[發明專利]一種反硝化濾池組合填料及其應用

在審

• 申請號: 201910141111.7
• 申請日: 2019-02-26
• 公開（公告）號: CN109650560A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 曲久輝;彭劍峰;鄭紹智;劉會娟;齊維曉
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F3/28;C02F3/00;C02F101/16
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 牛利民;張奎燕

本發明公開了一種反硝化濾池組合填料及其應用，其中，組合填料包括了鐵碳填料，硫磺以及多孔材料。所述鐵碳填料中包含有還原鐵粉、活性炭、銅粉、造孔劑、造孔劑以及pH調節劑。本發明所述的反硝化組合濾池中的填料順序從下到上分別為鐵碳填料，硫磺以及多孔材料。能夠通過鐵碳填料在水中產生鐵碳微電解，產生的二價鐵和還原性氫將硝態氮還原成氮氣，同時反硝化菌利用氫氣和硫磺作為電子供體，減少投加有機碳源，從而實現自養反硝化。同時該組合填料掛膜速度快，最佳運行工藝參數下脫氮性能好，并且來源廣泛，價格價廉。本發明通過不同填料的組合，解決了反應器中pH過高或者過低的問題，以及亞硝態氮累積的問題，并且有很好的去除效果。

技術領域

本發明涉及含氮生活污水和工業廢水處理技術，尤指一種反硝化濾池組合填料及其應用。

背景技術

隨著經濟的發展，由于人類生活水平提高，以及農用化肥的過度使用等原因，使得大量的含氮生活污水和工業廢水排入水體，氮含量的超標會引起水體富營養化，并且可轉化為“三致”物質亞硝酸鹽而嚴重威脅人類的健康。因此研究開發經濟、高效的廢水脫氮處理技術，已成為水污染控制工程領域的重點和熱點。在眾多的脫氮技術中，生物脫氮技術具有經濟，高效并且不產生二次污染的特點，近年來對厭氧反應器的反硝化功能的研究已成為熱點。

填料的主要作用是容納附著微生物，是微生物生長的載體，為微生物提供棲息和繁殖的穩定環境，其豐富的內表面為微生物提供附著的表面和內部空間，使反應器盡可能保持較多的微生物量。同時，填料對水流有強制性的紊動作用，使水流能夠重新分布，改變其流動方向，從而使水流在反應器橫截面下分布更為均勻。填料對水中的懸浮物有一定的截留作用。由于反應器中有填料存在，使出水中懸浮物的濃度大大減少。因此，填料在污水處理工藝中的作用十分重要。因此，開發合適的生物填料是生物脫氮技術未來在水處理領域推廣應用的前提。

在傳統自養反硝化反應器中，人們單一的通過鐵自養反硝化技術或者硫自養反硝化技術進行脫氮。其中單純通過鐵自養反硝化技術，鐵碳填料在水中產生原電池反應時會產生大量的OH^-，使得水中的pH不斷上升，不適合微生物的生存；同理，單純通過硫自養反硝化反應時會產生大量的H⁺，并且高濃度的SO4^2-會造成亞硝酸鹽的累積。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種反硝化濾池組合填料及其應用，所述填料具體為一種用于低C/N廢水生物脫氮技術的低碳源投加高效反硝化濾池的組合填料。能夠通過鐵碳填料在水中產生鐵碳微電解，產生的二價鐵和還原性氫將硝態氮還原成氮氣，同時反硝化菌利用氫氣和硫磺作為電子供體，減少投加有機碳源，從而實現自養反硝化。同時該組合填料掛膜速度快，最佳運行工藝參數下脫氮性能好，并且來源廣泛，價格價廉。

本發明通過不同填料的組合，解決了反應器中pH過高或者過低的問題，在實驗過程中未發現亞硝態氮的累積，并且有很好的去除效果。本發明設計科學合理，克服了傳統生物脫氮技術占地面積大、需要大量外加碳源的缺點。

為了達到本發明目的，本發明提供了一種反硝化濾池組合填料，包括：鐵碳填料、硫磺、多孔材料以及pH緩沖材料。可選地，所述反硝化濾池組合填料由鐵碳填料、硫磺、多孔材料以及pH緩沖材料組成。

本發明提供的反硝化濾池組合填料中，所述鐵碳填料包含下列組分：還原鐵粉、活性炭、銅粉、粘結劑、造孔劑以及pH調節劑。可選地，所述鐵碳填料由還原鐵粉、活性炭、銅粉、粘結劑、造孔劑以及pH調節劑組成。

本發明提供的反硝化濾池組合填料中，所述鐵碳填料各組分質量比為：還原鐵粉40-45％、活性炭12-15％、銅粉8-10％、粘結劑20-25％、造孔劑5-8％以及pH調節劑5-8％；

可選地，所述還原鐵粉45％，活性炭15％，銅粉10％，粘結劑20％，造孔劑5％，pH調節劑5％。