公布日：2022.02.01

申请日：2021.12.31

分类号：C02F3/28(2006.01)I;C02F3/30(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N

摘要

本发明公开了一种污水自养反硝化脱氮处理工艺，属于污水处理领域，具体涉及一种铁基质载体，包括采用月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠对碳纤维改性制成改性碳纤维，采用十二烷基三甲基溴化铵对沸石改性制成改性沸石，含有改性碳纤维与改性沸石的聚氨酯泡沫用于制备铁基质载体，然后将铁基质载体用于自养反硝化池中用于污水脱氮处理。本发明得到的聚氨酯泡沫的吸油倍数增加，吸油倍数为10‑13；聚氨酯泡沫的拉伸强度提高，拉伸强度为0.16‑0.22MPa；本发明的脱氮处理工艺对硝氮及总氮的清除效果佳。

权利要求书

1.一种污水自养反硝化脱氮处理工艺，包括：污水分别经好氧处理池、中间沉淀池、自养反硝化池脱氮处理后得到脱氮后的水；所述自养反硝化池中接种含有自养反硝化菌的活性污泥，所述自养反硝化池中使用铁基质载体，所述铁基质载体由硫铁矿颗粒、聚氨酯泡沫、粘合剂、液体剂混合造粒后煅烧得到，所述聚氨酯泡沫中含有改性碳纤维和改性沸石；所述改性碳纤维由月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠对碳纤维改性制成，所述改性沸石由十二烷基三甲基溴化铵对沸石改性制成；所述聚氨酯泡沫的制备中，将异氰酸酯复合液加入多元醇混合液中，搅拌混合均匀，发泡，然后在50~80℃的温度下处理12~36h得到聚氨酯泡沫；所述异氰酸酯复合液的配制中，将改性碳纤维、改性沸石加入异氰酸酯中，搅拌混合均匀，得到异氰酸酯复合液；所述异氰酸酯为PAPI，改性碳纤维的使用量为异氰酸酯的0.5~4wt%，改性沸石的使用量为异氰酸酯的1~6wt%；所述多元醇混合液的配制中，将多元醇、催化剂、稳定剂、发泡剂、扩链剂混合，搅拌均匀，得到多元醇混合液；所述多元醇为聚醚多元醇N220，催化剂为三乙醇胺和二月桂酸二丁锡的混合物，催化剂中含有50~80wt%的二月桂酸二丁锡，催化剂的使用量为多元醇的1~5wt%，稳定剂为二甲基硅油，稳定剂的使用量为多元醇的0.6~2.1wt%，发泡剂为水，发泡剂的使用量为多元醇的3~7wt%，扩链剂为4~羟基丁醇，扩链剂的使用量为多元醇的3~9wt%；所述铁基质载体制备中，将硫铁矿颗粒、聚氨酯泡沫、粘合剂、液体剂混合造粒，300~500℃的温度下煅烧1~3h，得到铁基质载体；所述粘合剂为淀粉，所述液体剂为去离子水；所述聚氨酯泡沫的使用量为硫铁矿颗粒的20~40wt%；粘合剂的使用量为硫铁矿颗粒的10~30wt%；液体剂的使用量为硫铁矿颗粒的60~100wt%。

2.根据权利要求1所述的一种污水自养反硝化脱氮处理工艺，其特征是：所述好氧处理池接种含有氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的活性污泥。

3.根据权利要求1所述的一种污水自养反硝化脱氮处理工艺，其特征是：所述铁基质载体填充于固定床中，以固定床的形式使用。

4.权利要求1中的铁基质载体。

5.权利要求1中所述的铁基质载体在污水处理的用途，所述改性碳纤维由月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠对碳纤维改性制成，所述改性沸石由十二烷基三甲基溴化铵对沸石改性制成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种脱氮效果好的污水自养反硝化脱氮处理工艺。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

一种污水自养反硝化脱氮处理工艺，包括：污水分别经好氧处理池、中间沉淀池、自养反硝化池脱氮处理后得到脱氮后的水；自养反硝化池中接种含有自养反硝化菌的活性污泥，自养反硝化池中使用铁基质载体，铁基质载体由硫铁矿颗粒、聚氨酯泡沫、粘合剂、液体剂混合造粒后煅烧得到，聚氨酯泡沫中含有改性碳纤维和改性沸石；改性碳纤维由月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠对碳纤维改性制成，改性沸石由十二烷基三甲基溴化铵对沸石改性制成。

