公布日：2023.12.08
申請日：2023.09.18
分類號：C02F3/32(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N
摘要
本發明公開了一種用于盾構式裝置改造尾水濕地的填料，由吸附料經厭氧消化池污泥菌液處理后得到，吸附料包括C-S-Fe偶聯強化脫氮材料、鎂砂、泥炭、石英砂、沸石和生物陶粒，其中，C-S-Fe偶聯強化脫氮材料由尾礦渣、硫鐵礦、石灰石和生物炭按2～5:2～5:2～5:1～3的質量比混合得到。采用本申請中的填料配合盾構式裝置改造現狀尾水濕地，不會造成尾水濕地床體失穩；而且，能夠有效去除尾水中的氮磷物質，是一種理想的濕地修復材料。
權利要求書
1.一種用于盾構式裝置改造尾水濕地的填料，其特征在于，由吸附料經厭氧消化池污泥菌液處理后得到；所述吸附料包括以下質量份的組分：C-S-Fe偶聯強化脫氮材料8～12份，鎂砂3～7份，泥炭2～5份，石英砂2～5份，沸石1～3份和生物陶粒1～3份；所述C-S-Fe偶聯強化脫氮材料由尾礦渣、硫鐵礦、石灰石和生物炭按2～5:2～5:2～5:1～3的質量比混合得到。
2.根據權利要求1所述的用于盾構式裝置改造尾水濕地的填料，其特征在于，所述吸附料包括以下質量份的組分：C-S-Fe偶聯強化脫氮材料10份，鎂砂4份，泥炭3份，石英砂3份，沸石1份和生物陶粒1份。
3.根據權利要求1或2所述的用于盾構式裝置改造尾水濕地的填料，其特征在于：所述C-S-Fe偶聯強化脫氮材料由尾礦渣、硫鐵礦、石灰石和生物炭按3:3:3:1的質量比混合得到。
4.根據權利要求1所述的用于盾構式裝置改造尾水濕地的填料，其特征在于，所述生物陶粒經過以下步驟制得：S1：將厭氧消化池污泥晾干并粉碎；將植物秸稈晾干至含水量低于20％并粉碎；將無煙煤粉碎；S2：將S1得到的污泥粉末和植物秸稈粉末分別在質量分數為20～30％的氯化鋅溶液中浸泡8～12h；S3：將S2處理后的污泥粉末和植物秸稈粉末與無煙煤粉末和聚乙二醇按15～20:3～5:3～5:4～8的質量比混合，并將混合物制成球，于250～300℃條件下預熱10～20min后，以5～10℃/min速率升溫至800～1000℃，燒制15～30min后自然冷卻至室溫，即得。
5.根據權利要求1所述的用于盾構式裝置改造尾水濕地的填料，其特征在于，所述尾礦渣為非金屬尾礦礦渣。
6.根據權利要求5所述的用于盾構式裝置改造尾水濕地的填料，其特征在于，所述非金屬尾礦為滑石尾礦、硅藻土尾礦、膨潤土尾礦和云母尾礦中的至少一種。
7.根據權利要求1所述的用于盾構式裝置改造尾水濕地的填料，其特征在于：所述吸附料中各組分的粒徑不超過5cm。
8.根據權利要求1所述的用于盾構式裝置改造尾水濕地的填料，其特征在于，所述厭氧消化池污泥菌液經過以下步驟制得：S1：取污水處理廠厭氧消化池的污泥，置于硫細菌培養基中密封避光厭氧培養，得到硫細菌密度不低于1×105cfu/mL的功能菌菌液；S2：取S1獲得的功能菌菌液加入硫細菌培養基中進行密封避光厭氧培養，并重復多次至硫細菌干重為2～4g/L，即得。
9.根據權利要求8所述的用于盾構式裝置改造尾水濕地的填料，其特征在于，厭氧消化池污泥菌液處理吸附料的方法包括以下步驟：采用間歇升流回流方式將菌液泵至吸附料孔隙中，對吸附料進行微生物馴化，馴化溫度為15～25℃，至吸附料表面布滿黃褐色生物膜。
發明內容
