[發(fā)明專利]一種絮狀自養(yǎng)反硝化復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110500439.0
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113104976B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 紀(jì)群;夏冬香
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫映川環(huán)境技術(shù)有限公司
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F1/52;C02F1/66
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32227
• 代理人: 顧吉云;郭金玉

本發(fā)明提供了一種絮狀自養(yǎng)反硝化復(fù)合材料及其制備方法，其能兼顧解決現(xiàn)有自養(yǎng)反硝化復(fù)合材料存在的硫磺粒徑小的情況，硫磺容易流失的技術(shù)問題，以及硫磺粒徑大的情況，硫磺與污水接觸的比表面積小，影響污水處理效率的技術(shù)問題。一種絮狀自養(yǎng)反硝化復(fù)合材料，其特征在于：其原料包括硫磺粉末、不溶性碳酸鹽粉末、表面活性劑和絮凝劑。本發(fā)明的復(fù)合材料，在設(shè)置表面活性劑對硫磺粉末、不溶性碳酸鹽粉末進(jìn)行親水改性的基礎(chǔ)上，引入絮凝劑，將硫磺粉末、不溶性碳酸鹽粉末絮凝成一體化的絮狀物，能夠有效避免硫磺流失，同時，避免硫磺沉積壓實(shí)，提高污水處理效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及自養(yǎng)反硝化復(fù)合材料，具體涉及一種絮狀自養(yǎng)反硝化復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

生物法脫氮是最為經(jīng)濟(jì)有效的一種脫氮方法，其主要利用反硝化菌在缺氧狀態(tài)下，把水中NO₃^-和NO₂^-轉(zhuǎn)化為N₂，從而降低水硝態(tài)氮的濃度。目前污水中碳源缺乏是限制脫氮效率的主要因素。在大量的市政及工業(yè)污水廠，通常需要補(bǔ)充大量的碳源（如甲醇、乙酸鈉、葡萄糖等）來達(dá)到反硝化脫氮的目的。與傳統(tǒng)的生物脫氮不同，硫自養(yǎng)反硝化是一種以低價態(tài)硫代替碳源作為電子供體，通過自養(yǎng)反硝化實(shí)現(xiàn)反硝化脫氮的一種新型脫氮技術(shù)，具有無需外加碳源，節(jié)約成本，無二次污染，產(chǎn)生污泥量少等優(yōu)點(diǎn)而成為脫氮領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

由于化學(xué)硫磺來源廣泛，價格低廉，被廣泛應(yīng)用于自養(yǎng)反硝化脫氮系統(tǒng)。國內(nèi)外自養(yǎng)反硝化的載體或?yàn)V料也基本上以化學(xué)硫磺為主要的電子源供體，如專利“一種自養(yǎng)微生物反硝化法去除水中硝酸鹽用材料”，專利“自養(yǎng)脫氮生物載體”等專利，直接采用液硫或化學(xué)硫磺高溫熔融后與碳酸鈣混合后冷卻得到復(fù)合材料。目前國內(nèi)外公開的熔融復(fù)合材料都破碎成1-50mm或通過水下造粒形成2-15mm的顆粒物，然后投放在濾池中，構(gòu)成具有反硝化功能的濾池。顆粒狀的硫磺-碳酸鹽復(fù)合材料存在密度大，比表面積低，脫氮速率低等問題。針對該問題，國內(nèi)外有研究采用粉末硫磺投入到反應(yīng)器內(nèi)，進(jìn)行反硝化脫氮的研究。

雖然，采用粉末硫磺，能夠在一定程度上能夠提高材料的比表面積，減少硫磺的投加量，但粉末硫磺由于自身的強(qiáng)疏水性，導(dǎo)致其在水中易聚集浮于液面的問題或凝結(jié)成塊沉積在反應(yīng)器底部，從而嚴(yán)重影響了單質(zhì)硫與硫自養(yǎng)反硝化細(xì)菌的接觸，降低了藥劑利用率和反硝化速率。

國內(nèi)專利“硫磺制劑及去除水中硝態(tài)氮的方法（CN110697888A，以下簡稱‘文獻(xiàn)1’）”，公開了具有自養(yǎng)反硝化功能的硫磺制劑，包含硫磺單質(zhì)、多硫化鈉（或多硫化鉀、多硫化銨）、硅酸鎂鋁三種成分。文獻(xiàn)1利用納米硅酸鎂鋁作為懸浮劑，其在水中可以分散形成穩(wěn)定的膠體顆粒的特性，在水體中可以將不溶于水的硫磺顆粒攜帶在表面，均勻分散到水體中，克服硫磺自身的強(qiáng)疏水性和易結(jié)塊沉積于底部的缺點(diǎn)。

文獻(xiàn)1存在以下技術(shù)問題：

（1）外加入的納米硅酸鋁鎂，占總量的25%-38%，其為惰性成分，無法提供反硝化的電子源或堿度，增加污泥惰性無機(jī)成分。

（2）硫磺均勻分散在水體中，會隨水體同步流動，同時，由于硫磺制劑為過量添加，未反應(yīng)掉的硫磺將隨水流失，硫磺利用率較低。

日本專利“脫窒用硫黃資材（JP2018-94553A，以下簡稱‘文獻(xiàn)2’）”公開了一種將150目以上的硫磺粉末、5-60目的碳酸鹽粉末、表面活性劑三種混合均勻后，直接投入污水中靜置脫氮的方法。文獻(xiàn)2利用表面活性劑對硫磺進(jìn)行親水改性，使得硫磺能夠均勻分散到水體中。

文獻(xiàn)2存在以下技術(shù)問題：