公布日：2022.02.01
申請日：2021.12.31
分類號：C02F3/28(2006.01)I;C02F3/30(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種污水自養(yǎng)反硝化脫氮處理工藝，屬于污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種鐵基質(zhì)載體，包括采用月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二鈉對碳纖維改性制成改性碳纖維，采用十二烷基三甲基溴化銨對沸石改性制成改性沸石，含有改性碳纖維與改性沸石的聚氨酯泡沫用于制備鐵基質(zhì)載體，然后將鐵基質(zhì)載體用于自養(yǎng)反硝化池中用于污水脫氮處理。本發(fā)明得到的聚氨酯泡沫的吸油倍數(shù)增加，吸油倍數(shù)為10‑13；聚氨酯泡沫的拉伸強(qiáng)度提高，拉伸強(qiáng)度為0.16‑0.22MPa；本發(fā)明的脫氮處理工藝對硝氮及總氮的清除效果佳。
權(quán)利要求書
1.一種污水自養(yǎng)反硝化脫氮處理工藝，包括：污水分別經(jīng)好氧處理池、中間沉淀池、自養(yǎng)反硝化池脫氮處理后得到脫氮后的水；所述自養(yǎng)反硝化池中接種含有自養(yǎng)反硝化菌的活性污泥，所述自養(yǎng)反硝化池中使用鐵基質(zhì)載體，所述鐵基質(zhì)載體由硫鐵礦顆粒、聚氨酯泡沫、粘合劑、液體劑混合造粒后煅燒得到，所述聚氨酯泡沫中含有改性碳纖維和改性沸石；所述改性碳纖維由月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二鈉對碳纖維改性制成，所述改性沸石由十二烷基三甲基溴化銨對沸石改性制成；所述聚氨酯泡沫的制備中，將異氰酸酯復(fù)合液加入多元醇混合液中，攪拌混合均勻，發(fā)泡，然后在50~80℃的溫度下處理12~36h得到聚氨酯泡沫；所述異氰酸酯復(fù)合液的配制中，將改性碳纖維、改性沸石加入異氰酸酯中，攪拌混合均勻，得到異氰酸酯復(fù)合液；所述異氰酸酯為PAPI，改性碳纖維的使用量為異氰酸酯的0.5~4wt%，改性沸石的使用量為異氰酸酯的1~6wt%；所述多元醇混合液的配制中，將多元醇、催化劑、穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、擴(kuò)鏈劑混合，攪拌均勻，得到多元醇混合液；所述多元醇為聚醚多元醇N220，催化劑為三乙醇胺和二月桂酸二丁錫的混合物，催化劑中含有50~80wt%的二月桂酸二丁錫，催化劑的使用量為多元醇的1~5wt%，穩(wěn)定劑為二甲基硅油，穩(wěn)定劑的使用量為多元醇的0.6~2.1wt%，發(fā)泡劑為水，發(fā)泡劑的使用量為多元醇的3~7wt%，擴(kuò)鏈劑為4~羥基丁醇，擴(kuò)鏈劑的使用量為多元醇的3~9wt%；所述鐵基質(zhì)載體制備中，將硫鐵礦顆粒、聚氨酯泡沫、粘合劑、液體劑混合造粒，300~500℃的溫度下煅燒1~3h，得到鐵基質(zhì)載體；所述粘合劑為淀粉，所述液體劑為去離子水；所述聚氨酯泡沫的使用量為硫鐵礦顆粒的20~40wt%；粘合劑的使用量為硫鐵礦顆粒的10~30wt%；液體劑的使用量為硫鐵礦顆粒的60~100wt%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污水自養(yǎng)反硝化脫氮處理工藝，其特征是：所述好氧處理池接種含有氨氧化菌和亞硝酸鹽氧化菌的活性污泥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污水自養(yǎng)反硝化脫氮處理工藝，其特征是：所述鐵基質(zhì)載體填充于固定床中，以固定床的形式使用。
4.權(quán)利要求1中的鐵基質(zhì)載體。
5.權(quán)利要求1中所述的鐵基質(zhì)載體在污水處理的用途，所述改性碳纖維由月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二鈉對碳纖維改性制成，所述改性沸石由十二烷基三甲基溴化銨對沸石改性制成。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種脫氮效果好的污水自養(yǎng)反硝化脫氮處理工藝。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采取的技術(shù)方案為：
