[發明專利]一種廢水處理生物流化床用仿生流化載體及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201510779932.5
• 申請日: 2015-11-13
• 公開（公告）號: CN105347477B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 陳英文;趙金龍;李凱;李林;沈樹寶
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F101/30
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐循文

本發明公開了一種廢水處理生物流化床用仿生流化載體及其制備方法和應用，由以下組分按質量分數配比組成：高分子聚合物45％～90％、動物下腳料5％～50％、微量元素1％～10％、無機填料1％～10％。本發明所述載體具有較高的親水性和生物親和力，表面傳質效率高，易于微生物掛膜生長，掛膜量更高；其次，縮短微生物的掛膜時間，提高污水生物處理效率；本發明所述載體密度可調節，因而更易于流化，節約能耗，且無機填料的加入可降低成本，提高載體的剛性，使載體的整體性能提高。

技術領域

本發明涉及有機化工工業廢水處理領域，尤其涉及一種廢水處理生物流化床用仿生流化載體及其制備方法和應用。

背景技術

隨著我國社會和經濟的快速發展，環境污染問題日益嚴峻，污水排放量逐年遞增，污水中有害物質的成分越來越復雜，傳統的污水生物反應器存在傳質慢、效率低、出水水質不佳、負荷低、抗沖擊負荷差等缺點。生物流化床反應器(biological fluidized bedreactor，FBBR)是處理有機污水的一種高效生物處理工藝，它是借助于生長在懸浮顆粒載體表面上的生物膜來凈化污水的一種生物膜法水處理技術。生物流化床反應器最突出的特點是傳質快、污水停留時間短、處理效率高，并且還具有污泥產量少，基質負荷較高時，污泥循環再生的生物量最小，不會因為生物量的累積而引起體系阻塞，容積負荷高，處理效果好，抗沖擊負荷強，占地面積少，投資省等優點。

載體是生物流化床反應器的核心組成部分之一，被稱為生物流化床反應器的“心臟”部件，載體的性能是衡量生物流化床成功與否的決定性因素。載體主要分為無機類載體和有機類載體，其中無機載體存在比重大、能耗高、不易流化、易磨損的特點；有機載體具有比重適宜、易于流化、能耗低、不易磨損等優點，但其存在與生物相容性差、親水性和生物親和力差，掛膜時間長，負載生物量少的缺點。郭志濤等通過添加改性劑對高分子聚合物進行表面改性進而用改性，以改性后高分子聚合物為載體，采用兩級好氧移動床生物膜反應器處理低濃度化工廢水，實驗結果顯示通過載體的改性，雖然親水性有所提高，但生物相容性差，掛膜時間較長。路遠等采用化學氧化鐵離子覆蓋技術對普通聚丙烯填料進行改性，并對改性前后的填料進行生物親水性，表面特性，臨界表面張力以及模擬污水的生物掛膜等特性研究，雖然載體生物親水性和親和力有所提高，但是其載體掛膜時間較長生物負載量較少。采用材料表面改性的方法來提高比表面積、增加羧基、氨基、羥基等基團，雖然有一定改善，但仍存在掛膜慢的問題，因此開發一種新型的與生物相似相容、生物親和力和親水性高、掛膜時間短的仿生載體將是生物流化床廢水處理領域的重要研究方向。

發明內容

解決的技術問題：本發明針對傳統生物流化床啟動時間長，特別是厭氧流化床啟動困難，載體生物相容性差、親水性與生物親和力差、掛膜時間長、載體負載微生物量少等缺點，提供了一種廢水處理生物流化床用仿生流化載體及其制備方法和應用。

技術方案：一種廢水處理生物流化床用仿生流化載體，由以下組分按質量分數配比組成：高分子聚合物45％～90％、動物下腳料5％～50％、微量元素1％～10％、無機填料1％～10％；所述高分子聚合物為聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺中的至少一種；所述動物下腳料為骨膠、骨粉、血粉、肉骨粉、動物毛發水解粉、蹄殼、制革下腳料、羽毛粉、蠶蛹、魚粉、蛋殼中的至少一種；所述微量元素為硫酸鋅、氯化錳、硫酸亞鐵、氯化銅、氯化鈷、硫酸鎳；無機填料為碳酸鈣、硅灰石中的至少一種。

優選的，所述載體由以下組分按質量分數配比組成：高分子聚合物90％、動物下腳料6％、微量元素3％、無機填料1％。

優選的，所述聚乙烯為高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯中的一種。

優選的，所述聚苯乙烯為通用級聚苯乙烯。

一種廢水處理生物流化床用仿生流化載體的制備方法，包含以下步驟：

(1)將原料按質量分數比配料，在攪拌機中對其預混粗分散，攪拌速度為100～200轉/分鐘，攪拌時間為40～100分鐘；