本發(fā)明涉及污水處理，具體涉及一種硫鐵耦合自養(yǎng)反硝化填料及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、農(nóng)業(yè)化肥使用和生活廢水排放會產(chǎn)生大量含氮、磷廢水，嚴重污染水體。須對氮、磷進行有效控制，防止其對環(huán)境和人體健康造成進一步危害。在含氮、磷廢水的處理過程中，先前的研究認為除氮和除磷是兩個獨立的過程，隨著進一步的研究，發(fā)現(xiàn)在缺氧條件下出現(xiàn)磷濃度下降的現(xiàn)象，之后的研究表明聚磷菌能在缺氧環(huán)境下以硝酸鹽為電子受體進行吸磷，且該現(xiàn)象相續(xù)被證實。20世紀90年代，kubat等發(fā)現(xiàn)在厭氧/缺氧運行的環(huán)境條件下，可以富集一種能夠以硝酸鹽或者氧氣為電子受體的兼性厭氧微生物，該微生物在反硝化的同時出現(xiàn)微量吸磷反應(yīng)，被定義為反硝化聚磷菌。最終，反硝化脫氮和生物除磷兩個個原本獨立的過程合二為一，不僅有效地克服了傳統(tǒng)生物脫氮除磷工藝中所出現(xiàn)的泥齡、碳源、硝化和反硝化、釋磷和吸磷之間的矛盾問題，而且可節(jié)省曝氣量和減少剩余污泥量，逐步被廣泛采用。
2、自養(yǎng)反硝化是在自養(yǎng)反硝化菌的作用下，以co32-、hco3-等為碳源，無機物s2-、s2o32-、fe等為電子供體，將no3--n、no2--n還原為n2。硫、鐵硫化物能被自養(yǎng)反硝化菌(如脫氮硫桿菌)利用，在缺氧和中性條件下將no3--n還原為n2；同時反硝化過程產(chǎn)生的酸能促進硫鐵礦的溶解，提供更多硫化物和fe2+作為電子供體。fe2+氧化產(chǎn)生fe3+，可與po43-反應(yīng)生成沉淀，達到同時去除氮、磷的目的。由上述反應(yīng)原理可知，在自養(yǎng)反硝化過程中，一方面需要提供硫、鐵作為自養(yǎng)反硝化電子供體，另一方面需要提供多孔材料作為自養(yǎng)反硝化菌的附著位點，在此基礎(chǔ)上，不斷獲得具有較高反應(yīng)效率的硫鐵耦合自養(yǎng)反硝化填料是當今污水處理的研究方向。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的是提供一種硫鐵耦合自養(yǎng)反硝化填料及其制備方法。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
3、本發(fā)明的第一方面，提供一種硫鐵耦合自養(yǎng)反硝化填料，所述的硫鐵耦合自養(yǎng)反硝化填料包括硫磺、菱鐵礦、活性炭和增強劑；
4、所述的增強劑為二氧化鈦或羥基磷灰石中至少一種。
5、進一步的，硫磺、菱鐵礦、活性炭和增強劑的質(zhì)量比為(50-100)g：(10-40)g：(1-20)g：(1-20)g。
6、進一步的，述的增強劑為二氧化鈦和羥基磷灰石。
7、進一步的，二氧化鈦和羥基磷灰石的質(zhì)量比為(0.5-5)g：1g。
8、本發(fā)明的第二方面，提供所述的硫鐵耦合自養(yǎng)反硝化填料的制備方法，包括如下步驟：
9、(1)菱鐵礦經(jīng)破碎、研磨、篩分獲得菱鐵礦微粉；
10、(2)對硫磺進行熔融處理，獲得具有非晶態(tài)特征的改性硫熔體；
11、(3)將菱鐵礦微粉、活性炭、增強劑按配比攪拌均勻，緩慢加至到融好的改性硫熔體中，邊加邊攪拌，得到混合料液；
12、(4)對得到混合料液進行滴落成球，得到硫鐵耦合自養(yǎng)反硝化填料。
13、進一步的，步驟(1)中，菱鐵礦中feco3含量≥92%，顆粒破碎至1-10mm，研磨時間為2-8h，篩分目數(shù)為50-200目。
14、進一步的，步驟(2)中，硫磺純度≥90%，熔融處理時，控制升溫速率為2-10?℃/min，在氮氣保護氛圍下將物料加熱至140-160?℃，持續(xù)恒溫攪拌15-60?min形成具有非晶態(tài)特征的改性硫熔體。