一種污水自養(yǎng)反硝化脫氮處理工藝，包括：污水分別經(jīng)好氧處理池、中間沉淀池、自養(yǎng)反硝化池脫氮處理后得到脫氮后的水；自養(yǎng)反硝化池中接種含有自養(yǎng)反硝化菌的活性污泥，自養(yǎng)反硝化池中使用鐵基質(zhì)載體，鐵基質(zhì)載體由硫鐵礦顆粒、聚氨酯泡沫、粘合劑、液體劑混合造粒后煅燒得到，聚氨酯泡沫中含有改性碳纖維和改性沸石；改性碳纖維由月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二鈉對碳纖維改性制成，改性沸石由十二烷基三甲基溴化銨對沸石改性制成。
優(yōu)選地，好氧處理池接種含有氨氧化菌和亞硝酸鹽氧化菌的活性污泥。
優(yōu)選地，鐵基質(zhì)載體填充于固定床中，以固定床的形式使用。
優(yōu)選地，粘合劑為淀粉。
優(yōu)選地，聚氨酯泡沫的使用量為硫鐵礦顆粒的20~40wt%。
優(yōu)選地，粘合劑的使用量為硫鐵礦顆粒的10~30wt%。
優(yōu)選地，污水通過進(jìn)水系統(tǒng)進(jìn)入好氧處理池，將污水中的氨氮氧化為硝酸鹽；通過好氧處理池的污水進(jìn)入中間沉淀池，將帶出的非水溶性物質(zhì)沉淀后排出；通過中間沉淀池的污水進(jìn)入自養(yǎng)反硝化池，將硝酸鹽還原成氮?dú)�；將處理后的水排出�?/p>
優(yōu)選地，好氧處理池中，接種活性污泥，活性污泥中含有氨氧化菌和亞硝酸鹽氧化菌。
更優(yōu)選地，好氧處理池中設(shè)置曝氣系統(tǒng)，為有機(jī)生物膜載體上富集的微生物提供充足的氧氣。
優(yōu)選地，自養(yǎng)反硝化池中，使用鐵基質(zhì)載體，接種活性污泥，活性污泥中含有自養(yǎng)反硝化菌。自養(yǎng)反硝化池中設(shè)置限氧系統(tǒng)，為鐵基質(zhì)載體上富集的微生物提供無氧條件。
更優(yōu)選地，限氧系統(tǒng)可以監(jiān)測自養(yǎng)反硝化池中溶解氧濃度，當(dāng)溶解氧濃度過高時，限氧系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)曝氣量，以保障自養(yǎng)反硝化反應(yīng)所需要的溶解氧環(huán)境，控制溶解氧濃度在3mg/L以下即可。
優(yōu)選地，發(fā)明的脫氮處理工藝包括鐵基質(zhì)載體的制備方法。
更優(yōu)選地，多元醇混合液的配制中，將多元醇、催化劑、穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、擴(kuò)鏈劑混合，攪拌均勻，得到多元醇混合液。
更進(jìn)一步優(yōu)選地，多元醇混合液的配制中，多元醇為聚醚多元醇N220。
更進(jìn)一步優(yōu)選地，多元醇混合液的配制中，催化劑為三乙醇胺和二月桂酸二丁錫的混合物，催化劑中含有50~80wt%的二月桂酸二丁錫，催化劑的使用量為多元醇的1~5wt%。
更進(jìn)一步優(yōu)選地，多元醇混合液的配制中，穩(wěn)定劑為二甲基硅油，穩(wěn)定劑的使用量為多元醇的0.6~2.1wt%。
更進(jìn)一步優(yōu)選地，多元醇混合液的配制中，發(fā)泡劑為水，發(fā)泡劑的使用量為多元醇的3~7wt%。
更進(jìn)一步優(yōu)選地，多元醇混合液的配制中，擴(kuò)鏈劑為4~羥基丁醇，擴(kuò)鏈劑的使用量為多元醇的3~9wt%。
更優(yōu)選地，多元醇混合液中可以加入功能劑，功能劑為碳酸二鄰甲苯酯，功能劑的使用量為多元醇的0.5~3wt%。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，在制備聚氨酯泡沫中進(jìn)一步使用碳酸二鄰甲苯酯后，與其他試劑的共同使用下，得到的聚氨酯泡沫的吸油性能更高，拉伸強(qiáng)度進(jìn)一步提高，并且采用該聚氨酯泡沫制備的鐵基質(zhì)載體后，用于脫氮處理工藝中，進(jìn)一步提高了硝氮的去除率，具有更佳的污水處理效果。
更優(yōu)選地，改性碳纖維的制備中，將碳纖維加入混合清洗液中超聲處理6~18h，取出，干燥，然后將碳纖維加入改性溶液中，超聲處理3~12h，取出，在80~100℃的溫度下烘干，得到改性碳纖維。
更進(jìn)一步優(yōu)選地，改性碳纖維的制備中，混合清洗液由丙酮和去離子水混合而成，混合清洗液中丙酮的含量為60~80wt%。
更進(jìn)一步優(yōu)選地，改性碳纖維的制備中，碳纖維的使用量為混合清洗液的10~30wt%。
更進(jìn)一步優(yōu)選地，改性碳纖維的制備中，改性溶液由月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二鈉加入去離子水中混合制備，改性溶液中月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二鈉的含量為3~8wt%。
更進(jìn)一步優(yōu)選地，改性碳纖維的制備中，碳纖維的使用量為改性溶液的10~30wt%。
