[发明专利]一种同步脱氮除磷发泡轻质填料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种同步脱氮除磷发泡轻质填料，其特征在于，按照重量百分比计，包括以下组分及含量：硫磺粉40‑70％、硫铁矿粉10‑30％、石灰石1‑10％、发泡剂0.1‑5％以及稳泡剂0.1‑5％。本发明还公开了该填料的制备方法。本发明的同步脱氮、除磷轻质填料，具有孔隙率高、孔径适合微生物栖息繁殖、比表面积大、质量轻、反应活性高等优点。同时填料中添加了硫铁矿和硫酸铝，反应后生成硫酸铝和硫酸铁，具有较好的除磷效果。

技术领域

本发明属于环境功能材料的制备技术领域，具体涉及一种同步脱氮除磷发泡轻质填料及其制备方法。

背景技术

近年来，国家经济快速发展、人类生活水平提高、城市化进程加快，以及农业化肥的过度使用等原因，使得大量的含氮、磷的生活污水和工业污水排入水体，造成水体富营养化越来越严重。因此污水中氮、磷的深度处理成为环境保护行业的焦点问题。

目前污水处理方法大致可分为物理法、生物法和化学法三种，其中生物方法的相对陈本最低，性价比最高应用最为广泛。异养反硝化技术广泛用于污水中氮的去除，化学法除磷是污水除磷最有效的方法。由于异氧反硝化需要投加大量碳源，存在成本高，容易造成出水COD高，浪费资源等不足。化学除磷需要投加混凝剂，存在成本高，控制管理复杂等问题。相比较异氧反硝化硫自养反硝化是一种低耗和高效的水中营养物取出技术，近年来广泛受到关注。硫自养的硫来源可以做成反应器的原料。越来越多的研究采用天然矿物材料如磁黄铁矿、菱铁矿等进行污水处理的脱氮除磷，并取得了一定的效果。但是其脱氮除磷速率普遍偏低、脱氮除磷需要较长的水力停留时间，大规模应用受到限制。

目前在采用硫自养反硝化工艺进行污水同步脱氮除磷中，应用最广的是硫磺-石灰石自养反硝化系统。该系统以硫磺作为电子供体的自养反硝化工艺，无需额外添加碳源、污泥产生量小、成本低、工艺简单等优点。该系统脱氮速率较高，但是除磷效果不佳，此外还存在出水硬度和硫酸盐过高的问题。该系统中硫磺和石灰石粒径越小，比表面积越大，反硝化速率越高，粒径小系统容易堵塞、单质系统崩溃不能运行。而且石灰石和硫由于密度存在差异，导致反冲洗时分层，影响处理效果。还有采用加热经硫磺熔融后与石灰石等混合、粉碎等方法，此方法比表面积低、表面光滑不利于微生物栖息繁殖。

生物滤池填料的主要作用是容纳附着微生物，是微生物生长的载体，为微生物提供栖息、生长、繁殖的稳定环境，其丰富多孔的结构，适合的孔径，增加了其比表面积，为微生物生长繁殖提供较大的场所和适宜的环境。同时填料不规则的表面对水流有强制性的紊动作用，使水流改变方向，起到搅拌的作用，从而提高脱氮、除磷的效率。所以开发适合孔径分布的填料，在污水处理工艺中非常重要。

目前，针对硫自养反硝化技术中以往使用的硫、硫铁矿、石灰石等填料，粒径较大、比表面积小、脱氮速率较低，粒径小系统则出现容易堵等问题。

发明内容

本发明的主要目的在针于对现有技术中的缺陷，提供一种同步脱氮除磷发泡轻质填料及其制备方法。本发明的同步脱氮、除磷轻质填料，具有孔隙率高、孔径适合微生物栖息繁殖、比表面积大、质量轻、反应活性高等优点。同时填料中添加了硫铁矿和硫酸铝，反应后生成硫酸铝和硫酸铁，具有较好的除磷效果。本发明还通过将硫磺粉、硫铁矿粉、石灰石、发泡剂、稳泡剂等，经混合、熔融、造粒等工艺得到轻质填料。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提供了一种同步脱氮除磷发泡轻质填料，按照重量百分比计，包括以下组分及含量：硫磺粉40-70％、硫铁矿粉10-30％、石灰石1-10％、发泡剂0.1-5％以及稳泡剂0.1-5％。

优选地，所述填料的粒径为0.5～1.2cm。

优选地，按照重量百分比计，所述发泡剂的组成为：碳酸氢钠35-45％、十八水硫酸铝55-65％。

优选地，所述稳泡剂包括硬脂酸钙或聚乙烯醇。