針對上述現有技術，本發明提供一種用于盾構式裝置改造尾水濕地的填料，以解決對污水中硝態氮和總氮的去除率較低的技術問題。
為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：提供一種用于盾構式裝置改造尾水濕地的填料，該填料由吸附料經厭氧消化池污泥菌液處理后得到；吸附料包括以下質量份的組分：
C-S-Fe偶聯強化脫氮材料8～12份，鎂砂3～7份，泥炭2～5份，石英砂2～5份，沸石1～3份和生物陶粒1～3份；C-S-Fe偶聯強化脫氮材料由尾礦渣、硫鐵礦、石灰石和生物炭按2～5:2～5:2～5:1～3的質量比混合得到。
在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
進一步，吸附料包括以下質量份的組分：C-S-Fe偶聯強化脫氮材料10份，鎂砂4份，泥炭3份，石英砂3份，沸石1份和生物陶粒1份。
進一步，C-S-Fe偶聯強化脫氮材料由尾礦渣、硫鐵礦、石灰石和生物炭按3:3:3:1的質量比混合得到。
進一步，生物陶粒經過以下步驟制得：
S1：將厭氧消化池污泥晾干并粉碎；將植物秸稈晾干至含水量低于20％并粉碎；將無煙煤粉碎；
S2：將S1得到的污泥粉末和植物秸稈粉末分別在質量分數為20～30％的氯化鋅溶液中浸泡8～12h；
S3：將S2處理后的污泥粉末和植物秸稈粉末與無煙煤粉末和聚乙二醇按15～20:3～5:3～5:4～8的質量比混合，并將混合物制成球，于250～300℃條件下預熱10～20min后，以5～10℃/min速率升溫至800～1000℃，燒制15～30min后自然冷卻至室溫，即得。
進一步，尾礦渣為非金屬尾礦礦渣。
進一步，非金屬尾礦為滑石尾礦、硅藻土尾礦、膨潤土尾礦和云母尾礦中的至少一種。
進一步，吸附料中各組分的粒徑不超過5cm。
進一步，厭氧消化池污泥菌液經過以下步驟制得：
S1：取污水處理廠厭氧消化池的污泥，置于硫細菌培養基中密封避光厭氧培養，得到硫細菌密度不低于1×105cfu/mL的功能菌菌液；
S2：取S1獲得的功能菌菌液加入硫細菌培養基中進行密封避光厭氧培養，并重復多次至硫細菌干重為2～4g/L，即得。
進一步，厭氧消化池污泥菌液處理吸附料的方法包括以下步驟：
采用間歇升流回流方式將菌液泵至吸附料孔隙中，對吸附料進行微生物馴化，馴化溫度為15～25℃，至吸附料表面布滿黃褐色生物膜。
本發明的有益效果是：
1、本申請的填料中添加有C-S-Fe偶聯強化脫氮材料，該C-S-Fe偶聯強化脫氮材料采用不同的脫氮功能材料進行復配，不僅可以為潛流濕地微生物提供充足營養物質，強化微生物脫除總氮作用；而且在強化微生物脫氮作用的同時，還能通過化學吸附與絡合作用，進一步除去尾水中的總磷。
2、本申請的填料中還添加有鎂砂、泥炭、石英砂、沸石和生物陶粒，這些組分均具有優良的比表面積，可以對尾水中的雜質進行吸附；而且，其中的泥炭、生物陶粒等表面還具有活性基團，可以吸附絡合尾水中的磷，進一步降低尾水中磷的含量。
3、本申請在吸附料的表面黏附有硫細菌等微生物所形成的生物膜，這些微生物可以充分利用硫化合物作為電子供體進行反硝化脫氮，降低尾水中的總氮含量；而硫鐵礦中的鐵離子可以吸附磷酸鹽生成絡合物，生物膜中的嗜磷菌充分嗜磷，進一步脫除尾水中的總磷。
4、本申請中的填料具有較優的強度，通過盾構式裝置改造替換后，不會造成尾水濕地床體失穩。
（發明人：黃鈺鈴;彭夢文;肖化振;李歡;蔣艷;莫晶;曹天正;成浩科;孫慶怡;侯遠航）
