[发明专利]一种组合填料及污水处理方法

说明书

本发明公开了一种组合填料，其特征在于，主要由骨粒炭和砾石混合组成，所述骨粒炭采用如下方法制备而成：S1、预处理：选取动物骨骼，并剔除动物骨骼上的肉和筋；S2、脱脂：将预处理后的动物骨骼置于高压蒸汽灭菌锅内脱脂，得到无脂骨骼；S3、粉碎：对脱脂后的无脂骨骼进行破碎，并筛选粒径为1cm～2cm的骨粒备用；S4、炭化：在缺氧环境下对骨粒进行加热炭化，制得骨粒炭。本发明的组合填料和污水处理方法均具有良好适应性，有利于改善除磷脱氮效果等优点。

技术领域

本发明涉及生活污水处理技术领域，特别的涉及一种组合填料及污水处理方法。

背景技术

磷作为构成生命的六大基本元素之一，是参与组成生命遗传物质、能量载体、细胞膜以及生物骨架等的必需元素。磷是一种不可再生的资源，由于磷没有稳定的气态形式，汇入海洋的大部分磷会沉积在海底，无法回到内陆，所以磷在自然界的循环不像碳、氮循环可以闭合，随着人类对磷矿的开采，磷源在几百年内必将耗竭。污水中的磷主要来自生活污水中的含磷有机物、合成洗涤剂、工业废液、化肥农药以及各类动物的排泄物。如污水没有完全处理，磷还会流失到江河湖海中，造成这些水体的富营养化。为缩小磷作为污染物较多而作为资源较少的差距，从污水当中去除及回收磷具有重要的意义。

污水尾水当中含有20～120mg/L的Ca²⁺，这些Ca²⁺浓度足够与磷发生磷酸钙沉淀，但由于均相体系中表面能过高，为使磷酸钙沉淀需要很高的过饱和度，常见的做法是向水中添加大量NaOH使磷酸根和Ca²⁺生成沉淀羟基磷灰石。具体公式如下：

5Ca²⁺+OH^-+3PO₄^3-＝Ca₅(PO₄)₃OH↓

但该方法投加药剂费用高，还会导致污水pH升高，影响化学平衡及生化反应。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种对污水的适应性好，有利于改善除磷脱氮效能的组合填料和采用该组合填料的污水处理方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种组合填料，其特征在于，主要由骨粒炭和砾石混合组成，所述骨粒炭采用如下方法制备而成：

S1、预处理：选取动物骨骼，并剔除动物骨骼上的肉和筋；

S2、脱脂：将预处理后的动物骨骼置于高压蒸汽灭菌锅内脱脂，得到无脂骨骼；

S3、粉碎：对脱脂后的无脂骨骼进行破碎，并筛选粒径为1cm～2cm的骨粒备用；

S4、炭化：在缺氧环境下对骨粒进行加热炭化，制得骨粒炭。

骨粒炭的主要成分为羟基磷灰石，可降低结晶成核位垒，羟基磷灰石作催化剂促使进水钙离子和磷酸盐沉淀成为新的羟基磷灰石。骨粒炭表面沉淀得到的羟基磷灰石可以继续做为催化剂促进新的羟基磷灰石沉淀，不易出现饱和失效现象，可以长期除磷。

而砾石的主要成分为碳酸钙，将骨粒炭与砾石混合成组合填料对污水进行处理时，可以实现对磷的深度处理，处理时，砾石可溶解一定的Ca²⁺提高饱和度，从而更容易实现沉淀，能够适应多种污水，在砾石溶解Ca²⁺而改善沉淀的基础上，还可以减少组合填料中骨粒炭的占比，从而降低成本。采用上述组合填料进行污水处理，无需额外投放药剂，运行成本低，管理方便。另外，沉淀在骨粒炭上的羟基磷灰石是一种高品质的磷源，可作缓释磷肥回收。

作为优化，在骨粒炭的制备过程中，粉碎前先将无脂骨骼进行烘干处理。这样，可以让骨骼更脆，便于后续粉碎。

作为进一步优化，烘干处理时，烘干温度为160℃，烘干时间为48h。