本发明涉及污水处理，具体是一种新型具有自养与异养耦合作用的铁基质高效催化载体。
背景技术：
我国环境水体中no3--n污染不断加重，而污水厂排水是环境水体中no3--n的主要来源之一。国内污水处理厂排水中的氮素以no3--n为主，占总氮(tn)的28％～68％，若直接排放至环境水体中，将引起水体富营养化，并可能导致水体黑臭。因此,no3--n的脱除已成为污水厂排水tn排放控制的重点。
一般认为，当污水中bod5/tn＜3-5时为低碳氮比污水。然而，生活污水经污水厂二级处理后，bod被大量消耗，导致排水bod5/tn仅为0.3-0.8，属于典型的低碳氮比污水，此污水再利用传统生物脱氮工艺难以实现深度脱氮。若采用物化法，如反渗透、离子交换、电渗析等，在污水处理中虽能达到一定的脱氮效果，但存在投资高、能耗高、产生浓水等缺点，不适用于污水厂排水的深度脱氮处理。
国内的铁基质载体的工作原理是利用零价铁可快速还原no3--n，虽然具有一定的净化效果，但受水体酸碱度(ph)影响严重，常需将ph调节至4-5以下，且还原产物以nh4+-n为主，难以实现tn脱除。为提高零价铁还原no3--n的效率，利用纳米零价铁(nzvi)还原no3--n，大大提高了零价铁还原no3--n的效率，同时减小了ph对还原反应速率的影响。但nzvi在反应中钝化速率快，还原产物仍以nh4+-n为主，且nzvi的生产成本远高于普通零价铁(zvi)，因此,该技术仍未得到实际应用。从而，开发高效、低耗、无二次污染的深度脱氮新技术具有重要意义。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种新型具有自养与异养耦合作用的铁基质高效催化载体，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种新型具有自养与异养耦合作用的铁基质高效催化载体，包括以下重量份数的各原料：零价铁40.000-98.000份，活性炭粉5.000-28.000份，水玻璃4.500-17.500份，硅酸盐水泥1.000-6.000份，多元金属催化剂0.500-6.000份。
作为本发明进一步的方案：包括以下重量份数的各原料：零价铁55.000-83.000份，活性炭粉8.000-25.000份，水玻璃7.500-14.500份，硅酸盐水泥2.000-5.000份，多原金属催化剂1.500-5.000份。
作为本发明进一步的方案：所述多元金属催化剂包括以下重量份数的各原料：锰0.300-2.100份，钒0.010-0.100份，锌0.010-0.120份，钛0.010-0.800份，铜0.100-0.850份，钴0.001-0.100份，镍0.0010.050份，铬0.010-0.100份，镓0.001-0.150份，锶0.010-0.120份，锆0.005-0.100份，铷0.002-0.080份，铌0.001-0.050份，钇0.001-0.050份，钼0.001-0.050份，钡0.010-0.800份，铈0.001-0.020份，铯0.001-0.020份，铂0.001-0.020份。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供一种能够提高污水中no3--n还原效率，并减小水体ph对还原反应的抑制，同时能够减少还原过程中no2–-n和nh4+-n生成的新型铁基质高效催化脱氮载体，且ph值6-9范围内具备良好的处理效果，实现真正意义上的tn脱除，同时也对污水中的磷具有良好的净化效果。添加多元金属催化剂的铁基质高效催化脱氮载体对不同ph原水no3--n中去除率为90％-95％，对污水水体中硝态氮(no3--n)去除效率大幅增加；还原过程中亚硝酸根(no2–-n)和氨根(nh4+-n)生成率低，对水体不产生二次污染；钝化速率小，在使用过程中能够长时间维持活性，进一步降低成本，载体不板结；不受水体碳氮比影响，不受使用温度影响，应用范围广；且投资低、能耗低、不产生废水、污泥；同时，对磷也具有很高的净化效率，效率可达85-95％。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
一种新型具有自养与异养耦合作用的铁基质高效催化载体，包括以下重量份数的各原料：零价铁40.000-98.000份，活性炭粉5.000-28.000份，水玻璃4.500-17.500份，硅酸盐水泥1.000-6.000份，多元金属催化剂0.500-6.000份。本铁基质高效催化脱氮载体主要原料为零价铁，与多元金属催化剂、起泡剂和粘合剂混合制成5-50mm直径载体，并放入焙烧炉中，在900-1100℃高温下焙烧而成；其中，零价铁为铁粉；活性炭粉的一部分在焙烧过程中反应生产气体，起到起泡剂的作用，另一部分未参与反应留在鉄基质载体成品中；粘合剂主要是水玻璃和普通硅酸盐水泥，主要起到对原材料粘接成型作用。多元金属催化剂由第四周期过渡金属元素(锰、钒、锌、钛、铜、钴、镍、铬、镓)、第五周期过渡金属元素(锶、锆、铷、铌、钼、钇)、第六周期过渡金属元素(钡、铯、铂)和铈以一定比例混合而成。
具体的，包括以下重量份数的各原料：零价铁55.000-83.000份，活性炭粉8.000-25.000份，水玻璃7.500-14.500份，硅酸盐水泥2.000-5.000份，多原金属催化剂1.500-5.000份。
具体的，所述多元金属催化剂包括以下重量份数的各原料：锰0.300-2.100份，钒0.010-0.100份，锌0.010-0.120份，钛0.010-0.800份，铜0.100-0.850份，钴0.001-0.100份，镍0.0010.050份，铬0.010-0.100份，镓0.001-0.150份，锶0.010-0.120份，锆0.005-0.100份，铷0.002-0.080份，铌0.001-0.050份，钇0.001-0.050份，钼0.001-0.050份，钡0.010-0.800份，铈0.001-0.020份，铯0.001-0.020份，铂0.001-0.020份。
本发明添加多元金属催化剂的铁基质高效催化脱氮载体对不同ph原水no3--n中去除率为90％-95％，对污水水体中硝态氮(no3--n)去除效率大幅增加；还原过程中亚硝酸根(no2–-n)和氨根(nh4+-n)生成率低，对水体不产生二次污染；钝化速率小，在使用过程中能够长时间维持活性，进一步降低成本，载体不板结；不受水体碳氮比影响，不受使用温度影响，应用范围广；且投资低、能耗低、不产生废水、污泥；同时，对磷也具有很高的净化效率，效率可达85-95％。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。