氮，將強泌碳型改性生物炭與基質混合填入人工濕地床體中，或直接作為填料柱嵌入人工濕地床體中進行,所述的強泌碳型改性生物炭是以濕地植物為原料，經低溫干餾后然后負載亞鐵得到；反硝化脫氮處理溫度為0-40℃，pH為6-8，人工濕地污水總氮含量為5-60mg/L。

本發明優選的，反硝化脫氮處理溫度為10-30℃，pH為6-7，人工濕地污水總氮含量為20-40mg/L。