Page 213 - 《精细化工》2023年第9期

第 9 期 邵 磊，等: 改性黄铁矿为电子供体的生物反硝化脱氮性能 ·2061·

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量浓度从初始时的 18.50 mg/L 降到 0.36 mg/L，NO 3 -N 铁石吸取。图 15 c 是吸取后的改性黄铁矿。针对吸
去除率为 98.10%，脱氮速率为 24.20 mg/(L·h)。 取上来的黄铁矿粉末，将其放入稀盐酸中浸泡去除
表面杂质，静置沉淀后倒出上清液，沉淀物在真空
干燥箱 120 ℃下干燥 12 h 后进行粉碎机粉碎和人工
研磨，得到可以继续使用的改性黄铁矿。通过实验
回收结果发现，改性黄铁矿粉末投加量为 1 g 时可
回收到约 280 mg，回收后的改性黄铁矿在稀盐酸浸
泡下可去除表面的沉淀物，用于下次实验。
2.11 经济性分析
改性黄铁矿可以直接作为替代碳源投加在正常
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的生物脱氮工艺反应器池内（如 A O、SBR 和 Orbal
氧化沟等工艺反应池），无需单独反应器。因此，

图 14 最佳条件下改性黄铁矿的脱氮性能 需要同市场上一些常用碳源（葡萄糖、乙酸钠、甲
Fig. 14 Nitrogen removal performance of modified pyrite
under the optimal conditions 醇）进行一个经济比较。表 3 为黄铁矿与其他碳源
的经济性比较和优缺点。从表 3 可以看出，价格方
2.10 回收与再利用 面肯定首选黄铁矿，且通过对黄铁矿的改性已经克
根据图 4 改性黄铁矿（煅烧时间 2 h，煅烧温度 服了黄铁矿脱氮速率慢的缺点。
600 ℃，改性剂为二甲基亚砜）的磁化强度，可以
对反应终止后未被利用的改性黄铁矿进行回收和再 表 3 黄铁矿与其他碳源的经济性比较和优缺点
利用。反应终止后，将 SBR 反应装置中污泥分批倒 Table 3 Economic comparison, advantages and disadvantages
of pyrite and other carbon sources
入 1 L 烧杯中静置沉淀，将磁铁石靠近污泥表面吸
碳源或 单价/
取改性黄铁矿，采用白布包裹磁铁石可以更直观看 优点 缺点
替代碳源 (元/t)
到吸取现象，同时拆卸白布后，可以更加方便快捷
葡萄糖 2000 脱氮效果好 污泥量较大，
回收表面附着的改性黄铁矿。图 15 a 是反应器中未 易污泥膨胀，
加改性黄铁矿的污泥，通过磁铁石没有吸取现象， 易发生亚硝酸
表明污泥中无磁性物质。 盐氮的积累
乙酸钠 3300 易降解，脱氮效果 易结晶、价格
好 高、污泥产产
量高
甲醇 2500 运行费用低、污泥 易燃易爆品，
产量小 对管理水平要
求较高，易中毒
天然黄铁矿 1350 价格便宜、污泥产 脱氮速率慢
量低、运营成本低

表 4 为制备改性黄铁矿所需的经济费用。

表 4 制备改性黄铁矿所需的经济费用
Table 4 Economic cost for preparation of modified nanopyrite
①
单价 / 耗电量/ 药剂投 制备 费用/
[元/(kW٠h)
(kW٠h) 加量/L 量/t 元
或元/mL]
实验球磨机 0.565 2.4 — 1 67.80
管式气氛炉 0.565 10 — 1 56.50

a—反应前污泥；b—反应后污泥；c—回收的改性黄铁矿粉末 真空干燥箱 0.565 18 — 1 50.85
图 15 改性黄铁矿的回收与再利用 粉碎机 0.565 0.22 — 1 6.215
Fig. 15 Recovery and utilization of modified pyrite
盐酸 0.032 — 2.0 1 64.00
图 15 b 是反应终止后利用磁铁石吸取污泥中未 二甲基亚砜 0.080 — 4.5 1 360.00
被利用的改性黄铁矿，观察到改性黄铁矿可以被磁 ①盐酸和二甲基亚砜的单价为元/mL。