本发明涉及污水处理
技术领域：
，具体涉及一种脱氮除磷发泡填料及其制备方法。
背景技术：
：近些年来，随着国民经济和城市化进程的不断发展，大量氮、磷营养盐，有机物等排入地表水体，导致水体富营养化，水功能衰退。低污染水已成为水环境治理的新难点，虽然经过国家重大水专项综合治理，我国水体污染情况有所好转，但目前水环境生态安全形势仍不容乐观。低污染水深度脱氮除磷的核心是硝酸盐和无机磷的去除。现有技术中，如专利申请号为201711176392.7的一种污水处理填料、制备方法以及用途，该专利公开的除磷填料通过物理吸附的方式能够有效的去除污水中的磷，但除磷的同时无法对氮进行同步去除；专利201911048309.7公开了一种污水脱氮除磷填料及其制备方法，该方法将铁粉与碳源进行共混后用水泥进行成型，通过培养异养反硝化细菌利用碳源发生异养反硝化作用去除污水中的no3-，并将污水中的磷元素以磷酸铁盐的形式固定，从而达到同步脱氮除磷的效果。专利申请号201810286820.x公开了一种低密度脱氮除磷填料及其制备方法，该方法将钙、铁与聚丙烯酸树脂等材料共混制得脱氮除磷填料，通过与污水中的磷元素生成磷酸铁和磷酸钙不溶物，将污水中的磷有效地去除。可以看出，目前现有的专利技术大多采用“异养反硝化脱氮+化学沉淀除磷”的思路对污水中的氮磷进行去除，异养反硝化脱氮最大缺点是碳源的投加量难以控制，低于要求的投加量会造成硝酸盐处理不完全，高于投加量则会加大污泥的产生量；其次，化学沉淀除磷的缺点是将磷固定，还需耗费大量刮泥成本，将其从水中去除。本发明专利采用固相自养反硝化将污水中的no3-离子转化为氮气去除，并将除磷化学反应生成的磷酸钙和磷酸铁附着在发泡填料上，能够实现将水体中的氮磷真正移除。技术实现要素：本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种孔隙结构发达，自养反硝化脱氮以及除磷作用，能深度脱除污水中的氮磷，且产生污泥易于清理，水力停留时间短，适合工业化推广的一种脱氮除磷发泡填料及其制备方法。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：一种脱氮除磷发泡填料，按照重量份数计，由以下原料组成：聚氨酯20-70份、牡蛎壳粉10-50份、淀粉10-30份、硫铁矿粉5-20份、滑石粉4-10份、白炭黑2-10份、硬脂酸锌0.5-2份。进一步改进的是：所述的聚氨酯为聚酯型，其硬度为65a，分子量为10-50万。进一步改进的是：所述的硫铁矿粉、滑石粉、白炭黑和硬脂酸锌的粒径目数均小于400目。基于同一发明构思，本发明还提供一种脱氮除磷发泡填料的制备方法，包括以下步骤：（1）利用双螺杆将聚氨酯20-70份、牡蛎壳粉10-50份、淀粉10-30份、硫铁矿粉5-20份、滑石粉4-10份、白炭黑2-10份、硬脂酸锌0.5-2份进行熔融共混，制得共混物；（2）采用超临界釜压发泡的方式对共混物进行发泡；具体为：将高压反应釜升温至180±5℃，将二氧化碳加压至7-10mpa后通入高压反应釜中，保压10-20min后，将高压反应釜内的压力瞬间释放即得到脱氮除磷发泡填料。进一步改进的是：所述脱氮除磷发泡填料的比重为0.7-0.9g/cm3，撕裂强度为30-40n/mm，拉伸强度大于3n/mm2。进一步改进的是：所述脱氮除磷发泡填料的形状为正方体，其尺寸为20mm*20mm*20mm。采用上述技术方案后，本发明有益效果为：硫铁矿为自养反硝化提供电子供体；滑石粉和牡蛎壳粉为自养反硝化的反应过程提供无机碳源，便宜易得；白炭黑能提升脱氮除磷发泡填料的抗冲击性能；聚氨酯在熔点温度以上粘度较大，不易于混合均匀与加工，硬脂酸锌能改善共混物的混合均匀度，便于进行加工。进一步的效果：聚氨酯的硬度为65a，便于加工，聚氨酯发泡材料用作骨架，能够提供较大的比表面积和丰富的孔道结构为自养反硝化细菌提供良好的生长环境；其次，除磷反应生成的磷酸盐会富集在聚氨酯孔道内便于清泥，防止二次污染的产生。具体实施方式现结合具体实施例对本发明进一步说明。