公布日：2023.12.08

申請日：2023.09.06

分類號：C02F3/28(2023.01)I;C02F3/32(2023.01)I

摘要

本發明公開了一種利用廢棄吸附材料為原料的水質凈化填料及制備方法，涉及污水處理技術領域，包括其核心由正交生物硫S0環構成，并且正交生物硫S0環被一層具有親水特性的長鏈聚合物覆蓋，以污水處理污泥為助凝基底液，添加經吸附生物H2S的填料資源化利用后的含有生物單質硫Sbio0的專有填料粉末、鐵粉、鐵碳填料、方解石粉末、生物活性炭后進行紫外燈殺菌處理，隨后進行引氣與初始制模，得到初級填料，再經過添加分子篩保護層與烘烤，得到所述的專屬填料。本發明通過制作過程中調控組成成分，改善其微觀結構和物相，有效改善硫-鐵自養反硝化脫氮除磷效果，通過制作過程中添加分子篩保護層，有效增加其穩定性與機械強度，加大其使用壽命。

權利要求書

1.一種利用廢棄吸附材料為原料的水質凈化填料，其特征在于：包括其核心由正交生物硫S0環構成，并且正交生物硫S0環被一層具有親水特性的長鏈聚合物覆蓋，以污水處理污泥為助凝基底液，添加經吸附生物H2S的填料資源化利用后的含有生物單質硫Sbio0的專有填料粉末、鐵粉、鐵碳填料、方解石粉末、生物活性炭后進行紫外燈殺菌處理，隨后進行引氣與初始制模，得到初級填料，再經過添加分子篩保護層與烘烤，得到所述的專屬填料。

2.如權利要求1所述的一種利用廢棄吸附材料為原料的水質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，通過氧化還原反應及微生物的代謝作用將吸附生物H2S的填料轉化為含有生物單質硫Sbio0的專有填料；S2：按照質量分數，稱取原料，含有生物單質硫Sbio0的專有填料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（污泥質量分數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℃溫度下對中間溶液1以60～80r/min的速度進行攪拌2h，待攪拌完成3～5min前開啟紫外線照射燈，對中間溶液進行殺菌，照射時間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放入質量分數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層，增加填料的穩定性與機械強度，制成中間填料2；S7：將球形中間填料2，在150～200℃反應釜中烘烤6-8h后進行降溫處理，降溫方式可采用自然冷卻、風冷、液氮制冷等方式，獲得生物硫-鐵自養脫氮除磷微孔填料。

3.如權利要求2所述的一種利用廢棄吸附材料為原料的水質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憎水性表面活性劑。

4.如權利要求2所述的一種利用廢棄吸附材料為原料的水質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.如權利要求2所述的一種利用廢棄吸附材料為原料的水質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量比為3:1，鐵碳填料粉末、含有生物單質硫Sbio0的專有填料粉末為40目顆粒粉。

發明內容

（一）解決的技術問題針對現有技術的不足，本發明提供了一種利用廢棄吸附材料為原料的水質凈化填料及制備方法，利用生物單質硫Sbio0及硫鐵協同自養反硝化的優勢，不僅提高了填料中的自養反硝化微生物濃度和穩定性，而且進行了廢氣填料的資源化利用，減少了固廢及填料成本。

（二）技術方案為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種利用廢棄吸附材料為原料的水質凈化填料，包括其核心由正交生物硫S0環構成，并且正交生物硫S0環被一層具有親水特性的長鏈聚合物覆蓋，以污水處理污泥為助凝基底液，添加含有生物單質硫Sbio0的專有填料粉末、鐵粉、鐵碳填料、方解石粉末、生物活性炭后進行紫外燈殺菌處理，隨后進行引氣與初始制模，得到初級填料，再經過添加分子篩保護層與烘烤，得到所述的專屬填料。

一種利用廢棄吸附材料為原料的水質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，通過化學氧化作用及微生物的好氧代謝作用將吸附生物H2S的填料轉化為含有生物單質硫Sbio0的專有填料；S2：按照質量分數，稱取原料，含有生物單質硫Sbio0的專有填料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（污泥質量分數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℃溫度下對中間溶液1以60～80r/min的速度進行攪拌2h，待攪拌完成3～5min前開啟紫外線照射燈，對中間溶液進行殺菌，照射時間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放入質量分數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層，增加填料的穩定性與機械強度，制成中間填料2；S7：將球形中間填料2，在150～200℃反應釜中烘烤6-8h后進行降溫處理，降溫方式可采用自然冷卻、風冷、液氮制冷等方式，獲得生物硫-鐵自養脫氮除磷微孔填料。

優選的，其中吸附生物H2S的填料，其主要組分為負載氧化鐵的活性炭或分子篩吸附填料。

優選的，其中制備填料的組分中引氣劑為烷基類憎水性表面活性劑。

優選的，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。

優選的，其中制備填料的組分中鐵碳填料的鐵碳組分質量比為3:1，鐵碳填料粉末、含有生物單質硫Sbio0的專有填料粉末為40目顆粒粉。

（三）有益效果1、本發明采用的生物單質硫Sbio0不同于以往化學單質硫，生物單質硫Sbio0能夠有效減少以往自養反硝化過程堿度消耗，同時增加比表面積、微生物利用度及膠體穩定性，能夠將以往作為環保廢棄物的吸附生物硫化氫后的專有填料進行廢水生化處理和硫鐵自養反硝化的連續資源化利用，不僅實現脫氮除磷的協同作用，同時降低了填料制作成本，填料反應效率高，消耗少，停留時間短，運行成本低，提升經濟效益。

2、通過制作過程中調控組成成分，改善其微觀結構和物相，可以有效改善硫-鐵自養反硝化脫氮除磷效果，通過制作過程中添加分子篩保護層，有效增加其穩定性與機械強度，加大其使用壽命，減少損耗。

3、本發明制備的填料可根據模型制定成不同形狀，堆密度低、便于沖洗，微孔發達、當其為規整球形時，比表面積最大、反應活性最強，作用于人工濕地系統時，能保障其處理系統的生物高活性與處理高效性。

（發明人：何曼妮;李佳;王馨悅;白倩倩;駱堅平）