【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境功能材料及污水处理，具体涉及一种针对微塑料末端处理的半永久丝状硫自养填料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、微塑料(mps)一般是指当量直径小于5毫米的塑料，来源广泛，种类繁杂。一般而言，对于较大的微塑料颗粒，在污水处理中往往大部分会随着污泥沉降下来，从而脱离水循环。而对于较小的微塑料颗粒，例如小于50微米的细小微塑料颗粒(或丝状塑料)，则难以从水中去除。
2、目前，在人体和各类水体中均已发现有微塑料的存在，并进入到各个与生物圈相关的循环中。例如，在食物链中随着动物进食和进水而形成微塑料累积，并不断循环。同时，微塑料也可以在人体的血液系统中不断循环，进而在某个组织或细小血管中堆积。一般而言，微塑料并不会直接对人体造成化学伤害，通常是由于大量累积而导致动物某组织或血管堵塞，产生可怕的后果，而能够进入血液系统的微塑料，往往就是细小难以肉眼可见的微塑料。
3、微塑料进入水体中的原因有很多，相对于偌大的自然水体而言，人类更能够把握的是污水厂和自来水厂的水质安全。对于水循环而言，人们生产生活中产生的微塑料绝大多数的循环起点在于水体污染，其中除了水体垃圾的直接污染以外，也有部分是土壤中的塑料由于降解而随地下水或雨水冲刷汇入水体，从而进入到水循环中。因此，对于水中的微塑料的有效控制方法，或许在污水厂和自来水厂中可以找到更加合适的管控方法。
4、硫自养反硝化是一种自养型脱氮工艺技术，具有无需添加碳源的优点，目前市面上应用的硫自养主要是通过制备含硫填料的方法进行的，特点各异。但总体而言，仍存在
5、市政污水存在大量的细小微塑料难以从水中去除，且化学需氧量∶总氮(c/n)低，需要额外投加大量碳源。而且，对于市政污水厂而言，以脱氮除磷为主要作用，而微塑料的去处仅作为附带作用，导致大多数市政污水厂每年仍会排放大量的微塑料进入自然水体。此外，目前的微塑料处理方法主要是物理截留法和物理化学沉淀法，成本较高，需要独立建造新的构筑物，额外占用更多的用地面积。因此，目前仍缺少可以同时去除微塑料和总氮两大类难题的工艺技术。硫自养菌的种类有许多，在同一厌氧系统中，含硫化物浓度高的条件下，硫循环可在一个反应器中小规模集成，所以单一厌氧硫反应器中的微生物系统是非常复杂的，使用硫磺所驯化的污泥其微生物群落丰度较高的往往是硫氧杆菌属，该菌无法快速形成较为良好的生物膜和菌胶团，不能针对细小微塑料做深度过滤。而硫丝状菌可以形成更为良好且稳定的生物膜和菌胶团，自然形成一个透水过滤生物膜层，有望实现拦截细小微塑料颗粒的目的。因此，有必要开发一种针对微塑料末端处理的丝状硫自养填料。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提出了一种针对微塑料(mps)末端处理的半永久丝状硫自养填料，可以有效去除市政污水厂中残留的大量细小微塑料，并进一步提高微生物的脱氮能力，具有重要的应用价值。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、本专利技术第一方面提供了一种半永久丝状硫自养填料，所述半永久丝状硫自养填料的制备原料包括硫化钠、腐殖酸，硅酸盐水泥、熟石灰、硫铁矿、市政污水厂污泥、壳聚糖、铝粉和水。
4、优选地，所述硅酸盐水泥、熟石灰、硫铁矿、市政污水厂污泥、腐殖酸、铝粉、壳聚糖的质量比为100-150∶100-150∶50-100∶300-500∶10-20∶1-3∶0.5-1。
5、优选地，所述水的用量为硅酸盐水泥、熟石灰、硫铁矿、市政污水厂污泥、腐殖酸、铝粉和壳聚糖总质量的0.6-0.8。
6、优选地，腐殖酸的分子量范围为1000-4000。
7、优选地，硅酸盐水泥的强度级别为32.5r-52.5r。
8、优选地，硫铁矿和熟石灰的大小为200-400目。
9、优选地，市政污水厂污泥的含水率在20％-50％之间。
10、本专利技术第二方面提供了第一方面所述的半永久丝状硫自养填料的制备方法，包括以下步骤：
11、s1、用水将铝粉制成铝粉悬浊液；
12、s2、将硅酸盐水泥、熟石灰和硫铁矿粉加入水中，搅拌混匀后再加入铝粉悬浊液，继续充分搅拌至均匀，最后倒入多圆球模具中，封装固定形状；
13、s3、将做好的模具放入恒温恒湿箱中，静置3-6小时后，得到形状固定的生物填料胚体；
14、s4、将胚体放入蒸压反应釜中，继续静置，得到生物填料基体；
15、s5、将壳聚糖配制成均匀粘液后，加入市政污水厂污泥和腐殖酸，充分搅拌均匀后再加入熟石灰，继续充分搅匀，制得生物填料中间层粘液；
16、s6、将s4的生物填料基体取出，根据模具定型，将基体拆散为一粒粒的球状填料，然后将s5的生物填料中间层粘液均匀涂抹在粗糙的球状填料基体上；
17、s7、趁中间层粘液尚未凝固失水时，将涂抹了中间层粘液的球状填料基体迅速裹上一层薄熟石灰粉，使粘液渗出将石灰粉浸润，最后静置1-3小时，确定中间层粘液渗出将石灰粉浸润，再烘干，即得到生物填料半成品；
