【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及污水處理的生物填料領域，具體涉及一種污水深度處理高性能生物填料及其制備方法。
技術介紹
1、污水深度處理的主要目的就是脫氮，并同時兼有脫磷、去除ss、去除重金屬和色度的功能。目前污水廠的脫氮工藝主要是通過生物硝化+反硝化的方式將污水中的氮污染物轉(zhuǎn)換為氮氣排出污水系統(tǒng)。傳統(tǒng)反硝化脫氮是利用異養(yǎng)微生物菌群以有機物碳源作為電子供體將硝態(tài)氮還原，反應過程需要消耗碳源。對于低碳高氮廢水的處理，由于其有機物含量低，在傳統(tǒng)脫氮處理過程中需額外添加有機碳源以滿足異養(yǎng)反硝化對電子供體的需求。添加甲醇、乙酸鈉、葡萄糖等碳源實現(xiàn)反硝化脫氮，一方面存在著碳源投加不足或過量影響出水水質(zhì)且可能引起二次污染的問題，另一方面也增加了運行成本。硫自養(yǎng)反硝化技術是以s2-、s單質(zhì)、s2o32-和so32-等還原態(tài)硫為電子供體，以co32-等無機碳作為碳源的生物反硝化，硫自養(yǎng)反硝化因其不需要投加有機碳源、運行費用低及污泥產(chǎn)率低等優(yōu)勢，已逐漸被應用于地下水、水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水、市政污水及工業(yè)廢水等低碳氮比的水質(zhì)凈化處理中。
2、目前用于生物脫氮的硫自養(yǎng)反硝化基質(zhì)主要采用硫磺或硫化物。由于二者均呈水不溶性，生物脫氮硫自養(yǎng)反硝化時，一種技術是將硫磺或硫化物放置于固定床反應器的方式，但采用固定床反應器進行硫自養(yǎng)反硝化不可避免地存在床體易堵塞、水頭損失大和脫氮效率低等問題；另一種技術是將硫磺高溫熔融負載于污水或地表水凈化所用的填料表面，但該技術需要專用的熔融設備在高溫條件下完成涂層負載，且負載后形成的硫涂層松脆易裂，大大增加了該方法的操作難度和硫涂層制備成
3、現(xiàn)有的污水處理技術中，cn113697950a是通過將硫自養(yǎng)反硝化所需的基質(zhì)通過水合處理后涂在污水處理或地表水凈化用的載體上形成基質(zhì)涂層進行使用，這會給污水處理設施的運營人員帶來極大的工作量，而且這種涂層式的填料需要頻繁填補，進一步增加了項目運行的成本和難度。同時其配方中，缺少了硫自養(yǎng)微生物所需的各種微量元素和無機碳源組分，這將極大的限制微生物活性，降低系統(tǒng)的脫氮脫磷效率。
4、cn116715357a是通過將多種介質(zhì)和硫磺基值相結(jié)合，通過多層堆疊的方式進行組合形成復合填料。但是這種填料生產(chǎn)方式將造成填料中惰性組分的比例較高，填料的使用壽命大幅下降，且生產(chǎn)工藝過于復雜，填料產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性較低。同時其填料配方中同樣缺失了硫自養(yǎng)微生物所需的各種微量元素和無機碳源組分，限制了工藝的效率。
5、cn116813079a是通過化學黏合劑將硫自養(yǎng)反硝化基質(zhì)混合后，進行熔融法造粒。但是該技術中采用的黏合劑聚醋酸乙烯酯和水藻酸鈉都屬于價格昂貴的化學藥劑，這將極大的增加填料的生產(chǎn)成本。且該工藝采用的無機碳源組分為碳酸鈣，后續(xù)可能造成嚴重的填料表面結(jié)構現(xiàn)象，并最終影響工藝的實際脫氮效率。
6、cn116332344a中將微電解材料(活性炭和還原鐵粉)和硫自養(yǎng)反硝化基值填充于聚氨酯海綿泡沫進行干燥處理成型。但是其填料存在物理性能較弱的問題，填料在實際生產(chǎn)使用中容易出現(xiàn)破損和流失，且惰性組分的比例較高，硫自養(yǎng)所需的基質(zhì)消耗周期很短，這也進一步限制了填料的使用范圍。
7、因此如何解決現(xiàn)有技術所存在的缺陷，是目前亟需攻克的難題。
技術實現(xiàn)思路
1、為克服現(xiàn)有技術的不足，本專利技術提供了一種污水深度處理高性能生物填料，能夠同時實現(xiàn)自養(yǎng)反硝化、化學除磷、重金屬吸附鈍化、微生物吸附掛膜等多種功能，保證污水處理效果的同時大大降低處理成本。
2、具體地，本專利技術提供了如下技術方案：
3、本專利技術的一個方面提供了一種污水深度處理高性能生物填料，其特征在于，按照重量份包括：70-85份脫氮組分、5-10份除磷組分、3-10份無機碳源組分、1-2份活性組分、2-5份填料增強組分、1份稀有元素組分、1-2份造孔劑。
4、在一些實施方式中，所述脫氮組分包括硫磺。
5、在一些實施方式中，所述除磷組分包括碳酸亞鐵、硫酸亞鐵，所述碳酸亞鐵和硫酸亞鐵的質(zhì)量比為10：1。
6、在一些實施方式中，所述無機碳源組分包括碳酸鎂、碳酸鈣，所述碳酸鎂和碳酸鈣的質(zhì)量比為2：1。
7、在一些實施方式中，所述活性組分包括四氧化三鐵、還原鐵粉、活性炭，所述四氧化三鐵、還原鐵粉和活性炭的質(zhì)量比為3：1：1。
8、在一些實施方式中，所述填料增強組分包括水稻秸稈、絲瓜囊、稻谷殼粉末，所述水稻秸稈、絲瓜囊、稻谷殼粉末的質(zhì)量比為1：1：2。
