[發(fā)明專利]一種基于厭氧氨氧化強(qiáng)化濕地脫氮的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210516520.2
• 申請日: 2022-05-11
• 公開（公告）號: CN114716115B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐善文;趙立軍
• 申請（專利權(quán)）人: 紅菌生物（廣東）有限公司
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F3/34;C02F101/16
• 代理公司: 杭州寒武紀(jì)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33271
• 代理人: 于金鳳

1.一種基于厭氧氨氧化強(qiáng)化濕地脫氮的方法，其特征在于，具體操作包括以下步驟:

S1填料的制備

長條填料：將濕地沉積物、造孔劑、成型劑在40-90℃下混合，不斷攪拌至泥狀后制成10-50cm的長條，將制備好的長條經(jīng)干燥后，置于馬弗爐中，在空氣氛圍下預(yù)熱至50-500℃進(jìn)行預(yù)熱保溫20-60min，以1-5℃/min的速度焙燒至1000-1200℃，保溫50-100min，待長條冷卻到室溫，將樣品取出，即為長條填料；

顆粒填料：將濕地沉積物、造孔劑、成型劑混合在40-90℃下混合，不斷攪拌至泥狀后制成5-15cm的球形顆粒，將制備好的顆粒經(jīng)干燥后，置于馬弗爐中，在空氣氛圍下預(yù)熱至50-500℃進(jìn)行預(yù)熱保溫20-60min，以1-5℃/min的速度焙燒至1000-1200℃，保溫50-100min，待陶瓷粒冷卻到室溫，將樣品取出，即為顆粒填料；

所述顆粒填料在改性前還進(jìn)行了預(yù)處理，具體操作如下：

1)使用哈克密煉機(jī)將溶聚丁苯橡膠塑煉3-7min，然后分兩步將二氧化硅顆粒加入到密煉機(jī)中，與溶聚丁苯橡膠混煉30-50min，控制溫度為80-90℃，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為70-100rpm，充模率為75-80％，將混煉膠自然冷卻至室溫，使用雙輥開煉機(jī)，將冷卻后的樣品與過氧化二異丙苯壓延10-15次，隨后再次使用雙輥開煉機(jī)，將混煉膠壓延10-15次以進(jìn)行反煉，最后使用平板硫化機(jī)將混煉膠硫化成型，溫度為170-175℃，壓力為15-18MPa，硫化時(shí)間為2-5min，將硫化后的產(chǎn)物進(jìn)行破碎，過200-400目篩，得到復(fù)合材料顆粒；

2)將顆粒填料加入到含有1-10％聚乙烯醇的乙醇溶液中，以150-260r/min的持續(xù)攪拌下，在120-130℃反應(yīng)2-7h，置于烘箱中干燥，然后加入到含有體積濃度1-10％硅烷偶聯(lián)劑的乙醇溶液中，20-60℃下，以80-130r/min持續(xù)攪拌反應(yīng)2-5h，取出后烘干，再將其加入到含有1-10％復(fù)合材料顆粒的乙醇溶液中，在60-90℃下反應(yīng)3-8h，得到復(fù)合顆粒填料；

3)將上述復(fù)合顆粒填料放入到等離子體處理裝置中，并置于介質(zhì)阻擋放電的放電區(qū)域，使復(fù)合顆粒填料接受大氣壓下空氣低溫等離子體處理，處理時(shí)間180-540s，待處理結(jié)束后，取出產(chǎn)物，即可完成顆粒填料的預(yù)處理；

其中，步驟1)中，所述溶聚丁苯橡膠、納米二氧化硅以及過氧化二異丙苯的質(zhì)量比為100:(10-50):(0.2-0.5)；

步驟2)中，所述顆粒填料與乙醇溶液的質(zhì)量比均為1:2-3；

S2顆粒填料改性

將高價(jià)態(tài)金屬可溶性鹽溶液加入燒杯，控制溶液中金屬離子的摩爾濃度為0.1-2mol/L，在50-100℃的條件下加入陶瓷粒填料進(jìn)行反應(yīng)3-6h，反應(yīng)結(jié)束后取出改性后的顆粒填料，清洗至溶液澄清，在80-110℃下烘干6-20h，烘干的改性陶瓷粒填料放入馬弗爐中在以1-5℃/min的速度加熱至350-800℃，保溫1-5h，冷卻至室溫取出，得到改性顆粒填料；

所述高價(jià)態(tài)金屬可溶性鹽溶液選自氯化鋁、氯化鐵中至少一種；

S3濕地細(xì)菌掛膜

按照體積比1:(1-100)的比例投加步驟S2制備的改性顆粒填料和取自自然濕地的沉積物，人工模擬配水配制進(jìn)水，通過控制反應(yīng)器的運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化菌的掛膜；

S4自然濕地厭氧氨氧化菌富集

將上述S3濕地細(xì)菌掛膜后的顆粒填料和S1中的長條填料，按照數(shù)量比100:1-10:1的比例填充至鐵絲網(wǎng)中，并將該鐵絲網(wǎng)應(yīng)用于模擬自然濕地生態(tài)系統(tǒng)中；

所述模擬自然濕地生態(tài)系統(tǒng)所使用的反應(yīng)器裝置包括進(jìn)水口、溢流堰、河岸帶土壤隔板、出水口、側(cè)面出水孔、底部排污孔；

所述鐵絲網(wǎng)放置于河岸帶土壤隔板處。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于厭氧氨氧化強(qiáng)化濕地脫氮的方法，其特征在于：步驟S1中，所述長條填料中，各組分按百分比計(jì)，50-90％的濕地沉積物、4-26％造孔劑、6-24％的成型劑；

所述顆粒填料中，各組分按百分比計(jì)，50-90％的濕地沉積物、4-26％造孔劑、6-24％的成型劑；

所述造孔劑由碳酸氫氨、木屑按照質(zhì)量比1:1-5組成；

所述成型劑由聚氯乙烯、無水乙醇按照質(zhì)量比1:5-10組成。