一种适用于广谱硝态氮浓度范围的自养脱氮填料制备方法

本发明涉及自养脱氮处理，尤其涉及一种适用于广谱硝态氮浓度范围的自养脱氮填料制备方法。

背景技术：

1、含氮污染物是目前主要的水环境生态问题之一，目前氮污染主要来源有氮肥施用过程中的面源污染、生活污水及工业含氮废水排放导致的点源污染。大量的含氮废水排入水体会造成水体富营养化，形成“水华”或“赤潮”现象，引起水生生物死亡，破坏生物多样性。水体中的硝酸盐污染还会对人体造成危害，可能会诱发亚铁血红蛋白症和蓝婴病，因此，有必要对污水进行有效的脱氮处理。传统反硝化脱氮是以有机碳源作为电子供体还原硝态氮，反应过程需要消耗碳源。由于低碳氮比废水有机物含量低，在传统脱氮处理过程中需额外添加有机碳源以满足异养反硝化对电子供体的需求。此外，还存在碳源投加量不当而影响出水水质的问题且可能引起二次污染，同时也增加了运行成本。以高浓度的垃圾渗滤液处理为例，目前要想达到较好的脱氮效果，每吨垃圾渗滤液使用的有机碳源成本达到100～300元，这些投加的有机碳源中的碳将最终转化为co2，不利于双碳目标的实现。因此，为了降低成本和减少co2的排放，一种不需投加有机碳源自养反硝化脱氮技术被开发出来。在众多的自养反硝化技术中，硫基自养反硝化脱氮技术是目前最具应用前景的自养反硝化脱氮技术。

2、硫基自养反硝化脱氮技术是指在缺氧或厌氧条件下，脱氮硫杆菌利用还原态硫(s0，s2-，so32-，s2o32-等)作为电子供体，以no3--n为电子受体，将no3--n还原为n2的过程，该反应无需外加有机物，且脱氮效率高，是针对低碳源废水脱氮的重要技术。但在单一硫自养反硝化反应过程中会产生酸度，往往需要向溶液中加入ph缓冲剂，且反应过程中硫被氧化为so42-，降低脱氮效率，影响出水水质。同时大量so42-被排放到环境中，有可能会因厌氧作用释放出有毒的h2s，不利于生态环境保护。故现有的水质净化技术领域中，尚缺乏兼具能够维持出水ph稳定、减少出水so42-含量、高效脱氮且环保经济的反硝化脱氮填料。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种适用于广谱硝态氮浓度范围的自养脱氮填料制备方法，按照本方法制备的填料能维持出水ph稳定、实现高效脱氮且减少出水so42-的生成，从而构建低碳排放、高效脱氮的材料。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种适用于广谱硝态氮浓度范围的自养脱氮填料制备方法，所述方法包括：

4、步骤1、按照设定的含量称取制备自养脱氮填料的各原料；其中，各原料包括硫基质、含铁类物质、自养脱氮微生物、无机碳源和粘合剂；

5、步骤2、将各原料混合均匀，并将混合后的原料加水搅拌成团；

6、步骤3、将湿润后的混合原料在造粒机中挤压成粒，使粒径在3～5mm，得到自养脱氮填料颗粒。

7、在步骤1中，设定的含量具体为：

8、按重量份数计，各原料组分含量为：硫基质20-80份，含铁类物质0-10份，自养脱氮微生物2-5份、无机碳源0-75份，以及粘合剂2份。

9、所述硫基质为硫磺。

10、所述自养脱氮微生物为硫自养过程中驯化和筛选的微生物。

11、所述含铁类物质为零价铁和硫铁矿物中的一种或两种。

12、所述无机碳源为碳酸钠和碳酸钙中的一种或两种的组合。

13、所述粘合剂为硅藻土、高岭黏土和羧甲基纤维素中的一种或多种。

14、由上述本发明提供的技术方案可以看出，按照上述方法制备的填料能维持出水ph稳定、实现高效脱氮且减少出水so42-的生成，从而构建低碳排放、高效脱氮的材料。

技术特征：

1.一种适用于广谱硝态氮浓度范围的自养脱氮填料制备方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述适用于广谱硝态氮浓度范围的自养脱氮填料制备方法，其特征在于，在步骤1中，设定的含量具体为：

3.根据权利要求1或2所述适用于广谱硝态氮浓度范围的自养脱氮填料制备方法，其特征在于，所述硫基质为硫磺。

4.根据权利要求1或2所述适用于广谱硝态氮浓度范围的自养脱氮填料制备方法，其特征在于，所述自养脱氮微生物为硫自养过程中驯化和筛选的微生物。

5.根据权利要求1或2所述适用于广谱硝态氮浓度范围的自养脱氮填料制备方法，其特征在于，所述含铁类物质为零价铁和硫铁矿物中的一种或两种。

6.根据权利要求1或2所述适用于广谱硝态氮浓度范围的自养脱氮填料制备方法，其特征在于，所述无机碳源为碳酸钠和碳酸钙中的一种或两种的组合。

7.根据权利要求1或2所述适用于广谱硝态氮浓度范围的自养脱氮填料制备方法，其特征在于，所述粘合剂为硅藻土、高岭黏土和羧甲基纤维素中的一种或多种。

技术总结
本发明公开了一种适用于广谱硝态氮浓度范围的自养脱氮填料制备方法，首先按照设定的含量称取制备自养脱氮填料的各原料；其中，各原料包括硫基质、含铁类物质、自养脱氮微生物、无机碳源和粘合剂；将各原料混合均匀，并用水湿润混合后的原料；将湿润后的混合原料在造粒机中挤压成粒，得到自养脱氮填料颗粒。按照本方法制备的填料能维持出水pH稳定、实现高效脱氮且减少出水SO<subgt;4</subgt;<supgt;2‑</supgt;的生成，从而构建低碳排放、高效脱氮的材料。

技术研发人员：韩严和,王婧,姚浩,李再兴
受保护的技术使用者：北京石油化工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16