实施例1：一种脱氮除磷发泡填料，按照重量份数计，由以下原料组成：聚氨酯70份、牡蛎壳粉10份、淀粉10份、硫铁矿粉5份、滑石粉4份、白炭黑2份、硬脂酸锌0.5份。上述实施例中，所述的聚氨酯为聚酯型，其硬度为65a，分子量为10-50万。上述实施例中，所述的硫铁矿粉、滑石粉、白炭黑和硬脂酸锌的粒径目数均小于400目。一种脱氮除磷发泡填料的制备方法，包括以下步骤：（1）利用双螺杆将聚氨酯70份、牡蛎壳粉10份、淀粉10份、硫铁矿粉5份、滑石粉4份、白炭黑2份、硬脂酸锌0.5份进行熔融共混，制得共混物；（2）采用超临界釜压发泡的方式对共混物进行发泡；具体为：将高压反应釜升温至180±5℃，将二氧化碳加压至10mpa后通入高压反应釜中，保压10min后，将高压反应釜内的压力瞬间释放即得到脱氮除磷发泡填料。上述实施例中，所述脱氮除磷发泡填料的比重为0.83g/cm3，撕裂强度为31.22n/mm，拉伸强度大于3.56n/mm2。上述实施例中，所述脱氮除磷发泡填料的形状为正方体，其尺寸为20mm*20mm*20mm。本实施例中，利用硫铁矿为自养反硝化提供电子供体和铁源；滑石粉和牡蛎壳粉为自养反硝化的反应过程提供无机碳源，便宜易得；选用聚氨酯的硬度为65a，便于加工；聚氨酯发泡材料用作骨架，能够提供较大的比表面积和丰富的孔道结构为自养反硝化细菌提供良好的生长环境；其次，除磷反应生成的磷酸盐会富集在聚氨酯孔道内便于清泥，防止二次污染的产生；利用白炭黑提升脱氮除磷发泡填料的抗冲击性能；加入少量硬脂酸锌解决聚氨酯在熔点温度以上粘度较大，不易于混合均匀与加工的问题。实施例2：一种脱氮除磷发泡填料，按照重量份数计，由以下原料组成：聚氨酯20份、牡蛎壳粉50份、淀粉30份、硫铁矿粉20份、滑石粉10份、白炭黑10份、硬脂酸锌2份。上述实施例中，所述的聚氨酯为聚酯型，其硬度为65a，分子量为10-50万。上述实施例中，所述的硫铁矿粉、滑石粉、白炭黑和硬脂酸锌的粒径目数均小于400目。一种脱氮除磷发泡填料的制备方法，包括以下步骤：（1）利用双螺杆将聚氨酯20份、牡蛎壳粉50份、淀粉30份、硫铁矿粉20份、滑石粉10份、白炭黑10份、硬脂酸锌2份进行熔融共混，制得共混物；（2）采用超临界釜压发泡的方式对共混物进行发泡；具体为：将高压反应釜升温至180±5℃，将二氧化碳加压至7mpa后通入高压反应釜中，保压20min后，将高压反应釜内的压力瞬间释放即得到脱氮除磷发泡填料。上述实施例中，所述脱氮除磷发泡填料的比重为0.79g/cm3，撕裂强度为35.36n/mm，拉伸强度大于4.13n/mm2。上述实施例中，所述脱氮除磷发泡填料的形状为正方体，其尺寸为20mm*20mm*20mm。本实施例中，利用硫铁矿为自养反硝化提供电子供体；滑石粉和牡蛎壳粉为自养反硝化的反应过程提供无机碳源，便宜易得；选用聚氨酯的硬度为65a，便于加工，聚氨酯发泡材料用作骨架，能够提供较大的比表面积和丰富的孔道结构为自养反硝化细菌提供良好的生长环境；其次，除磷反应生成的磷酸盐会富集在聚氨酯孔道内便于清泥，防止二次污染的产生；利用白炭黑提升脱氮除磷发泡填料的抗冲击性能；加入少量硬脂酸锌解决聚氨酯在熔点温度以上粘度较大，不易于混合均匀与加工的问题。实施例3：一种脱氮除磷发泡填料，按照重量份数计，由以下原料组成：聚氨酯45份、牡蛎壳粉30份、淀粉20份、硫铁矿粉12份、滑石粉7份、白炭黑6份、硬脂酸锌1.2份。上述实施例中，所述的聚氨酯为聚酯型，其硬度为65a，分子量为10-50万。上述实施例中，所述的硫铁矿粉、滑石粉、白炭黑和硬脂酸锌的粒径目数均小于400目。一种脱氮除磷发泡填料的制备方法，包括以下步骤：（1）利用双螺杆将聚氨酯45份、牡蛎壳粉30份、淀粉20份、硫铁矿粉12份、滑石粉7份、白炭黑6份、硬脂酸锌1.2份进行熔融共混，制得共混物；（2）采用超临界釜压发泡的方式对共混物进行发泡；具体为：将高压反应釜升温至150±5℃，将二氧化碳加压至9mpa后通入高压反应釜中，保压15min后，将高压反应釜内的压力瞬间释放即得到脱氮除磷发泡填料。