一种用于去除水中硝态氮的功能材料及其制备和应用方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112390380A(43)申请公布日2021.02.23(21)申请号202011279748.1(22)申请日2020.11.16(71)申请人合肥工业大学地址230009安徽省合肥市包河区屯溪路193号(72)发明人陈天虎邹雪华张雪妹(74)专利代理机构安徽省合肥新安专利代理有限责任公司34101代理人卢敏(51)Int.Cl.C02F3/34(2006.01)C02F3/28(2006.01)C02F101/30(2006.01)C02F101/16(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种用于去除水中硝态氮的功能材料及其制备和应用方法(57)摘要本发明公开了一种用于去除水中硝态氮的功能材料及其制备和应用方法，该功能材料是以硫磺粉和高活性铁锰硫化物粉为主要原料，以生物质纤维和粘结剂为添加剂，将各原料混合均匀并加水成型后，再养护完成水化或碳酸化，从而获得。将上述功能材料与石灰石或白云岩颗粒混合后装填到生物滤池中，接种脱氮硫杆菌并培养至生物膜成熟，将废水以上升流按照水力停留时间1‑5h运行处理，废水中的硝态氮去除率达到80％以上。CN112390380ACN112390380A权利要求书1/1页1.一种用于去除水中硝态氮的功能材料，其特征在于：所述功能材料是以硫磺粉和高活性铁锰硫化物粉为主要原料，以生物质纤维和粘结剂为添加剂，将各原料混合均匀并加水成型后，再养护完成水化或碳酸化，从而获得。2.根据权利要求1所述的一种用于去除水中硝态氮的功能材料，其特征在于：各原料按质量百分比的构成为：硫磺粉45-70％，高活性铁锰硫化物粉5-20％，生物质纤维1-5％，粘结剂5～30％。3.根据权利要求1或2所述的一种用于去除水中硝态氮的功能材料，其特征在于：所述高活性铁锰硫化物为天然胶状黄铁矿、天然磁黄铁矿、热活化处理黄铁矿形成的磁黄铁矿、铁锰氧化物或铁锰氢氧化物的硫化产物、或废水废气脱硫副产铁锰硫化物。4.根据权利要求3所述的一种用于去除水中硝态氮的功能材料，其特征在于：所述高活性铁锰硫化物中的硫化物含量不低于50％。5.根据权利要求1或2所述的一种用于去除水中硝态氮的功能材料，其特征在于：所述生物质纤维为锯末、刨花、油菜秸秆、棉柴秆、废纸、或再生纸加工产生的短纤维废物。6.根据权利要求1或2所述的一种用于去除水中硝态氮的功能材料，其特征在于：所述粘结剂为普通硅酸盐水泥、水玻璃、石灰或煅烧白云岩。7.一种权利要求1～6中任意一项所述功能材料的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：(1)选择化工副产物硫磺，粉碎过100目筛，获得硫磺粉；选择高活性铁锰硫化物原料，粉碎过100目筛，获得高活性铁锰硫化物粉；选择生物质纤维原料，粉碎过1mm筛；选择粘结剂粉末或颗粒，将粘结剂颗粒粉碎过100目筛；(2)将各原料按配比混合均匀；向所得混合料中加入占所述混合料质量20-30％的水，拌和成为潮湿松散状态的物料；然后将拌和好的物料加入成型机，成型为直径3-10mm的颗粒物；(3)将成型的颗粒物堆存在潮湿饱和水环境或富CO2环境中，室温下养护完成水化或碳酸化，直至颗粒强度达到60N以上，即得到用于去除水中硝态氮的功能材料。8.一种权利要求1～6中任意一项所述功能材料的应用方法，其特征在于，按如下步骤进行：(1)将颗粒状的所述功能材料与粒径1-15mm的石灰石或白云岩颗粒按照质量比0.5～2:1的比例混合均匀，然后作为填料装填到生物滤池中；(2)在所述填料中接种富集的脱氮硫杆菌菌液，并以浓度200-1000mg/L的硫代硫酸盐和硝酸盐的混合溶液为培养基循环2-6天，在填料中培养附着微生物，直至微生物膜成熟；(3)将废水按照水力停留时间0.5-5h运行处理，使废水出水硝态氮浓度和总氮浓度达到排放要求；(4)按照所需的周期，气-水联合冲洗生物滤池的填料，去除填料表面老化的生物膜及填料颗粒间沉积的细颗粒物；(5)随着生物滤池中矿物-微生物交互作用，填料中的硫磺、高活性铁锰硫化物和石灰石或白云岩因微生物代谢和非生物化学反应而溶解消耗，从生物滤池上部补充填料达到设计的填料层高度。2CN112390380A说明书1/5页一种用于去除水中硝态氮的功能材料及其制备和应用方法技术领域[0001]本发明涉及一种用于去除水中硝态氮的功能材料及其制备和应用方法，属于水处理技术领域。背景技术[0002]随着水污染的加剧，我国地面水体普遍发生富营养化，这就要求对污水进行更严格的脱氮除磷处理。废水生物脱氮是主要的脱氮技术，通常是先通过硝化菌的作用使废水中的有机氮、氨氮逐步转化为硝酸盐氮，然后通过反硝化菌把硝态氮转化为氮气。然而工业废水、生活污水普遍存在C/N比低的问题，导致反硝化脱氮的碳源