[发明专利]可实现废水同步去除氨氮和总氮的水处理填料

说明书

本发明公开了一种可实现废水同步去除氨氮和总氮的水处理填料，填料整体呈圆柱形的嵌套结构，分为外套层和内嵌层，外套层由外套层物料发泡共混形成，所述外套层物料包括低密度聚乙烯LDPE、玄武岩纤维、纳米碳酸钙粉，内嵌层由内嵌层物料共混形成，所述的内嵌层物料包括聚丁酸丁二醇酯PBS和改性竹粉；所述嵌套结构使外套层存在可供微生物聚集的孔洞结构、向外延伸的毛发状结构，在好氧及高水力剪切条件下，形成表面紊流环境，并使内嵌层处于交替的富氧‑微好氧‑缺氧环境。本填料可同步完成氨氮和总氮的去除,其运行成本相对较低，可原位提升废水处理设施的单位氮容积负荷，并可有效缓解实际工艺运行的中氮磷同步去除的工艺参数选择矛盾。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，确切的说涉及一种可实现废水同步去除氨氮和总氮的水处理填料。

背景技术

随着经济快速发展，工农业废水所造成的环境污染日益严重，实现废水的完全达标处理排放势在必行。然而，由于处理过程不同种类功能菌群存在特性差异，导致其相关运行过程需提供“空间”或“时间”区别以满足上述差异。在“空间”差异上，典型如A/O、A₂O工艺，通过分开设置好氧池、缺氧池、厌氧池等，实现硝化菌（氨氮去除）与反硝化菌（总氮去除）的单独生长。在“时间”差异上，典型如SBR工艺，通过在唯一处理池内不同时间段的曝气和停曝操作，产生时间序列差异的好氧段、缺氧段和厌氧段，从而满足硝化菌（氨氮去除）与反硝化菌（硝酸盐氮去除）的生长。

然而，上述工艺虽已在生产实践中大量运行，但其仍面临一定局限。如A/O等工艺需设置不同处理池，导致占地面积相对较大，不利于旧设施提标改造；而SBR工艺则对运行管理的人员素质操作水平要求较高。此外，由于不同的功能微生物的自身生理特性差异，如自养型的硝化菌，异养型的反硝化菌等世代时间较长；而除磷菌世代时间较短，则在具体的工艺运行上为实现脱氮除磷仍面临参数选择矛盾。

为解决上述问题，在废水处理的污泥工艺上增加生物膜成为一种可行方案。生物膜工艺是一种依靠提供载体，使微生物在其上聚集生长为生物膜而实现废水强化处理的工艺。其典型工艺为生物接触氧化、移动床生物膜工艺（MBBR）等。但目前已有的填料或功能相对单一，基本采用如聚乙烯等材料制作好氧处理填料，实现硝化（氨氮去除）的功能；或在机械强度及成本控制方面尚不理想，如采用天然有机物（如淀粉等）及可降解聚酯（聚乳酸、聚己内酯等）实现反硝化功能（总氮去除）。

发明内容

鉴于上述问题，本发明旨在提供一种可实现废水同步去除氨氮和总氮的水处理填料，该填料可有效提升废水处理设施的单位氮容积负荷，同步完成氨氮和总氮的去除，其运行成本相对较低，并可有效缓解实际工艺运行的中氮磷同步去除的工艺参数选择矛盾。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种可实现废水同步去除氨氮和总氮的水处理填料，填料整体呈圆柱形的嵌套结构，分为外套层和内嵌层，外套层由外套层物料发泡共混形成，所述外套层物料包括低密度聚乙烯LDPE、玄武岩纤维、纳米碳酸钙粉，内嵌层由内嵌层物料共混形成，所述的内嵌层物料包括聚丁酸丁二醇酯PBS和改性竹粉；所述嵌套结构使外套层存在可供微生物聚集的孔洞结构、向外延伸的毛发状结构，在好氧及高水力剪切条件下，形成表面紊流环境，并使内嵌层处于交替的富氧-微好氧-缺氧环境。

所述的外套层直径8mm，高度10mm；内嵌层直径4mm，高度10mm。

所述的外套层物料按质量采用聚乙烯LDPE 55-75份、纳米碳酸钙粉10-18份、玄武岩纤维10-20份、硅烷偶联剂2-3份、偶氮二甲酰胺（发泡剂）2-4.5份，尿素（助发泡剂）0.5-1份。

所述的内嵌层物料按质量采用聚丁酸丁二醇酯（PBS）30-70份，400目改性竹粉30-50份，单烷氧基焦磷酸酯（偶联剂）2-3份，次亚磷酸（热稳定剂）0.5-1份。