9、在一些實施方式中，所述稀有元素組分為包括硫酸鋅、氯化鈷、硒酸鈉、鉬酸鈉、氯化錳和硼酸的水溶液，所述稀有元素的質(zhì)量分數(shù)為5‰。
10、在一些實施方式中，所述造孔劑包括碳酸氫鈉。
11、本專利技術的另一個方面提供一種所述的污水深度處理高性能生物填料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：
12、步驟1：將所述生物填料的所有固體組分處理成100-200目的粉末；
13、步驟2：將步驟1中除造孔劑以外的組分混合，獲得混合原料；
14、步驟3：將步驟2獲得的混合原料投入到反應器中，升溫至120-140℃進行混合熔融，期間保持反應內(nèi)厭氧狀態(tài)；
15、步驟4：將造孔劑投入已經(jīng)混合熔融好的物料中，快速攪拌15-30秒且攪拌速率為150-300rpm，期間維持120-140℃的物料溫度和厭氧狀態(tài)；
16、步驟5：將反應器內(nèi)的物料導出進行冷卻造粒處理；
17、步驟6：冷卻處理并篩選后的填料顆粒進行陳化處理，為期1-2天；陳化后的填料顆粒可以進行包裝封存。
18、在一些實施方式中，所述步驟5中冷卻造粒處理選自水冷直接成型或倒板空氣冷卻。
19、與現(xiàn)有技術相比，本專利技術的優(yōu)點和積極效果是：
20、本專利技術的污水深度處理高性能生物填料無需任何有機類粘合藥劑和造孔劑，能夠同時實現(xiàn)自養(yǎng)反硝化、化學除磷、重金屬吸附鈍化、微生物吸附掛膜等多種功能，使用混合鐵源(碳酸亞鐵和硫酸亞鐵)作為污水除磷組分；使用混合無機碳源(碳酸鎂和碳酸鈣)，同時向污水處理提供必要的堿度；使用植物秸稈粉末組合(水稻秸稈、絲瓜囊和稻谷殼粉末組合)用于增加填料的物理性能；加入了水溶性的稀有元素組分，脫氮除磷的同時，能為微生物代謝提供必要的碳源和微量元素，填料物理性能更好，污水處理效果顯著提升，且大大降低了處理成本。
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1.一種污水深度處理高性能生物填料，其特征在于，按照重量份包括：70-85份脫氮組分、5-10份除磷組分、3-10份無機碳源組分、1-2份活性組分、2-5份填料增強組分、1份稀有元素組分、1-2份造孔劑。
2.如權利要求1所述的污水深度處理高性能生物填料，其特征在于，所述脫氮組分包括硫磺。
3.如權利要求1或2所述的污水深度處理高性能生物填料，其特征在于，所述除磷組分包括碳酸亞鐵、硫酸亞鐵，所述碳酸亞鐵和硫酸亞鐵的質(zhì)量比為10：1。
4.如權利要求1-3任一項所述的污水深度處理高性能生物填料，其特征在于，所述無機碳源組分包括碳酸鎂、碳酸鈣，所述碳酸鎂和碳酸鈣的質(zhì)量比為2：1。
5.如權利要求1-4任一項所述的污水深度處理高性能生物填料，其特征在于，所述活性組分包括四氧化三鐵、還原鐵粉、活性炭，所述四氧化三鐵、還原鐵粉和活性炭的質(zhì)量比為3：1：1。
6.如權利要求1-5任一項所述的污水深度處理高性能生物填料，其特征在于，所述填料增強組分包括水稻秸稈、絲瓜囊、稻谷殼粉末，所述水稻秸稈、絲瓜囊、稻谷殼粉末的質(zhì)量比為1：1：2。
7.如權利要求1-6任一項所述的污水深度處理高性能生物填料，其特征在于，所述稀有元素組分為包括硫酸鋅、氯化鈷、硒酸鈉、鉬酸鈉、氯化錳和硼酸的水溶液，所述稀有元素的質(zhì)量分數(shù)為5‰。
8.如權利要求7所述的污水深度處理高性能生物填料，其特征在于，所述造孔劑包括碳酸氫鈉。
9.權利要求1-8任一項所述的污水深度處理高性能生物填料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：
10.如權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述步驟5中冷卻造粒處理選自水冷直接成型或倒板空氣冷卻。
...【技術特征摘要】
1.一種污水深度處理高性能生物填料，其特征在于，按照重量份包括：70-85份脫氮組分、5-10份除磷組分、3-10份無機碳源組分、1-2份活性組分、2-5份填料增強組分、1份稀有元素組分、1-2份造孔劑。
2.如權利要求1所述的污水深度處理高性能生物填料，其特征在于，所述脫氮組分包括硫磺。
3.如權利要求1或2所述的污水深度處理高性能生物填料，其特征在于，所述除磷組分包括碳酸亞鐵、硫酸亞鐵，所述碳酸亞鐵和硫酸亞鐵的質(zhì)量比為10：1。
4.如權利要求1-3任一項所述的污水深度處理高性能生物填料，其特征在于，所述無機碳源組分包括碳酸鎂、碳酸鈣，所述碳酸鎂和碳酸鈣的質(zhì)量比為2：1。
5.如權利要求1-4任一項所述的污水深度處理高性能生物填料，其特征在于，所述活性組分包括四氧化三鐵、還原鐵粉、活性炭，所述四氧化三...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：梅啟文，
申請(專利權)人：浙江科韓環(huán)保科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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