[发明专利]一种脱氮功能填料、填料球及装填方法和应用

说明书

本发明提供了一种脱氮功能填料，按质量百分比计，其包括30～50％的铁碳填料、20～40％的铁屑、20～40％的硫磺、5～20％的生物活性炭。本发明依托铁、硫新型自养反硝化工艺，污泥产生量低，通过硫铁耦合作用维持水体pH稳定，同时减少铁自养中铁基表面惰性膜产生和硫自养碱度消耗问题，同步利用生物活性炭官能团氧化还原性以及主体导电性和高比表面积生物活性，提高系统内生物量，增加系统脱氮效率，最终达到降低运行成本，满足水质要求目标。

技术领域

本发明属于水处理新材料技术领域，具体涉及一种脱氮功能填料、填料球及装填方法和应用。

背景技术

随着人类生活水平的日益提高，人类生产生活产生的含氮有机或无机化合物排放量增大，使得水体中的NO₃^--N污染日益严重，造成地表水质不断恶化，污染问题变得越来越严重。在全球范围内，地表水NO₃^--N污染的分布较为广泛且污染的程度日趋严重。NO₃^--N污染已经成为全球水体中最为常见的污染因子之一，是世界上最复杂的环境问题。水体中的NO₃^--N主要来自城市生活污水、工业废水、农村污水、垃圾渗滤液渗出等。

自然水体中过量的氮(N)、磷(P)等营养性无机盐超标的危害具体表现为以下几个方面：1、水体富营养化，引起水生生物死亡，破坏水生态；2、危及动植物生存，改变植物根系水源渗透压，引起动物缺氧性中毒等；3、影响人类的健康，抑制血液输氧能力，诱发癌症，甚至危及生命等。

因此研究开发经济、高效的废水脱氮处理技术，已成为水污染控制工程领域的重点和热点。

目前根据去除方法的不同，大体上可将NO₃^--N的去除方法分为物理法、化学法以及生物法。

其中物理方法去除NO₃^--N主要包括膜分离法、离子交换法、吸附法等通过依托物理反应过程的技术。

膜分离法主要依托膜的过滤作用实现水与溶质的分离，通过施加包括机械压力或者电动势能的方式使得水分子或者特定阴阳离子透过膜组件实现分离去除NO₃^--N。该技术属于分离技术，能够产生低NO₃^--N含量出水，同时会产生高NO₃^--N浓度尾水。其优势在于产水水质好，基本能够去除水体全部目标污染物，但是其不足同样明显，在处理高浓度尾水时能力不足，处理成本及能源消耗量极大。

离子交换法主要是利用碱性阴离子树脂的交换能力，通过将Cl^-或HCO₃^-与NO₃^--N交换从而去除水体中的NO₃^--N。离子交换过程是含有NO₃^--N的水体在穿过离子交换树脂填充床的过程中发生离子交换作用。离子交换树脂法方法具有操作方便，处理效果较好，同时受周围环境影响较小等优势，在环境较为恶劣条件下，处理少量废水时具有优势，但是，当离子交换树脂吸附饱和后需要对吸附材料更换或再生处理，增加了处理成本，影响了离子交换技术的推广和应用。

与离子交换法类似，吸附法同样通过利用一些具有较大吸附容量和比表面积的材料来吸附NO₃^--N，从而实现NO₃^--N的去除。其吸附饱和后同样需要对吸附材料进行再生处理，影响系统长期稳定运行，只能适用于恶劣环境下少量污水处理。