[發明專利]用于快速傳質生物流化床的多孔泡沫玻璃載體及其制備方法、應用

無效

• 申請號: 201110392155.0
• 申請日: 2011-12-01
• 公開（公告）號: CN102515551A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 沈樹寶;陸蓓蓓;陳英文;馮楊陽;祝社民;呼曉明;蔣鈺
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C03C11/00
• 分類號: C03C11/00;C02F3/00;C02F3/28
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 奚勝元

技術領域

本發明涉及一種用于快速傳質生物流化床的多孔泡沫玻璃載體及其制備方法、應用，屬于污水處理技術。密度適宜的多孔泡沫玻璃載體GM-2以廢玻璃、火山巖、爐渣等廢棄物為原料，通過簡單的工藝制得，成本低廉、性能穩定，適用于快速傳質生物流化床。

背景技術

生物流化床(FBR)廢水處理技術是二十世紀七十年代發展起來的一種高效廢水生物處理工藝，它通過將生物固定化和化工流態化技術相耦合來增大氣-液-固三相的相間相對流動速度差，加快相間傳質及微生物的新老更替，從而大大提高廢水生物處理效率。與其它生物反應器相比，生物流化床以其去除效率高﹑水力停留時間短﹑耐負荷沖擊能力強﹑占地面積小（約為普通活性污泥法的5%）﹑污泥產量少、微生物活性高等優點而日益受到研究者的重視。

微生物固定化是生物流化床研究、應用、推廣中的關鍵技術。一般微生物固定化載體在穩定性、生物活性、傳質等方面存在著很多不足，導致生物流化床反應器動力消耗大、啟動時間長、操作不便。因此，開發研制合適的載體，對于快速、有效、穩定地實現微生物的固定化、提高生化降解效率是十分必要的。

在流化床反應器中，常用的載體可分為無機多孔性載體，有機多孔性載體和復合多孔性載體，主要有砂，陶粒，沸石，蛭石，火山巖，聚丙烯，聚氯乙烯，工程塑料，改性聚氨酯等。一般認為載體形狀以球形或近似球形為最佳；載體的粒徑介于0.2～0.8?mm；密度適宜，孔徑分布合理，空隙率高，比表面積大；具有良好的親水性，生物親和力強；化學穩定性，機械性能好，價格便宜等。無機多孔性材料是指天然礦物材料直接或經過改性后用作生物流化床的載體，這類載體表面粗糙多孔，生物親和力好，來源廣泛，價格相對便宜，但普遍存在載體比重大，流態化能耗高，孔隙率低等特點。有機多孔性載體一般是合成的聚合物載體，載體比表面積和密度等性能優良，外載體孔徑分布合理且孔隙率高，耐磨性好。但是有機多孔性載體的親水性和生物親和力較差,在微生物掛膜速度、掛膜量及微生物活性等方面存在不足，同時該類載體密度較小，在快速傳質生物流化床中易升流，難沉降，且難以形成較大的相間相對流速差，從而大大降低了相間傳質效率及最終的生化降解效率。復合多孔性載體一般是指無機多孔性載體與有機多孔性載體或其中的一種與其他物質有機結合成的新型載體。這種載體有機結合了所復合的載體的優勢，在物化性能和操作特性上都有較大的改善。

申請號為02129972.2的發明專利公開了一種功能化陶粒載體及其固定化微生物處理污水技術。所述載體以陶土為主要原料，經配料、研磨、造粒、成型、燒結工藝，并通過10%硅偶聯劑甲苯溶液孔表面處理后制得。其質輕、耐沖洗、微生物負載量高、化學性質穩定，但該陶粒載體在制備過程中要經過多次水洗和丙酮置換，步驟繁瑣，同時在孔表面處理時使用的藥劑如雙氧水、γ-氨丙基三乙氧基硅烷等不僅會造成二次污染，同時加大載體制備成本，不適合大規模的生產。

申請號為200910155860.1的發明專利公開了一種印染廢水的流化床處理裝置，其中厭氧流化床反應器和好氧流化床反應器的微生物固定化載體均為果殼制活性炭顆粒。雖然該裝置在某種程度上改善了載體流失的現象，且具有快速高效降解偶氮染料的特性、色度及COD去除率高、出水水質好等優勢，但其流化床尤其是厭氧流化床由于厭氧菌增殖緩慢，與此同時，厭氧細菌分泌的胞外多聚物少，不易與載體粘連，而所使用的果殼活性炭孔隙率低、生物親和性差、微生物不易掛膜，且機械強度差、易磨損等更不利于微生物凝聚掛膜，導致厭氧反應器啟動時間長，限制了該裝置的應用。