一种去除地下水中硝酸盐的硫自养材料及其制造方法与流程

本发明涉及环保技术领域，具体的说是一种去除地下水中硝酸盐的硫自养材料及其制造方法。

背景技术：

我国农村地区普遍使用浅层地下水，过量化肥施用、生活垃圾与畜禽粪便渗滤液等造成地下水硝酸盐污染并逐年恶化。水中硝酸盐浓度过高会诱发癌症，导致新生儿容易患高铁红血蛋白症。硝酸盐也可以对作物和牲畜产生影响。常规的硝酸盐去除技术包括物理方法、化学方法和生物法。其中物理方法不能彻底去除硝酸盐，且有二次污染；化学方法存在反应复杂，难以控制，能耗高的缺点。

生物法脱氮是最为经济有效的一种脱氮方法，分为异养反硝化技术和自养反硝化技术，其中异养反硝化其主要利用反硝化菌在缺氧状态下，把水中no3-和no2-转化为n2，从而降低水中nox-浓度，需要投入有机物，投加量不准确容易引起二次污染。现有的生物反硝化法仍存在工艺复杂、运行管理要求高、反硝化速度慢、所需反应器体积庞大、建设费用高等缺点。硫自养反硝化通常在缺氧或厌氧的条件下利用硫磺或还原性的金属硫化物为电子供体，通过还原态的硫获取能量，同时以硝酸盐为电子受体并将其还原为氮气，完成自养反硝化过程。在实际地下水硝酸盐处理应用中，大部分都处于低碳状态，这项技术避免了投加碳源污染水环境的风险，也减少了后续处理工艺。

填料可以为微生物提供附着的表面和内部空间，提高反应器微生物的丰度。同时，填料对水流有强制性的紊动作用，使水流在反应器横截面下分布更为均匀对水中的悬浮物有一定的截留作用。因此，未来在水处理领域开发合适的生物填料是生物脱氮技术推广应用的前提。

技术实现要素：

针对现有技术不足，本发明提供一种去除地下水中硝酸盐的硫自养材料及其制造方法。通过自养反硝化实现反硝化脱氮的一种新型脱氮技术，具有无需外加碳源，节约成本，无二次污染，产生污泥量少等优点。

本发明提供的一种去除地下水中硝酸盐的硫自养材料及其制造方法是通过以下技术方案实现的：

一种去除地下水中硝酸盐的硫自养材料，由以下重量份的原料组成，还原性单质硫30-40份，碳酸钙20-30份，硅藻土35-45份。

优选的，所述材料为表面粗糙的块状。

优选的，包含所述还原性单质硫35份，碳酸钙25份，硅藻土40份。

一种去除地下水中硝酸盐的硫自养材料制造方法，包括以下步骤:

a.按上述重量配比分别称取还原性单质硫、碳酸钙材料和硅藻土材料，粉碎至50-150目，并混合均匀；

b.加热至100-200℃进行焙烧，时间为2-4h；

c.制作成粒径为1cm-2cm的小块状，自然冷却至室温。

本发明的有益效果是：

本产品添加硅藻土作为粘合添加剂，具有多种优良性质，可以提高硫自养去除硝酸盐的去除率。硅藻土作为载体的主要成分是sio2，实验表明，sio2对活性组分起稳定作用，且随k2o或na2o含量的增加而加强。催化剂的活性还与载体的分散度及孔结构有关。硅藻土用酸处理后，氧化物杂质含量降低，sio2含量增高，比面积和孔容也增大，所以用精制的硅藻土上的载体效果比天然硅藻土好。

显微镜下可观察到天然硅藻土的特殊多孔性构造，这种微孔结构是硅藻土具有特殊理化性质的原因,多孔结构易于微生物的附着生长。不含有害化学物质硅藻土还具有消除异味的功能。研究和实验结果表明，硅藻土能起到除臭剂的作用，这对于水处理过程中有一定的除臭效果。

