[發明專利]一種改性生物爐渣微生物載體及其制備方法

有效

• 申請號: 201510043734.2
• 申請日: 2015-01-28
• 公開（公告）號: CN104628123A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 宋建中;李飛鵬;王鑫;張增勝
• 申請（專利權）人: 蘇州賽華儀控股份有限公司
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;C02F3/10;C12N11/14;C12N11/10;C12N11/08
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，具體涉及一種可進行碳源自給、具有較大比表面積和豐富表面官能團的改性生物爐渣微生物載體及其相關制備方法。

背景技術

污水生物處理是用生物學的方法處理污水的總稱，是現代污水處理中應用最廣泛的方法之一。它主要借助微生物的分解作用把污水中的有機物轉化為無機物，進而使污水得到凈化。生物處理法具有處理效果好、成本低、運行穩定等特點，是目前污水處理工藝的核心部分。

但隨著水質和環境的變化，污水生物處理同時存在一些技術難題，主要包括以下幾點：（1）活性污泥受環境影響易出現沉降性差或污泥膨脹現象，造成污泥流失嚴重，影響水處理工藝的正常運行；（2）在常規污水處理工藝中，碳氮比（C/N）大于5時能夠獲得較好的脫氮除磷效果，但目前排放的工業廢水和一部分生活污水中碳含量較低，無法保障微生物的正常生長和出水氮、磷的要求。針對第一個問題的解決方案是采用投加生物載體使微生物固著生長，以防止污泥膨脹，促進其沉降性，目前采用的載體包括活性炭、沸石、陶粒等多孔材料，但這些材料價格較高，在一定程度上增加了水處理的成本。針對第二個問題的解決方案主要是通過外加碳源的方式使體系維持正常的C/N，以保證出水效果，外加的碳源主要是甲醇，但甲醇的投加一方面大大增加了水處理的成本，另一方面又無法被微生物充分利用。因此，尋求廉價的生物載體和合適的碳源已經成為降低水處理成本、促進生物處理過程的關鍵。

目前，國內鍋爐和發電廠的燃煤大都采用煤粉與生物質摻混共燃的方式，生物質爐渣就是生物質燃料與煤粉混合燃燒后的殘渣。生物質和煤粉的混合物會由于燃燒條件的變化而產生不完全燃燒的現象，使得最終得到的爐渣中含有一定量的有機質，但目前普遍認為其利用價值較低，視其為廢棄物。然而，這些有機質在一定程度上可以被微生物所利用，使得生物爐渣在作為污水處理的補充碳源方面具有潛在的應用價值，而爐渣顆粒的投加也使其可以替代活性炭作為微生物的載體。鑒于此，如何開發利用生物爐渣，實現變廢為寶已經成為備受關注的熱點。

發明內容

針對上述問題，本發明以含碳生物爐渣為原料，通過無機酸和有機物聯合改性制備碳源自給型改性生物爐渣載體，實現生物爐渣的資源化利用。該載體使用時可直接投加到生化池中負載微生物，也可作為生物接觸氧化填料來使用。對于低碳源污水處理而言，其基體內所含的有機物可作為微生物的補充碳源。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種改性生物爐渣微生物載體的制備方法，其包括如下步驟：按照0.5~1kg生物爐渣:1L混合液的比例，將生物爐渣加入到混合液中，混合并攪拌至均勻，于室溫下陳化12~24h后，將混合液中的生物爐渣過濾、烘干，得到改性生物爐渣微生物載體，其中所述生物爐渣為煤粉和生物質摻混后共燃所得的殘渣，所述混合液中含有體積百分比為12.5~20%的無機酸和摩爾濃度為0.01~1mol/L的有機物，余量為水。

進一步地，所述煤粉和生物質能夠以任意比例摻混，且生物質含量越高所得生物爐渣中的含碳量也越高，可作為微生物所需的碳源使用。

進一步地，所述生物質選自樹皮、鋸末、稻殼、秸稈和落葉中的任意一種或其混合物。

進一步地，所述無機酸選自鹽酸、硫酸、磷酸、硝酸、高氯酸和氫氟酸中的任意一種，優選鹽酸、硫酸或磷酸，更優選磷酸。

進一步地，所述有機物選自蔗糖、殼聚糖、海藻酸鈉、聚乙二醇和聚乙烯醇中的任意一種，優選蔗糖、海藻酸鈉或聚乙烯醇，更優選蔗糖。

此外，本發明的目的還在于提供一種根據上述制備方法制備的改性生物爐渣微生物載體。

與現有技術相比，采用上述技術方案的本發明具有以下優點：

1、本發明利用生物爐渣制備微生物載體，原材料來源廣泛、價格低廉，可以進行生物爐渣的資源化利用，實現變廢為寶；

2、本發明以生物爐渣為原料，通過無機酸和有機物的復合改性一方面增大了生物爐渣的比表面積，為微生物提供了更多的附著點，另一方面豐富了載體表面的官能團，有利于其對污水中營養物質的化學吸附；

3、本發明所選用的生物爐渣含有不完全燃燒所殘留的有機質，可作為低碳源污水處理中微生物的直接碳源，進而減少外加碳源的投加量，降低水處理成本。

附圖說明

圖1為實施例1中的改性生物爐渣微生物載體在改性前后的掃描電鏡對比圖，其中（a）對應改性前，（b）對應改性后。

圖2為實施例1中的改性生物爐渣微生物載體的能譜圖。