优选地，好氧处理池接种含有氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的活性污泥。

优选地，铁基质载体填充于固定床中，以固定床的形式使用。

优选地，粘合剂为淀粉。

优选地，聚氨酯泡沫的使用量为硫铁矿颗粒的20~40wt%。

优选地，粘合剂的使用量为硫铁矿颗粒的10~30wt%。

优选地，污水通过进水系统进入好氧处理池，将污水中的氨氮氧化为硝酸盐；通过好氧处理池的污水进入中间沉淀池，将带出的非水溶性物质沉淀后排出；通过中间沉淀池的污水进入自养反硝化池，将硝酸盐还原成氮气；将处理后的水排出。

优选地，好氧处理池中，接种活性污泥，活性污泥中含有氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌。

更优选地，好氧处理池中设置曝气系统，为有机生物膜载体上富集的微生物提供充足的氧气。

优选地，自养反硝化池中，使用铁基质载体，接种活性污泥，活性污泥中含有自养反硝化菌。自养反硝化池中设置限氧系统，为铁基质载体上富集的微生物提供无氧条件。

更优选地，限氧系统可以监测自养反硝化池中溶解氧浓度，当溶解氧浓度过高时，限氧系统自动调节曝气量，以保障自养反硝化反应所需要的溶解氧环境，控制溶解氧浓度在3mg/L以下即可。

优选地，发明的脱氮处理工艺包括铁基质载体的制备方法。

更优选地，多元醇混合液的配制中，将多元醇、催化剂、稳定剂、发泡剂、扩链剂混合，搅拌均匀，得到多元醇混合液。

更进一步优选地，多元醇混合液的配制中，多元醇为聚醚多元醇N220。

更进一步优选地，多元醇混合液的配制中，催化剂为三乙醇胺和二月桂酸二丁锡的混合物，催化剂中含有50~80wt%的二月桂酸二丁锡，催化剂的使用量为多元醇的1~5wt%。

更进一步优选地，多元醇混合液的配制中，稳定剂为二甲基硅油，稳定剂的使用量为多元醇的0.6~2.1wt%。

更进一步优选地，多元醇混合液的配制中，发泡剂为水，发泡剂的使用量为多元醇的3~7wt%。

更进一步优选地，多元醇混合液的配制中，扩链剂为4~羟基丁醇，扩链剂的使用量为多元醇的3~9wt%。

更优选地，多元醇混合液中可以加入功能剂，功能剂为碳酸二邻甲苯酯，功能剂的使用量为多元醇的0.5~3wt%。本发明发现，在制备聚氨酯泡沫中进一步使用碳酸二邻甲苯酯后，与其他试剂的共同使用下，得到的聚氨酯泡沫的吸油性能更高，拉伸强度进一步提高，并且采用该聚氨酯泡沫制备的铁基质载体后，用于脱氮处理工艺中，进一步提高了硝氮的去除率，具有更佳的污水处理效果。

更优选地，改性碳纤维的制备中，将碳纤维加入混合清洗液中超声处理6~18h，取出，干燥，然后将碳纤维加入改性溶液中，超声处理3~12h，取出，在80~100℃的温度下烘干，得到改性碳纤维。

更进一步优选地，改性碳纤维的制备中，混合清洗液由丙酮和去离子水混合而成，混合清洗液中丙酮的含量为60~80wt%。

更进一步优选地，改性碳纤维的制备中，碳纤维的使用量为混合清洗液的10~30wt%。

更进一步优选地，改性碳纤维的制备中，改性溶液由月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠加入去离子水中混合制备，改性溶液中月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠的含量为3~8wt%。

更进一步优选地，改性碳纤维的制备中，碳纤维的使用量为改性溶液的10~30wt%。

更优选地，改性沸石的制备中，将沸石采用去离子水洗涤，干燥，然后将沸石加入改性溶液中，超声处理2~6h，取出，在40~80℃的温度下烘干，然后在300~500℃的温度下煅烧处理1~3h，得到改性沸石。

