公布日：2023.12.08
申請(qǐng)日：2023.09.06
分類(lèi)號(hào)：C02F3/28(2023.01)I;C02F3/32(2023.01)I
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用廢棄吸附材料為原料的水質(zhì)凈化填料及制備方法，涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，包括其核心由正交生物硫S0環(huán)構(gòu)成，并且正交生物硫S0環(huán)被一層具有親水特性的長(zhǎng)鏈聚合物覆蓋，以污水處理污泥為助凝基底液，添加經(jīng)吸附生物H2S的填料資源化利用后的含有生物單質(zhì)硫Sbio0的專(zhuān)有填料粉末、鐵粉、鐵碳填料、方解石粉末、生物活性炭后進(jìn)行紫外燈殺菌處理，隨后進(jìn)行引氣與初始制模，得到初級(jí)填料，再經(jīng)過(guò)添加分子篩保護(hù)層與烘烤，得到所述的專(zhuān)屬填料。本發(fā)明通過(guò)制作過(guò)程中調(diào)控組成成分，改善其微觀結(jié)構(gòu)和物相，有效改善硫-鐵自養(yǎng)反硝化脫氮除磷效果，通過(guò)制作過(guò)程中添加分子篩保護(hù)層，有效增加其穩(wěn)定性與機(jī)械強(qiáng)度，加大其使用壽命。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種利用廢棄吸附材料為原料的水質(zhì)凈化填料，其特征在于：包括其核心由正交生物硫S0環(huán)構(gòu)成，并且正交生物硫S0環(huán)被一層具有親水特性的長(zhǎng)鏈聚合物覆蓋，以污水處理污泥為助凝基底液，添加經(jīng)吸附生物H2S的填料資源化利用后的含有生物單質(zhì)硫Sbio0的專(zhuān)有填料粉末、鐵粉、鐵碳填料、方解石粉末、生物活性炭后進(jìn)行紫外燈殺菌處理，隨后進(jìn)行引氣與初始制模，得到初級(jí)填料，再經(jīng)過(guò)添加分子篩保護(hù)層與烘烤，得到所述的專(zhuān)屬填料。
2.如權(quán)利要求1所述的一種利用廢棄吸附材料為原料的水質(zhì)凈化填料的制備方法，其特征在于：具體步驟如下S1：將吸附生物H2S的填料浸入廢水中，曝氣控制廢水中溶解氧的濃度為＞0.2mg/L，通過(guò)氧化還原反應(yīng)及微生物的代謝作用將吸附生物H2S的填料轉(zhuǎn)化為含有生物單質(zhì)硫Sbio0的專(zhuān)有填料；S2：按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)，稱取原料，含有生物單質(zhì)硫Sbio0的專(zhuān)有填料15～30％、鐵粉15～30％、鐵碳填料15～30％、方解石粉末15～30％、分子篩填料5～10％、生物活性炭5～10％、污水處理污泥（污泥質(zhì)量分?jǐn)?shù)5～10％）；S3：以含水率≥90％污水處理污泥為助凝基底液，將上述稱取原料混合制成中間溶液1，備用；S4：在60℃～80℃溫度下對(duì)中間溶液1以60～80r/min的速度進(jìn)行攪拌2h，待攪拌完成3～5min前開(kāi)啟紫外線照射燈，對(duì)中間溶液進(jìn)行殺菌，照射時(shí)間3～5min，制成中間溶液2；S5：在中間溶液2中加入引氣劑，在60℃～80℃下，以100～120r/min的速度進(jìn)行攪拌60～80min后，放入圓球模具中，靜置陳化60～80min后，制成中間填料1；S6：將中間填料1放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)20～50％分子篩懸混液中，以50～60r/min的速度攪拌10min后，在80℃～100℃下烘烤30min，使得中間填料1外層加入分子篩保護(hù)層，增加填料的穩(wěn)定性與機(jī)械強(qiáng)度，制成中間填料2；S7：將球形中間填料2，在150～200℃反應(yīng)釜中烘烤6-8h后進(jìn)行降溫處理，降溫方式可采用自然冷卻、風(fēng)冷、液氮制冷等方式，獲得生物硫-鐵自養(yǎng)脫氮除磷微孔填料。
3.如權(quán)利要求2所述的一種利用廢棄吸附材料為原料的水質(zhì)凈化填料的制備方法，其特征在于：其中制備填料的組分中引氣劑為烷基類(lèi)憎水性表面活性劑。
4.如權(quán)利要求2所述的一種利用廢棄吸附材料為原料的水質(zhì)凈化填料的制備方法，其特征在于：其中制備填料的組分中鐵粉、方解石粉末、生物活性炭粉末為50目顆粒粉。
5.如權(quán)利要求2所述的一種利用廢棄吸附材料為原料的水質(zhì)凈化填料的制備方法，其特征在于：其中制備填料的組分中鐵碳填料的鐵碳組分質(zhì)量比為3:1，鐵碳填料粉末、含有生物單質(zhì)硫Sbio0的專(zhuān)有填料粉末為40目顆粒粉。
發(fā)明內(nèi)容