18、s8、将硫化钠配制成8-12％的硫化钠溶液，采用多次雾化喷淋的方式，将硫化钠溶液较为均匀而少量地附着在生物填料半成品中，每4小时喷淋一次，总计喷淋5次，喷淋周期总计24小时，使用硫化钠溶液对表面填料进行改性后，静置等待2-5天，再用水将表面杂质洗净，最后烘干，即制得半永久丝状硫自养填料。
19、优选地，s1中，铝粉悬浊液的质量浓度为20％-50％。
20、优选地，s3中，恒温恒湿箱中静置的温度为40℃-60℃，湿度为95％以上，时间为3-6小时。
21、优选地，s4中，蒸压反应釜中静置的温度为180℃-190℃，时间为6-8小时。
22、优选地，s6将生物填料中间层粘液涂抹在球状填料基体上的厚度为2-4毫米。
23、优选地，s7制作熟石灰粉裹层的过程重复2-5次，直至石灰粉裹层的厚度为2-4mm。
24、本专利技术第二方面提供了第一方面所述的半永久丝状硫自养填料在微塑料末端处理中的应用，具体为：将第一方面所述的半永久丝状硫自养填料放入厌氧生物反应器中，通过内回流使反应器形成较为均匀的布水条件后，再加入市政污水厂的厌氧池污泥，然后进行原位驯化，驯化完成后即可用于处理微塑料。
25、本专利技术主要采用微生物与填料结合针对细小微塑料起到有效的拦截作用，主要用到的菌属有贝氏硫菌属(beggiatoa)和硫发菌属(thiothrix)，通过半定向筛菌优筛此两类菌属，从而达到有效过滤微塑料和脱氮的作用。
26、本专利技术制备的填料属于半永久型填料，在合理的使用以及养护条件下，更换时间可长达3-5年，且填料属于轻质改性填料，更换简单，不易本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种半永久丝状硫自养填料，其特征在于，所述半永久丝状硫自养填料的制备原料包括硫化钠、腐殖酸，硅酸盐水泥、熟石灰、硫铁矿、市政污水厂污泥、壳聚糖、铝粉和水。
2.根据权利要求1所述的一种半永久丝状硫自养填料，其特征在于，所述硅酸盐水泥、熟石灰、硫铁矿、市政污水厂污泥、腐殖酸、铝粉、壳聚糖的质量比为100-150∶100-150∶50-100∶300-500∶10-20∶1-3∶0.5-1。
3.根据权利要求1所述的一种半永久丝状硫自养填料，其特征在于，所述水的用量为硅酸盐水泥、熟石灰、硫铁矿、市政污水厂污泥、腐殖酸、铝粉和壳聚糖总质量的0.6-0.8。
4.根据权利要求1所述的一种半永久丝状硫自养填料，其特征在于，腐殖酸的分子量范围为1000-4000，硅酸盐水泥的强度级别为32.5R-52.5R，硫铁矿和熟石灰的大小为200-400目，市政污水厂污泥的含水率在20％-50％之间。
5.权利要求1-4任一项所述的半永久丝状硫自养填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的半永久丝状硫自养填料的制
7.根据权利要求5所述的半永久丝状硫自养填料的制备方法，其特征在于，S3中，恒温恒湿箱中静置的温度为40℃-60℃，湿度为95％以上，时间为3-6小时。
8.根据权利要求5所述的半永久丝状硫自养填料的制备方法，其特征在于，S4中，蒸压反应釜中静置的温度为180℃-190℃，时间为6-8小时。
9.根据权利要求5所述的半永久丝状硫自养填料的制备方法，其特征在于，S6将生物填料中间层粘液涂抹在球状填料基体上的厚度为2-4毫米，S7制作熟石灰粉裹层的过程重复2-5次，直至石灰粉裹层的厚度为2-4mm。
10.权利要求1-4任一项所述的半永久丝状硫自养填料在微塑料末端处理中的应用，其特征在于，将权利要求1-4任一项所述的半永久丝状硫自养填料放入厌氧生物反应器中，通过内回流使反应器形成较为均匀的布水条件后，再加入市政污水厂的厌氧池污泥，然后进行原位驯化，驯化完成后即可用于处理微塑料。
...【技术特征摘要】
1.一种半永久丝状硫自养填料，其特征在于，所述半永久丝状硫自养填料的制备原料包括硫化钠、腐殖酸，硅酸盐水泥、熟石灰、硫铁矿、市政污水厂污泥、壳聚糖、铝粉和水。
2.根据权利要求1所述的一种半永久丝状硫自养填料，其特征在于，所述硅酸盐水泥、熟石灰、硫铁矿、市政污水厂污泥、腐殖酸、铝粉、壳聚糖的质量比为100-150∶100-150∶50-100∶300-500∶10-20∶1-3∶0.5-1。
3.根据权利要求1所述的一种半永久丝状硫自养填料，其特征在于，所述水的用量为硅酸盐水泥、熟石灰、硫铁矿、市政污水厂污泥、腐殖酸、铝粉和壳聚糖总质量的0.6-0.8。
4.根据权利要求1所述的一种半永久丝状硫自养填料，其特征在于，腐殖酸的分子量范围为1000-4000，硅酸盐水泥的强度级别为32.5r-52.5r，硫铁矿和熟石灰的大小为200-400目，市政污水厂污泥的含水率在20％-50％之间。
5.权利要求1-4任一项所述的半永久丝状硫自养填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
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【专利技术属性】
技术研发人员：朱识芝，陈之均，邓景永，卢峥，
申请(专利权)人：深圳市臻鼎环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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