更優(yōu)選地，改性沸石的制備中，將沸石采用去離子水洗滌，干燥，然后將沸石加入改性溶液中，超聲處理2~6h，取出，在40~80℃的溫度下烘干，然后在300~500℃的溫度下煅燒處理1~3h，得到改性沸石。
更進(jìn)一步優(yōu)選地，改性沸石的制備中，改性溶液由十二烷基三甲基溴化銨加入去離子水中混合制備，改性溶液中十二烷基三甲基溴化銨的含量為2~10wt%。
更進(jìn)一步優(yōu)選地，改性沸石的制備中，沸石的使用量為改性溶液的10~50wt%。
更優(yōu)選地，異氰酸酯復(fù)合液的配制中，將改性碳纖維、改性沸石加入異氰酸酯中，攪拌混合均勻，得到異氰酸酯復(fù)合液。
更進(jìn)一步優(yōu)選地，異氰酸酯復(fù)合液的配制中，異氰酸酯為PAPI。
更進(jìn)一步優(yōu)選地，異氰酸酯復(fù)合液的配制中，改性碳纖維的使用量為異氰酸酯的0.5~4wt%。
更進(jìn)一步優(yōu)選地，異氰酸酯復(fù)合液的配制中，改性沸石的使用量為異氰酸酯的1~6wt%。
更優(yōu)選地，聚氨酯泡沫的制備中，將異氰酸酯復(fù)合液加入多元醇混合液中，攪拌混合均勻，發(fā)泡，然后在50~80℃的溫度下處理12~36h得到聚氨酯泡沫。本發(fā)明將改性碳纖維和改性沸石用于制備聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫制備過程中產(chǎn)生氣體，形成泡孔結(jié)構(gòu)，而混合使用的改性碳纖維和改性沸石共同復(fù)合于聚氨酯泡沫中，使聚氨酯泡沫的拉伸強(qiáng)度提高，并且由于改性碳纖維、改性沸石可以部分在聚氨酯泡沫內(nèi)部，可以部分裸露于聚氨酯泡沫的表面，在泡孔中形成交叉結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步增強(qiáng)聚氨酯泡沫的吸附性能，聚氨酯泡沫的泡孔結(jié)構(gòu)在用于制備鐵基質(zhì)載體后，可以使自養(yǎng)反硝化菌更好的掛膜，在制備得到的鐵基質(zhì)載體的結(jié)構(gòu)下，可以提供更高使自養(yǎng)反硝化菌發(fā)揮作用的反應(yīng)點(diǎn)，提高對污水中硝氮的去除效果。
更進(jìn)一步優(yōu)選地，聚氨酯泡沫的制備中，異氰酸酯復(fù)合液的使用量為多元醇混合液的120~160wt%。
更優(yōu)選地，鐵基質(zhì)載體制備中，將硫鐵礦顆粒、聚氨酯泡沫、粘合劑、液體劑混合造粒，300~500℃的溫度下煅燒1~3h，得到鐵基質(zhì)載體。
更進(jìn)一步優(yōu)選地，鐵基質(zhì)載體制備中，聚氨酯泡沫的使用量為硫鐵礦顆粒的20~40wt%。
更進(jìn)一步優(yōu)選地，鐵基質(zhì)載體制備中，粘合劑為淀粉，粘合劑的使用量為硫鐵礦顆粒的10~30wt%。
更進(jìn)一步優(yōu)選地，鐵基質(zhì)載體制備中，液體劑為去離子水，液體劑的使用量為硫鐵礦顆粒的60~100wt%。
本發(fā)明公開了一種聚氨酯泡沫的制備方法，包括：將改性碳纖維、改性沸石混合于異氰酸酯中得到異氰酸酯復(fù)合液；將催化劑、穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、擴(kuò)鏈劑混合于多元醇中得到多元醇混合液；將異氰酸酯復(fù)合液與多元醇混合液通過發(fā)泡處理得到聚氨酯泡沫；改性碳纖維由月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二鈉對碳纖維改性制成，改性沸石由十二烷基三甲基溴化銨對沸石改性制成。
本發(fā)明公開了上述方法制備得到的聚氨酯泡沫。
本發(fā)明公開了一種鐵基質(zhì)載體，包括：由包含上述聚氨酯泡沫的原料經(jīng)混合造粒后煅燒得到。
本發(fā)明公開了改性碳纖維和改性沸石在制備載體和/或污水處理的用途。
本發(fā)明采用月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二鈉對碳纖維改性制成改性碳纖維，采用十二烷基三甲基溴化銨對沸石改性制成改性沸石，含有改性碳纖維與改性沸石的聚氨酯泡沫用于制備鐵基質(zhì)載體，然后將鐵基質(zhì)載體用于自養(yǎng)反硝化池中用于污水脫氮處理，本發(fā)明中得到的產(chǎn)物及脫氮處理工藝具有如下有益效果：聚氨酯泡沫的吸油倍數(shù)增加，吸油倍數(shù)為10~13；聚氨酯泡沫的拉伸強(qiáng)度提高，拉伸強(qiáng)度為0.16~0.22MPa；脫氮處理工藝對硝氮及總氮的清除效果佳。因此，本發(fā)明是一種脫氮效果好的污水自養(yǎng)反硝化脫氮處理工藝。
（發(fā)明人：路青;王靜霞;邵東旭;高潔;王永鋒;易向陽）
