铁碳耦合微生物膜载体材料及其反应装置和脱氮除磷系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种铁碳耦合微生物膜载体材料及其反应装置和脱氮除磷系统。该铁碳耦合微生物膜载体材料原料包括灰渣、硅酸钠、聚四氟乙烯、蒙脱土和尿素，所述原料中灰渣的质量百分含量为55％，尿素的质量百分含量为20％，硅酸钠的质量百分含量为12％，蒙脱土的质量百分含量为8％，聚四氟乙烯的质量百分含量为5％。可充分利用灰渣中多种金属组分与碳之间的原电池效应实现微生物挂膜，具有孔结构丰富，易于挂膜和挂膜稳固性高的优点。易于挂膜和挂膜稳固性高的优点。易于挂膜和挂膜稳固性高的优点。

【技术实现步骤摘要】
铁碳耦合微生物膜载体材料及其反应装置和脱氮除磷系统


[0001]本专利技术属于废水处理
，具体涉及铁碳耦合微生物膜载体材料及其反应装置和脱氮除磷系统。

技术介绍

[0002]当前因大量低碳氮比污水引起的地表水富营养化和地下水污染已严重影响人们的生活，利用反硝化细菌对污水进行脱氮反硝化是治理污水主要途径之一，利用反硝化细菌将NO3‑
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N还原为N2需要利用水中有机碳源作为电子供体，但低C/N比污水中有机碳源含量低，利用传统生物法难以实现深度脱氮。已有技术中通常利用外加碳源来解决污水脱氮过程碳源不足的问题，常见的碳源有蔗糖、葡萄糖、乙酸、乙醇和甲醇等，然而，外加碳源易出现二次污染，而且碳源的种类对反硝化速率有很大的影响，存在NO2‑
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N积累、处理成本高等问题，同时碳源的投加增加CO2的排放量，外加碳源反硝化在低C/N比污水深度脱氮中的应用受到极大限制。
[0003]研究发现生物接触氧化法是低C/N污水处理优选工艺，但生物填料易堵塞的问题成为生物接触氧化法应用的主要制约因素，因此需强化预处理。零价铁化学性质活泼，对NO3‑
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N具有较强的还原作用，同时零价铁脱氮反应生成的铁离子可强化TP去除，实现同步脱氮除磷。随着零价铁为基质的自养反硝化脱氮技术理论研究的不断深入，零价铁为基质的脱氮技术逐渐应用到低C/N污水的处理。但以零价铁为基质的自养反硝化技术仍存在中性或偏碱性条件下自腐蚀速率低、所需水力停留时间长、自养反硝化体系微生物无法附着、长期运行极易板结等问题。因此，提供一种可满足目前需求的高效自养反硝化铁基质填料及装置，是生物接触氧化法处理低碳氮比污水脱氮除磷工艺的关键。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供铁碳耦合微生物膜载体材料及其反应装置和脱氮除磷系统。本专利技术提供一种以灰渣、硅酸钠、聚四氟乙烯、蒙脱土和尿素为原料的铁碳耦合微生物膜载体材料，可充分利用灰渣中多种金属组分与碳之间的原电池效应实现微生物挂膜，具有孔结构丰富，易于挂膜和挂膜稳固性高的优点。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种铁碳耦合微生物膜载体材料，其特征在于，原料包括灰渣、硅酸钠、聚四氟乙烯、蒙脱土和尿素，所述原料中灰渣的质量百分含量为55％，尿素的质量百分含量为20％，硅酸钠的质量百分含量为12％，蒙脱土的质量百分含量为8％，聚四氟乙烯的质量百分含量为5％。
[0006]上述的一种铁碳耦合微生物膜载体材料，其特征在于，所述灰渣为高炉灰渣，所述高炉灰渣的粒径为200μm～400μm。
[0007]此外，本专利技术还提供一种制备上述的铁碳耦合微生物膜载体材料的方法，其特征在于，包括：
[0008]步骤一、将灰渣、硅酸钠、聚四氟乙烯、尿素、蒙脱土和去离子水混合进行造粒，得
到粒料；
[0009]步骤二、将步骤一所述粒料置于管式炉中，在CO气氛中进行真空碳化，通入N2冷却至室温，得到铁碳耦合微生物膜载体材料。
[0010]上述的方法，其特征在于，步骤一所述粒料的粒径为20μm～200μm。
[0011]上述的方法，其特征在于，步骤一所述去离子水的质量为灰渣质量的5倍～10倍。
[0012]上述的方法，其特征在于，步骤二所述真空碳化具体包括：以6℃min
‑1～12℃min
‑1的升温速率升至300℃～500℃进行20min～40min的预热，然后以4℃min
‑1～7℃min
‑1的升温速率升至800℃～1400℃并保持1h～3h。
[0013]进一步的，本专利技术还提供一种污水同步脱氮除磷处理用铁碳耦合微生物反应装置，其特征在于，包括铁碳耦合微生物膜材料和反应器本体，所述铁碳耦合微生物膜材料为上述铁碳耦合微生物膜载体材料经待处理污水挂膜培养后得到的铁碳耦合微生物膜材料。
[0014]上述的污水同步脱氮除磷处理用铁碳耦合微生物反应装置，其特征在于，所述反应器本体包括连通的筒体和空心圆台体，所述空心圆台体设置于筒体下部且所述空心圆台体的上底面连接于筒体上，所述空心圆台体下底面处开设有流体入口，所述流体入口上安装有曝气装置，所述曝气装置上且远离流体入口的一端安装有进流管，所述筒体侧部设置有流体出口和取泥管，所述流体出口距离所述流体入口的距离大于取泥管距离流体入口的距离，所述筒体内设置有不锈钢网，所述铁碳耦合微生物膜材料设置于不锈钢网上。
