[發明專利]一種硅藻土吸附厭氧氨氧化菌顆粒及制備方法

有效

• 申請號: 201410117636.4
• 申請日: 2014-03-26
• 公開（公告）號: CN103898085B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 李軍;陳光輝;鄧海亮;張彥灼;鄭照明
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14;C12N11/08;C12N11/04;C02F3/34
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明涉及一種硅藻土吸附厭氧氨氧化菌顆粒及其制備方法，屬于污水處理技術領域。

背景技術

近年來，利用厭氧氨氧化法處理高氨氮廢水越來越被認為是一種行之有效的方法。在這一過程中，厭氧氨氧化菌以亞硝酸鹽為電子受體，將氨氮氧化為氮氣。與傳統的脫氮系統相比，厭氧氨氧化系統具有需氧量少，不需要外加有機碳源，產生的剩余污泥量少的優點，這些都極大的降低了運行費用。但是由于厭氧氨氧化菌的以下四個特性使在一個實際操作的反應器中維持足夠數量的厭氧氨氧化污泥非常困難：1.厭氧氨氧化菌屬于自養型微生物，增長速率非常緩慢。2.反應器中厭氧氨氧化菌的生物量低，這使得啟動一個厭氧氨氧化反應器非常緩慢，一般需要三個月以上的時間。3.厭氧氨氧化反應器中產生大量的氮氣會使微生物懸浮于反應器內，容易使生物量隨著水流流失。4.當處理含氮有機廢水時，有機物的存在會促進異養菌的生長，而自養型的厭氧氨氧化菌由于生長緩慢，處于競爭上的劣勢，容易被淘汰。利用固定化微生物技術通過化學或物理手段將游離厭氧氨氧化菌固定在載體上，能有效克服生物量流失的問題，但現有包埋固定化技術制作的包埋載體，如海藻酸鹽包埋載體、羧甲基纖維素鈉包埋載體、聚乙烯醇包埋載體等仍存在著傳質性能差，影響固定化后厭氧氨氧化菌的生物活性，以及長期運行穩定性差，易破碎的問題。

發明內容

為了解決現有技術的不足之處，本發明提出一種硅藻土吸附厭氧氨氧化菌顆粒及其制備方法。

一種硅藻土吸附厭氧氨氧化菌顆粒，其特征在于，吸附有厭氧氨氧化菌的硅藻土被具有孔道的聚氨酯載體包埋固定。

本發明所提出的硅藻土吸附厭氧氨氧化菌顆粒的制備方法，其特征在于，將粉末狀的硅藻土與含有厭氧氨氧化菌的水液體均勻混合，使厭氧氨氧化菌被硅藻土粉末所吸附，硅藻土粉末的質量濃度3%～5%，形成含有厭氧氨氧化菌的硅藻土微小顆粒，然后向上述含硅藻土的水溶液中的加入水性聚氨酯預聚體混合，再加入聚合引發劑進行聚合反應，使其凝固成酯狀水溶膠，然后再進行機械切割。優選切割成邊長為3‐6mm的立方體顆粒。采用本發明的載體具有良好的脫氮性能。

具體包括以下步驟：

（1）用厭氧氨氧化污泥和自來水調配成濃度為2000‐10000mg/L(MLVSS)的混合液A；

（2）按質量比，在上述液體A中加入3%～5%的硅藻土粉末，并混合均勻，制成液體B；

（3）按質量比，在上述混合均勻的液體B中加入10‐15%的水性聚氨酯預聚體，并混合均勻，制成液體C；

（4）按質量比，在上述混合均勻的液體C中加入引發劑KPS和催化劑TEMED，其添加量分別為1‐2%和0.2‐0.5%，并攪拌均勻，制成液體D；

（5）按質量比，將液體D靜置5‐30分鐘，制成水溶膠凝固體；

（6）將水溶膠凝固體進行切割。

包埋劑中添加硅藻土的量對制得的包埋顆粒的性能也有著重要影響。硅藻土的量過低，不能起到有效吸附厭氧氨氧化菌和加強包埋顆粒強度的作用；硅藻土的量過高，會堵塞包埋顆粒內部的孔道，使傳質性能降低，影響脫氮性能。將包埋劑水溶液中硅藻土濃度控制在3%～5wt%，不但起到支撐包埋顆粒內部空間骨架，增強機械性能的作用，同時使包埋顆粒內部更加疏松，增加包埋顆粒的傳質性，加強了厭氧氨氧化性能。

本發明和現有技術相比，具有如下優點和效果：

（1）厭氧氨氧化菌活性高。硅藻土吸附性能強，比較面積大，利用硅藻土吸附厭氧氨氧化菌，能大大加強厭氧氨氧化菌生物量，同時硅藻土能提供一定的空間骨架，使制得的包埋顆粒具有良好的傳質性能。

（2）水性能聚氨酯材料固定化后的包埋顆粒機械強度高、溶脹性能好。通過水性聚氨酯將硅藻土與厭氧氨氧化菌的混合溶液制成水溶膠，切成3‐6mm的立方塊顆粒，所得顆粒具有良好的機械強度和溶脹性能，在長期的運行中變現出良好的物化穩定性。

（3）整個包埋固定化過程的制作工藝簡單，操作簡便，造價低廉，制作的包埋固定化厭氧氨氧化顆粒專一性高，穩定性好，適合工業化生產，可取的良好的經濟環境效益。

附圖說明

圖1是硅藻土吸附厭氧氨氧化菌包埋顆粒的圖片；

圖2是固定化顆粒內部的硅藻土掃描電鏡照片；

圖中，1、厭氧氨氧化菌，2、硅藻土。

具體實施方式

利用硅藻土吸附厭氧氨氧化菌包埋顆粒在間歇培養條件下處理含氮廢水，具體過程如下：