本发明涉及一种复合硫磺颗粒的制备方法,属于功能材料技术范畴。
背景技术:
1、我国是水资源短缺的国家,并且分布不均匀;当水体中排入大量含氮和磷的物质,导致水体富营养化,则使蓝细菌过度繁殖,导致蓝藻大规模爆发,威胁到水源地及饮用水源安全,而且藻毒素可通过食物链影响人类的健康,使得本来就短缺的水资源更加紧张。
2、氮是导致水体富营养化的主要因素之一,在针对水体富营养化问题的处理中,降低水中的含氮量成为主要目标,必需提高对水体及排入其中的污水的脱氮处理效果。生物反硝化是利用微生物的代谢作用将硝酸盐氮彻底还原为氮气,具有反应条件温和、控制简便、处理成本低等优点,得到了广泛应用。根据生物代谢特点,生物反硝化过程可分为异养反硝化和自养反硝化。异养反硝化过程反应速率快,系统运行稳定,但是异养反硝化菌在硝酸盐转换过程中,需要以溶解性有机物作碳源,但是我国自然水体和市政污水存在碳源不足的问题,限制了该工艺的脱氮能力,很多时候需要投加乙酸钠等有机物作碳源,大幅提高了处理成本;自养反硝化脱氮技术与传统的脱氮技术相比,无需外加碳源、污泥产量少及运行成本低,以硫磺颗粒或者硫代硫酸钠为电子供体的自养反硝化,形成生物膜。但是硫代硫酸钠成本较高,普通的硫磺颗粒具有一定的疏水性,自养反硝化菌难以快速形成生物膜,导致反硝化速率受到了极大限制。
3、因此,为了解决硫磺颗粒的疏水性,利于自养反硝化菌在其表面形成生物膜,提高反硝化速率,特完成本发明。
技术实现思路
1、本发明的目的,是一种复合硫磺颗粒的制备方法,使复合硫磺颗粒表面具有亲水性,利于自养反硝化菌在其复合硫磺颗粒表面形成生物膜,提高反硝化速率。
2、为实现上述目的,本发明的具体采用如下步骤:
3、在120~150℃硫磺液态条件下,将铁粉、硅藻土、硅酸镁铝与其搅拌混合均匀,滴于水中成形为球形和类球形颗粒,将颗粒过筛沥干后,利用颗粒表面少量的水分,与少量的硅酸镁铝粉末混合均匀,使硅酸镁铝在复合硫磺颗粒表面粘附和部分包覆,从而解决硫磺颗粒表面疏水性的问题,利于自养反硝化菌在其表面形成生物膜,提高反硝化速率。
4、所述复合硫磺颗粒包括硫磺单质、硅藻土、铁粉、硅酸镁铝四种组分,其中各组分的重量比为:
5、
6、计量中不包括水中复合硫磺颗粒成形过程中粘附的少量水分。
7、本发明的优点在于:
8、液态硫磺与硅藻土、铁粉、硅酸镁铝混合后在滴到水中成形过程中,这些组分中,硫磺的表面张力最低,成形后的颗粒表面主要还是硫磺组分,仍然具有疏水性;因此,利用沥干时硫磺颗粒表面还有少量的水分,大约与复合硫磺颗粒的重量比约为5%左右,将此硫磺颗粒与占复合硫磺颗粒重量比1~2%的硅酸镁铝粉末混合,使硅酸镁铝粉末部分水化,粘附在复合硫磺颗粒表面,从而保证在使用时,硅酸镁铝可以在复合硫磺颗粒表面很快形成亲水层,便于自养反硝化菌在其表面附着;随着颗粒表面硫磺的消耗,包夹在内部的硅酸镁铝露出表面并继续水化,可以保证复合硫磺颗粒表面亲水的持续性;硅藻土为反硝化菌提供更多的吸附比表面积,少量的铁粉,可以作为电子供体的补充,并且为反硝化菌提供微量铁元素,促进其生长,提高反硝化效率。
9、附表说明
10、附表1:各实施例中各组分的比例及制备条件。
1.一种复合硫磺颗粒的制备方法,其特征在于,所述复合硫磺颗粒包括硫磺单质、硅藻土、铁粉、硅酸镁铝;
2.如权利要求1所述的一种复合硫磺颗粒的制备方法,其特征在于硫磺单质、硅藻土、铁粉、硅酸镁铝在120~150℃搅拌混合均匀,滴入水中造粒成形。
3.如权利要求1、2所述的一种复合硫磺颗粒的制备方法,其特征在于复合硫磺颗粒从水中取出沥干后,与1~2%wt%的硅酸镁铝混合均匀。