[0015]上述的污水同步脱氮除磷处理用铁碳耦合微生物反应装置，其特征在于，所述不锈钢网的孔径为20μm～40μm。
[0016]更进一步的，本专利技术还提供一种污水同步脱氮除磷处理系统，其特征在于，包括依次连通的厌氧释磷区、铁碳耦合微生物自养反硝化区、厌氧氨氧化区、好氧曝气区和污泥沉淀区，上述的污水同步脱氮除磷处理用铁碳耦合微生物反应装置设置于铁碳耦合微生物自养反硝化区内。
[0017]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0018]1、本专利技术提供一种以灰渣、硅酸钠、聚四氟乙烯、尿素和蒙脱土为原料的铁碳耦合微生物膜载体材料，可充分利用灰渣中多种金属组分与碳之间的原电池效应实现微生物挂膜，具有孔结构丰富，易于挂膜和挂膜稳固性高的优点。
[0019]2、本专利技术的铁碳耦合微生物膜载体材料原料中，灰渣优选为高炉灰渣，具有来源广泛的特点，可充分实现以废制废，促进工业废弃物的循环利用。
[0020]3、本专利技术提供一种污水同步脱氮除磷处理用铁碳耦合微生物反应装置，包括将上述铁碳耦合微生物膜载体材料污水挂膜培养后得到铁碳耦合微生物膜材料，具有装置结构简单，易于推广应用的特点。
[0021]4、本专利技术提供污水同步脱氮除磷处理系统，包括上述铁碳耦合微生物反应装置，充分利用铁碳耦合生物自养反硝化与厌氧氨氧化，协同处理，不需要额外添加碳源，可有效解决低碳氮比污水有机碳源不足所导致的生物脱氮效率低的缺陷，减少碳足迹，节省运行成本，无二次污染产生。
[0022]下面结合附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0023]图1为应用例1的污水同步脱氮除磷处理用铁碳耦合微生物反应装置的结构示意图。
[0024]图2为应用例2的污水同步脱氮除磷处理系统的结构示意图。
[0025]附图标记说明
[0026]1—进流管；
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2—曝气装置；
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3—进气管；
[0027]4—空心圆台体；
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41—流体入口；
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5—取泥管；
[0028]6—不锈钢网；
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7—筒体；
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8—流体出口；
[0029]9—厌氧释磷区；
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10—铁碳耦合微生物自养反硝化区；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁碳耦合微生物膜载体材料，其特征在于，原料包括灰渣、硅酸钠、聚四氟乙烯、蒙脱土和尿素，所述原料中灰渣的质量百分含量为55％，尿素的质量百分含量为20％，硅酸钠的质量百分含量为12％，蒙脱土的质量百分含量为8％，聚四氟乙烯的质量百分含量为5％。2.根据权利要求1所述的一种铁碳耦合微生物膜载体材料，其特征在于，所述灰渣为高炉灰渣，所述高炉灰渣的粒径为200μm～400μm。3.一种制备如权利要求1所述的铁碳耦合微生物膜载体材料的方法，其特征在于，包括：步骤一、将灰渣、硅酸钠、聚四氟乙烯、尿素、蒙脱土和去离子水混合进行造粒，得到粒料；步骤二、将步骤一所述粒料置于管式炉中，在CO气氛中进行真空碳化，通入N2冷却至室温，得到铁碳耦合微生物膜载体材料。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤一所述粒料的粒径为20μm～200μm。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤一所述去离子水的质量为灰渣质量的5倍～10倍。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤二所述真空碳化具体包括：以6℃min
‑1～12℃min
‑1的升温速率升至300℃～500℃进行20min～40min的预热，然后以4℃min
‑1～7℃min
‑1的升温速率升至800℃～1400℃并保持1h～3h。7.一种污水同步脱氮除磷处理用铁碳耦合微生物反应装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱龙海，杨国祥，于再基，
申请(专利权)人：中化学朗正环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：