[發明專利]一種用于污水生物流化床處理工藝的磁性載體的制備方法

無效

• 申請號: 200910099516.5
• 申請日: 2009-06-11
• 公開（公告）號: CN101597105A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 徐灝龍;王長智
• 申請（專利權）人: 浙江省環境保護科學設計研究院
• 主分類號: C02F3/10
• 分類號: C02F3/10;C02F3/12;H01F1/11;H01F1/36
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明屬于環保領域，涉及一種用于生物流化床污水處理工藝的磁性載體的制備方法，磁性載體易于生物膜生長，能夠增加生物流化床內的污泥濃度，提高污水處理效率，此外，磁性載體便于通過磁分離技術實現載體上多余生物膜的脫除和更新，減少載體的流失。

背景技術

污水中的污染物成分復雜，大多以有機污染物為主，通常生物法是污水處理最經濟有效的方法，而生物法又分為活性污泥法和生物膜法兩大類，活性污泥法工藝成熟、運行管理方便、應用較為廣泛，我國有約40％的城市污水處理廠采用活性污泥法工藝。但活性污泥法構筑物占地面積大、易出現污泥膨脹、對污水脫氮除磷處理效率不高。近年來致力于提高污水生物法處理效率的固定化微生物技術得到了長足進步，因而生物膜工藝成為了未來污水生物處理發展的主流方向，代表性的生物膜法工藝有曝氣生物濾池、接觸氧化工藝、生物轉盤和生物流化床，其中生物流化床工藝是為了解決曝氣生物濾池和接觸氧化工藝池體堵塞問題而發展而來的新型生物膜法工藝，其將砂、活性炭、高分子填料等填充于反應器，在填料表面附著生長生物膜，隨著污水流動或曝氣使得填料在反應器流化，填料上的生物膜與污水中污染物接觸而使得污染物降解。

生物流化床具有處理效率高、容積負荷大、抗沖擊能力強、設備占地面積小等優點，負載微生物的生物膜載體是生物流化床的核心，目前常用的流化床載體有石英砂、活性炭、爐渣、聚苯乙烯球和聚氨酯泡沫等，但這些材料作為生物流化床生物膜載體在應用中通常存在以下一些問題：石英砂作為好氧生物流化床的生物膜載體具有較好的強度，但因其表面光滑而不易掛膜；活性炭或爐渣吸附能力強、表面粗糙，較易掛膜，但其強度較差，脫膜時容易破損而流失量很大；聚苯乙烯球作為生物膜載體存在掛膜較難和不易流化的缺點，而且在脫膜過程中容易流失。此外，細小、質輕的生物膜載體顆粒雖然比大顆粒的載體具有更大的比表面積，在處理效率上更具優勢，但難于沉降，只能在生物流化床內臨界速度以下操作才能保證不隨出水溢出，限制了設備操作能力；而密度大的載體顆粒沉降快，但通常這類材料表面光滑，掛膜較慢。

通常，載體本身的粒徑、密度、表面粗糙度和表面帶電特性均對生物流化床中微生物在載體表面的附著和活性有較大影響。不同粒徑和密度的載體具有特定的臨界流態化速度，使之流化所需的能耗亦不同，一般說來生物流化床載體粒徑小，比表面積大，微生物量相對較多，廢水對小粒徑載體的剪切力也小，因而生化效果較好，但粒徑過小，在一定流速下，床層膨脹率較大，單位體積中所含微生物量反而減少，進而載體的粒徑也會對生物膜的厚度產生影響。載體表面粗糙度越大，為微生物提供的附著生產點越多，也會減弱水力擾動、沖刷引起生物膜的脫落，有利于世代時間較長的細菌的生產繁殖。此外，微生物表面通常帶負電荷，帶正電荷的載體材料也有利于微生物向載體表面遷移，縮短生物膜掛膜時間。

因而，適用于生物流化床的理想的生物膜載體應滿足以下幾個條件：(1)載體可再生并可重復使用；(2)載體價格低廉、機械強度高、傳質阻力小；(3)載體與微生物結合牢固，能抵抗較強的水力沖刷；(4)負載于載體的微生物聚集度高、活性損失少，穩定性好，能適應環境因素的變化；(5)載體對微生物無毒，抗微生物分解。

申請號為200810102920.9的發明專利公開了一種將磁性物質和高分子聚合物復合作為污水曝氣池中生物膜載體，所述的磁性顆粒與高分子聚合物的重量百分比為：磁性顆粒7～21％，高分子聚合物79～91％。通過濕式筒式永磁弱磁場磁選機實現對多余生物膜的脫除，回收后的磁性生物膜載體回流于曝氣反應池。此發明通過制備帶有磁性的生物膜載體，實現了用永磁分離設備對磁性載體的脫膜和高效回收，但其生物膜載體與微生物親和性較差，不易掛膜，而且未將載體與相應結構的水處理設施結合起來，影響了處理效率的提高和應用推廣。

申請號為200510041717.1的發明專利公開了一種生物造粒流化床的污水處理裝置，通過在活性污泥中投加無機混凝劑和高分子絮凝劑并且攪拌來實現污水中懸浮物顆?；?，使得產生的顆粒粒徑大、密度高、沉降速度快，實現在一個反應器中同時完成高效生物降解作用和高效固液分離，實現反應與分離的同步化，縮短污水處理工藝流程，降低工程費用，而且分離的化學污泥穩定。但此發明中生物流化床的顆粒較為松散，容易受到外在的水流擾動條件影響，而且大量無機混凝劑的連續投加對微生物活性有所抑制，產生剩余污泥量較大。

發明內容