本材料具有无需外加碳源，节约成本，无二次污染，产生污泥量少的优点。

附图说明

图1是个实施例中硝酸盐去除情况图。

具体实施方式

下面将通过实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种去除地下水中硝酸盐的硫自养材料，由以下重量份的原料组成，还原性单质硫30份，碳酸钙20份，硅藻土35份。

优选的，所述材料为表面粗糙的块状。

实施例2

一种去除地下水中硝酸盐的硫自养材料，由以下重量份的原料组成，还原性单质硫35份，碳酸钙25份，硅藻土40份。

实施例3

一种去除地下水中硝酸盐的硫自养材料，由以下重量份的原料组成，还原性单质硫40份，碳酸钙30份，硅藻土45份。

实施例4

一种去除地下水中硝酸盐的硫自养材料制造方法，包括以下步骤:

a.按上述重量配比分别称取还原性单质硫、碳酸钙材料和硅藻土材料，粉碎至50-150目，并混合均匀；

b.加热至100-200℃进行焙烧，时间为2-4h；

c.制作成粒径为1cm-2cm的小块状，自然冷却至室温。

以上所述实施例仅表示本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。

试验例

a.下述试验例中取自污水处理厂的厌氧污泥，接种到液体培养基中，其中培养基中含有硫、硝酸盐氮以及其他营养物质，进行硫自养反硝化微生物的驯化，筛选出优势菌群，按照(3d、2d、1d、1d......)的周期更换培养基,直至硝酸盐的去除率达到95％以上，被视为驯化成功，进行下述实验。

b.试验方法：

在3个250ml灭菌锥形瓶分别加入150ml30mg/l的硝酸盐水溶液，加入10ml上述对数生长期的菌液，分别称取5g实例1～3制备的材料，c/n＝1.2～2，ph＝7，用封口膜封口，在30℃、50rpm条件下于恒温震荡培养箱中培养，溶解氧浓度为1.5～2mg/l,取上清液测定硝酸盐氮的含量，其含量测定采用紫外线分光光度法。

c.结果如下：

当水力停留时间为2h时，采用实施例1、2、3和4的硝酸盐去除率都达到90％以上，分别为87.1％、91.6％和92.3％。如图1所示。

技术特征：

1.一种去除地下水中硝酸盐的硫自养材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：还原性单质硫30-40份，碳酸钙20-30份，硅藻土35-45份。

2.根据权利要求1所述的一种去除地下水中硝酸盐的硫自养材料，其特征在于:所述材料为表面粗糙的块状。

3.根据权利要求1所述的一种去除地下水中硝酸盐的硫自养材料，其特征在于:包含还原性单质硫35份，碳酸钙25份，硅藻土40份。

4.一种去除地下水中硝酸盐的硫自养材料制造方法，其特征在于，包括以下步骤:

a.按上述重量配比分别称取还原性单质硫、碳酸钙材料和硅藻土材料，粉碎至50-150目，并混合均匀；

b.加热至100-200℃进行焙烧，时间为2-4h；

c.制作成粒径为1cm-2cm的小块状，自然冷却至室温。

技术总结
本发明涉及一种去除地下水中硝酸盐的硫自养材料，由以下重量份的原料组成，还原性单质硫30‑40份，碳酸钙20‑30份，硅藻土35‑45份。其制造方法包括以下步骤:a.按上述重量配比分别称取还原性单质硫、碳酸钙材料和硅藻土材料，粉碎至50‑150目，并混合均匀；b.加热至100‑200℃进行焙烧，时间为2‑4h；c.制作成粒径为1cm‑2cm的小块状，自然冷却至室温。本材料具有无需外加碳源，节约成本，无二次污染，产生污泥量少的优点。

技术研发人员：杨继富;马俊芳;纪雪梅;郝桂玲
受保护的技术使用者：安庆创益环保有限公司
技术研发日：2020.03.12
技术公布日：2020.06.09