[發明專利]一種多孔纖維材料載體及其制備方法與在處理廢水中的應用

有效

• 申請號: 201710616051.0
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107352643B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 應漢杰;朱杰;陳勇;周精衛;劉桂文
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F103/32
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 胡建華

本發明公開了一種多孔纖維材料載體及其制備方法，將纖維材料置于水中清洗，再置于酒精中浸泡，然后酒精沖洗干凈，烘干、粉碎、混合后加入到3D打印機中，加熱熔化，以載體數字模型文件為基礎，運用3D打印的技術，通過逐層打印的方式進行載體的制備。本發明還公開了投加該多孔纖維材料載體的厭氧膨脹顆粒污泥床在處理酒精廢水中的應用，反應器啟動過程反應器運行穩定，不會突然出現酸化等問題，啟動時間明顯縮短，出水中泥量明顯減少，出水接近澄清，從而有利于后期的排放處理。

技術領域

本發明涉及污水處理領域，具體涉及一種多孔纖維材料載體及其制備方法與在處理廢水中的應用。

背景技術

厭氧膨脹顆粒污泥床(expanded granular sludgebed，EGSB)反應器是在上流式厭氧污泥床(up-flowanaerobic sludge bed，UASB)反應器基礎上發展起來的第三代厭氧反應器。20世紀80年代初，荷蘭Wageingen農業大學的LETTINGA教授等通過對傳統厭氧反應器增加三相分離器，實現了水力停留時間(HRT)和污泥停留時間(SRT)的有效分離，從而發明了上流式厭氧污泥床反應器。雖然UASB反應器可保留大量的活性污泥，為其高效運行奠定了基礎，但是由于反應器內混合強度不夠，導致底部污泥超高負荷運行，從而抑制微生物的活性；另外，反應器內容易形成短流，極大地縮小了有效體積，影響處理效能。于是，LETTINGA等通過改變反應器高徑比、同時設置出水回流以增加上升流速，使顆粒污泥床層處于膨脹狀態，促進泥水混合、減少短流，從而開發了第三代高效厭氧反應器——EGSB反應器。

EGSB反應器有機負荷率高，是UASB有機負荷的2～5倍，有機負荷可達6～25kgCOD/m³·d；高徑比大，占地面積??；運行穩定，不會跑泥；最適溫度中溫，35℃～38℃；因其有高流速的的內循環，耐高負荷，具有緩沖pH值的能力；布水均勻；運行成本低等。適合用于酒精廢水的處理，現已廣泛應用于酒精廢水的處理。但是啟動周期過長一直制約該項技術的發展。近年來，在反應器中添加載體加快啟動周期的方法受到了廣泛關注。

酒在中國有著悠久的歷史，是中國文化的一種象征，也造就了酒行業的興旺發達。隨著社會的發展，酒精不再僅僅用于造酒，其用途越來越廣，在食品、化工、能源、醫療等許多領域都得到了廣泛的應用。然而隨著酒精生產和應用的增多，酒精廢水已經成為了繼造紙廢水之后的第二大有機污染源。酒精廢水成分復雜，在生產過程中原料中只有淀粉或糖分得到了利用，其他成分并沒有被破壞，在發酵過程中還會產生氨基酸和蛋白質，是一種高濃度難降解的有機廢水，特點如下：COD濃度高，達到了10000～40000mg/L；含有大量的有機碳，高達10000～14000mg/L；懸浮物含量高，平均含量達到了40000mg/L；SS為13000～40000mg/L；溶液呈酸性，pH 3.5～4.5；還有著溫度高等特點，處理難度較大。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種投加多孔纖維材料載體的厭氧膨脹顆粒污泥床，來解決現有技術EGSB反應器處理廢水啟動周期長，處理效果不佳的問題。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種多孔纖維材料載體的制備方法，包括如下步驟：

(1)將纖維材料置于水中清洗，再將清洗后的纖維材料置于的酒精中浸泡以上，然后酒精沖洗干凈，烘干、粉碎；

(2)將步驟(1)粉碎得到纖維材料混合，然后加入到3D打印機中，加熱熔化；

(3)以載體數字模型文件為基礎，運用3D打印的技術，通過逐層打印的方式進行載體的制備，3D打印技術是用三維軟件對需要制備的載體結構進行建模，將模型文件導入打印機切片軟件中，同時對模型的擺放位置、打印工藝參數進行設置，然后將程序導入打印機中進行打印，待載體制備完成后，需對載體表面進行打磨，獲得較好的表面質量。