上述实施例中，所述脱氮除磷发泡填料的比重为0.81g/cm3，撕裂强度为33.28n/mm，拉伸强度大于3.89n/mm2。上述实施例中，所述脱氮除磷发泡填料的形状为正方体，其尺寸为20mm*20mm*20mm。本实施例中，利用硫铁矿为自养反硝化提供电子供体；滑石粉和牡蛎壳粉为自养反硝化的反应过程提供无机碳源，便宜易得；选用聚氨酯的硬度为65a，便于加工；聚氨酯发泡材料用作骨架，能够提供较大的比表面积和丰富的孔道结构为自养反硝化细菌提供良好的生长环境；其次，除磷反应生成的磷酸盐会富集在聚氨酯孔道内便于清泥，防止二次污染的产生；利用白炭黑提升脱氮除磷发泡填料的抗冲击性能；加入少量硬脂酸锌解决聚氨酯在熔点温度以上粘度较大，不易于混合均匀与加工的问题。以下为上述三组实施例中，脱氮除磷发泡填料的进行密度、比表面积、撕裂强度和拉伸强度的实验数值。其中，总氮和总磷数值为相同质量的填料，在相同实验条件下处理同一水质的实验数据。组别相对密度（g/cm3）比表面积（m2/g）撕裂强度（n/mm）拉伸强度（n/mm2）实施例10.83118631.223.56实施例20.7999635.364.13实施例30.81105333.283.89以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及其优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。当前第1页1 2 3
技术特征：
1.一种脱氮除磷发泡填料，其特征在于：按照重量份数计，由以下原料组成：聚氨酯20-70份、牡蛎壳粉10-50份、淀粉10-30份、硫铁矿粉5-20份、滑石粉4-10份、白炭黑2-10份、硬脂酸锌0.5-2份。
2.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷发泡填料，其特征在于：所述的聚氨酯为聚酯型，其硬度为65a，分子量为10-50万。
3.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷发泡填料，其特征在于：所述的硫铁矿粉、滑石粉、白炭黑和硬脂酸锌的粒径目数均小于400目。
4.一种如权利要求1至3任一项所述的脱氮除磷发泡填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）利用双螺杆将聚氨酯20-70份、牡蛎壳粉10-50份、淀粉10-30份、硫铁矿粉5-20份、滑石粉4-10份、白炭黑2-10份、硬脂酸锌0.5-2份进行熔融共混，制得共混物；
（2）采用超临界釜压发泡的方式对共混物进行发泡；具体为：将高压反应釜升温至180±5℃，将二氧化碳加压至7-10mpa后通入高压反应釜中，保压10-20min后，将高压反应釜内的压力瞬间释放即得到脱氮除磷发泡填料。
5.根据权利要求4所述的脱氮除磷发泡填料的制备方法，其特征在于：所述脱氮除磷发泡填料的比重为0.7-0.9g/cm3，撕裂强度为30-40n/mm，拉伸强度大于3n/mm2。
6.根据权利要求4所述的脱氮除磷发泡填料的制备方法，其特征在于：所述脱氮除磷发泡填料的形状为正方体，其尺寸为20mm*20mm*20mm。
技术总结
本发明涉及一种脱氮除磷发泡填料及其制备方法，脱氮除磷发泡填料按照重量份数计，由以下原料组成：聚氨酯20‑70份、牡蛎壳粉10‑50份、淀粉10‑30份、硫铁矿粉5‑20份、滑石粉4‑10份、白炭黑2‑10份、硬脂酸锌0.5‑2份；脱氮除磷发泡填料的制备方法将聚氨酯20‑70份、牡蛎壳粉10‑50份、淀粉10‑30份、硫铁矿粉5‑20份、滑石粉4‑10份、白炭黑2‑10份、硬脂酸锌0.5‑2份熔融共混，通过超临界发泡工艺进行发泡制备脱氮除磷发泡填料，相对现有技术，本发明制备的脱氮除磷发泡填料孔隙结构发达，自养反硝化脱氮以及除磷作用，能深度脱除污水中的氮磷，且产生污泥易于清理，水力停留时间短，长期使用无板结现象发生，适合工业化推广。
技术开发人、权利持有人：陈继锡;王永峰;胡大波;季荣;智锁红;邓东阳