更进一步优选地，改性沸石的制备中，改性溶液由十二烷基三甲基溴化铵加入去离子水中混合制备，改性溶液中十二烷基三甲基溴化铵的含量为2~10wt%。

更进一步优选地，改性沸石的制备中，沸石的使用量为改性溶液的10~50wt%。

更优选地，异氰酸酯复合液的配制中，将改性碳纤维、改性沸石加入异氰酸酯中，搅拌混合均匀，得到异氰酸酯复合液。

更进一步优选地，异氰酸酯复合液的配制中，异氰酸酯为PAPI。

更进一步优选地，异氰酸酯复合液的配制中，改性碳纤维的使用量为异氰酸酯的0.5~4wt%。

更进一步优选地，异氰酸酯复合液的配制中，改性沸石的使用量为异氰酸酯的1~6wt%。

更优选地，聚氨酯泡沫的制备中，将异氰酸酯复合液加入多元醇混合液中，搅拌混合均匀，发泡，然后在50~80℃的温度下处理12~36h得到聚氨酯泡沫。本发明将改性碳纤维和改性沸石用于制备聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫制备过程中产生气体，形成泡孔结构，而混合使用的改性碳纤维和改性沸石共同复合于聚氨酯泡沫中，使聚氨酯泡沫的拉伸强度提高，并且由于改性碳纤维、改性沸石可以部分在聚氨酯泡沫内部，可以部分裸露于聚氨酯泡沫的表面，在泡孔中形成交叉结构，进一步增强聚氨酯泡沫的吸附性能，聚氨酯泡沫的泡孔结构在用于制备铁基质载体后，可以使自养反硝化菌更好的挂膜，在制备得到的铁基质载体的结构下，可以提供更高使自养反硝化菌发挥作用的反应点，提高对污水中硝氮的去除效果。

更进一步优选地，聚氨酯泡沫的制备中，异氰酸酯复合液的使用量为多元醇混合液的120~160wt%。

更优选地，铁基质载体制备中，将硫铁矿颗粒、聚氨酯泡沫、粘合剂、液体剂混合造粒，300~500℃的温度下煅烧1~3h，得到铁基质载体。

更进一步优选地，铁基质载体制备中，聚氨酯泡沫的使用量为硫铁矿颗粒的20~40wt%。

更进一步优选地，铁基质载体制备中，粘合剂为淀粉，粘合剂的使用量为硫铁矿颗粒的10~30wt%。

更进一步优选地，铁基质载体制备中，液体剂为去离子水，液体剂的使用量为硫铁矿颗粒的60~100wt%。

本发明公开了一种聚氨酯泡沫的制备方法，包括：将改性碳纤维、改性沸石混合于异氰酸酯中得到异氰酸酯复合液；将催化剂、稳定剂、发泡剂、扩链剂混合于多元醇中得到多元醇混合液；将异氰酸酯复合液与多元醇混合液通过发泡处理得到聚氨酯泡沫；改性碳纤维由月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠对碳纤维改性制成，改性沸石由十二烷基三甲基溴化铵对沸石改性制成。

本发明公开了上述方法制备得到的聚氨酯泡沫。

本发明公开了一种铁基质载体，包括：由包含上述聚氨酯泡沫的原料经混合造粒后煅烧得到。

本发明公开了改性碳纤维和改性沸石在制备载体和/或污水处理的用途。

本发明采用月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠对碳纤维改性制成改性碳纤维，采用十二烷基三甲基溴化铵对沸石改性制成改性沸石，含有改性碳纤维与改性沸石的聚氨酯泡沫用于制备铁基质载体，然后将铁基质载体用于自养反硝化池中用于污水脱氮处理，本发明中得到的产物及脱氮处理工艺具有如下有益效果：聚氨酯泡沫的吸油倍数增加，吸油倍数为10~13；聚氨酯泡沫的拉伸强度提高，拉伸强度为0.16~0.22MPa；脱氮处理工艺对硝氮及总氮的清除效果佳。因此，本发明是一种脱氮效果好的污水自养反硝化脱氮处理工艺。

（发明人：路青;王静霞;邵东旭;高洁;王永锋;易向阳）