15、進一步的，步驟(3)中，攪拌10-20?min。
16、進一步的，步驟(4)中，對得到混合料液通過孔徑為1-10mm的滴落孔板進行滴落成球，滴落成球時用的冷卻水溫度為10-20℃。
17、本發(fā)明的第三方面，提供所述的硫鐵耦合自養(yǎng)反硝化填料的在含氮磷污水處理中的應(yīng)用。
18、本發(fā)明的有益效果：
19、本發(fā)明將二氧化鈦、羥基磷灰石混合獲得增強劑，將其與硫磺、菱鐵礦和活性炭復(fù)合，最終制得，得到硫鐵耦合自養(yǎng)反硝化填料。從sem圖像中可以看出該硫鐵耦合自養(yǎng)反硝化填料具有清晰可見的多孔結(jié)構(gòu)以及晶體結(jié)構(gòu)，多孔結(jié)構(gòu)可以使微生物更容易附著在填料表面，晶體結(jié)構(gòu)為菱鐵礦，既可以在反應(yīng)過程中有效的降低環(huán)境中ph的波動，又可以釋放出鐵離子去除水中磷酸鹽。加入由二氧化鈦和羥基磷灰石組成的增強劑，能顯著提升no3—n或po43—p的去除效果，在30天的反應(yīng)器測試中，其氮有效去除時間為711h、氮有效去除時間為683h，滿足污水處理的要求，可以作為新型填料進行推廣。
1.一種硫鐵耦合自養(yǎng)反硝化填料，其特征在于，所述的硫鐵耦合自養(yǎng)反硝化填料包括硫磺、菱鐵礦、活性炭和增強劑；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫鐵耦合自養(yǎng)反硝化填料，其特征在于，硫磺、菱鐵礦、活性炭和增強劑的質(zhì)量比為(50-100)g：(10-40)g：(1-20)g：(1-20)g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫鐵耦合自養(yǎng)反硝化填料，其特征在于，述的增強劑為二氧化鈦和羥基磷灰石。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硫鐵耦合自養(yǎng)反硝化填料，其特征在于，二氧化鈦和羥基磷灰石的質(zhì)量比為(0.5-5)g：1g。
5.權(quán)利要求1-4任一項所述的硫鐵耦合自養(yǎng)反硝化填料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
6.權(quán)利要求5所述的硫鐵耦合自養(yǎng)反硝化填料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，菱鐵礦中feco3含量≥92%，顆粒破碎至1-10mm，研磨時間為2-8h，篩分目數(shù)為50-200目。
7.權(quán)利要求5所述的硫鐵耦合自養(yǎng)反硝化填料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，硫磺純度≥90%，熔融處理時，控制升溫速率為2-10?℃/min，在氮氣保護氛圍下將物料加熱至140-160?℃，持續(xù)恒溫攪拌15-60?min形成具有非晶態(tài)特征的改性硫熔體。
8.權(quán)利要求5所述的硫鐵耦合自養(yǎng)反硝化填料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，攪拌10-20?min。
9.權(quán)利要求5所述的硫鐵耦合自養(yǎng)反硝化填料的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，對得到混合料液通過孔徑為1-10mm的滴落孔板進行滴落成球，滴落成球時用的冷卻水溫度為10-20℃。
10.權(quán)利要求1-4任一項所述的硫鐵耦合自養(yǎng)反硝化填料的在含氮磷污水處理中的應(yīng)用。