（一）解決的技術(shù)問(wèn)題針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種利用廢棄吸附材料為原料的水質(zhì)凈化填料及制備方法，利用生物單質(zhì)硫Sbio0及硫鐵協(xié)同自養(yǎng)反硝化的優(yōu)勢(shì)，不僅提高了填料中的自養(yǎng)反硝化微生物濃度和穩(wěn)定性，而且進(jìn)行了廢氣填料的資源化利用，減少了固廢及填料成本。
（二）技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種利用廢棄吸附材料為原料的水質(zhì)凈化填料，包括其核心由正交生物硫S0環(huán)構(gòu)成，并且正交生物硫S0環(huán)被一層具有親水特性的長(zhǎng)鏈聚合物覆蓋，以污水處理污泥為助凝基底液，添加含有生物單質(zhì)硫Sbio0的專(zhuān)有填料粉末、鐵粉、鐵碳填料、方解石粉末、生物活性炭后進(jìn)行紫外燈殺菌處理，隨后進(jìn)行引氣與初始制模，得到初級(jí)填料，再經(jīng)過(guò)添加分子篩保護(hù)層與烘烤，得到所述的專(zhuān)屬填料。
一種利用廢棄吸附材料為原料的水質(zhì)凈化填料的制備方法，具體步驟如下S1:將吸附生物H2S的填料浸入廢水中，曝氣控制廢水中溶解氧的濃度為＞0.2mg/L，通過(guò)化學(xué)氧化作用及微生物的好氧代謝作用將吸附生物H2S的填料轉(zhuǎn)化為含有生物單質(zhì)硫Sbio0的專(zhuān)有填料；S2：按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)，稱取原料，含有生物單質(zhì)硫Sbio0的專(zhuān)有填料15～30％、鐵粉15～30％、鐵碳填料15～30％、方解石粉末15～30％、分子篩填料5～10％、生物活性炭5～10％、污水處理污泥（污泥質(zhì)量分?jǐn)?shù)5～10％）；S3：以含水率≥90％污水處理污泥為助凝基底液，將上述稱取原料混合制成中間溶液1，備用；S4：在60℃～80℃溫度下對(duì)中間溶液1以60～80r/min的速度進(jìn)行攪拌2h，待攪拌完成3～5min前開(kāi)啟紫外線照射燈，對(duì)中間溶液進(jìn)行殺菌，照射時(shí)間3～5min，制成中間溶液2；S5：在中間溶液2中加入引氣劑，在60℃～80℃下，以100～120r/min的速度進(jìn)行攪拌60～80min后，放入圓球模具中，靜置陳化60～80min后，制成中間填料1；S6：將中間填料1放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)20～50％分子篩懸混液中，以50～60r/min的速度攪拌10min后，在80℃～100℃下烘烤30min，使得中間填料1外層加入分子篩保護(hù)層，增加填料的穩(wěn)定性與機(jī)械強(qiáng)度，制成中間填料2；S7：將球形中間填料2，在150～200℃反應(yīng)釜中烘烤6-8h后進(jìn)行降溫處理，降溫方式可采用自然冷卻、風(fēng)冷、液氮制冷等方式，獲得生物硫-鐵自養(yǎng)脫氮除磷微孔填料。
優(yōu)選的，其中吸附生物H2S的填料，其主要組分為負(fù)載氧化鐵的活性炭或分子篩吸附填料。
優(yōu)選的，其中制備填料的組分中引氣劑為烷基類(lèi)憎水性表面活性劑。
優(yōu)選的，其中制備填料的組分中鐵粉、方解石粉末、生物活性炭粉末為50目顆粒粉。
優(yōu)選的，其中制備填料的組分中鐵碳填料的鐵碳組分質(zhì)量比為3:1，鐵碳填料粉末、含有生物單質(zhì)硫Sbio0的專(zhuān)有填料粉末為40目顆粒粉。
（三）有益效果1、本發(fā)明采用的生物單質(zhì)硫Sbio0不同于以往化學(xué)單質(zhì)硫，生物單質(zhì)硫Sbio0能夠有效減少以往自養(yǎng)反硝化過(guò)程堿度消耗，同時(shí)增加比表面積、微生物利用度及膠體穩(wěn)定性，能夠?qū)⒁酝鳛榄h(huán)保廢棄物的吸附生物硫化氫后的專(zhuān)有填料進(jìn)行廢水生化處理和硫鐵自養(yǎng)反硝化的連續(xù)資源化利用，不僅實(shí)現(xiàn)脫氮除磷的協(xié)同作用，同時(shí)降低了填料制作成本，填料反應(yīng)效率高，消耗少，停留時(shí)間短，運(yùn)行成本低，提升經(jīng)濟(jì)效益。
2、通過(guò)制作過(guò)程中調(diào)控組成成分，改善其微觀結(jié)構(gòu)和物相，可以有效改善硫-鐵自養(yǎng)反硝化脫氮除磷效果，通過(guò)制作過(guò)程中添加分子篩保護(hù)層，有效增加其穩(wěn)定性與機(jī)械強(qiáng)度，加大其使用壽命，減少損耗。
3、本發(fā)明制備的填料可根據(jù)模型制定成不同形狀，堆密度低、便于沖洗，微孔發(fā)達(dá)、當(dāng)其為規(guī)整球形時(shí)，比表面積最大、反應(yīng)活性最強(qiáng)，作用于人工濕地系統(tǒng)時(shí)，能保障其處理系統(tǒng)的生物高活性與處理高效性。
（發(fā)明人：何曼妮;李佳;王馨悅;白倩倩;駱堅(jiān)平）
