[發(fā)明專利]新型生物膜載體的制備及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810073590.9
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108503037B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張新波;宋姿;溫海濤;祁麗;張丹;李超燦
• 申請（專利權(quán)）人: 高頻美特利環(huán)境科技（北京）有限公司
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F3/30;C02F103/06;C02F101/16
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 呂志英

本發(fā)明公開一種新型生物膜載體的制備及其應(yīng)用，該載體包括兩種載體單體，分別為聚氨酯海綿和沸石粉，所述聚氨酯海綿和沸石粉兩種載體在物理旋轉(zhuǎn)下組合為新型生物膜載體。本發(fā)明效果是采用該方案能夠提高載體的密度，使得載體和水的密度更加接近，避免了傳統(tǒng)聚氨酯海綿容易漂浮于水中的弊端，有利于微生物對污染物的吸附和降解，生物量提高0.997±0.192g/L，脫氮效率提高了5.1±1.8％。該方案操作簡單，不引入化學(xué)物質(zhì)，一次性投資成本較低，易于在實際中應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢水或污水的生物處理領(lǐng)域，具體涉及一種新型生物膜載體的制備及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著石化、食品和制藥等工業(yè)的發(fā)展，以及人民生活水平的不斷提高，城市污水和垃圾滲濾液中氮磷化合物的含量急劇上升，致使我國部分水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象，因此，脫氮除磷已經(jīng)逐漸成為環(huán)境工作者研究的重點之一。MBBR工藝是附著生長的生物膜法和懸浮生長的活性污泥法相結(jié)合的一種污水處理工藝，既具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負(fù)荷、泥齡長、剩余污泥少的特點，又具有活性污泥法的高效性和運轉(zhuǎn)靈活性，被視為“未來最具有前景的污水處理技術(shù)”。

在MBBR應(yīng)用中，生物膜載體的選擇尤為重要，要求載體具有機械強度高、耐磨耐腐蝕、密度稍小于水(當(dāng)掛上生物膜后密度與水相當(dāng))以及比表面積大、表面粗糙、利于微生物附著等特點。生物膜載體內(nèi)存在溶解氧梯度，微生物絮體或生物膜的外表面溶解氧濃度高，以好氧硝化菌及氨化菌為主；深入內(nèi)部受到氧傳遞受阻及外部溶解氧大量的消耗而產(chǎn)生缺氧區(qū)，反硝化菌為優(yōu)勢菌種，從而導(dǎo)致同時硝化反硝化(SND)的發(fā)生。

目前MBBR工藝中常用的填料有聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚氨酯海綿、活性炭、沸石以及硅藻土等。近年來，隨著污水處理廠出水水質(zhì)要求的不斷提高，傳統(tǒng)生物膜載體已經(jīng)很難滿足現(xiàn)狀需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對傳統(tǒng)填料存在不同弊端，其目的是提供一種新型生物膜載體的制備及其應(yīng)用，以利于適宜載體與聚氨酯海綿進行結(jié)合來增大比表面積，從而使載體在附著生物膜后的密度與水的密度更加接近。由于新型載體的附著生物量增大，從而提高了MBBR工藝的處理效果。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種由聚氨酯海綿和沸石粉組合而成的新型生物膜載體，該載體包括兩種載體單體分別為聚氨酯海綿和沸石粉，所述聚氨酯海綿單體長×寬×高為15×15×15mm，密度為28kg/m³，平均比表面積為0.846m²/g，每平方英寸含80孔；沸石粉單體粒徑為0.15mm，比重為2.1-2.6，硬度為3.5-5.5；所述聚氨酯海綿和沸石粉兩種載體在物理旋轉(zhuǎn)下通過共混組合為新型生物膜載體；新型生物膜載體制備所需的儀器為ZR4-6六聯(lián)攪拌裝置，將聚氨酯海綿按20％的填充率裝入容積為1L的玻璃容器內(nèi)，同時加入3g沸石粉，所述攪拌裝置通過控制面板控制，在攪拌裝置的葉輪的攪動下，使沸石粉進入聚氨酯海綿內(nèi)部；首先在轉(zhuǎn)速為100r/min的條件下，設(shè)置第一個葉輪運行時間為1h，第二個葉輪的運行時間為2h，依次類推，第六個葉輪運行時間為6h；上述過程運行完成后，將轉(zhuǎn)速調(diào)至150r/min，依舊將第一個葉輪運行時間設(shè)為1h，第二個葉輪的運行時間設(shè)為2h，依次設(shè)置，第六個葉輪運行時間為6h；按每次增加量50r/min來設(shè)置轉(zhuǎn)速，最大轉(zhuǎn)速為300r/min，在轉(zhuǎn)速分別為100r/min、150r/min、200r/min、250r/min和300r/min的條件下，運行時間由1h進行至4h時，聚氨酯海綿吸附沸石粉的量均呈增加趨勢，當(dāng)運行時間超過4h后，新型生物膜載體的重量趨于穩(wěn)定，此時聚氨酯海綿吸附沸石粉已達飽和；在運行時間為4h時，轉(zhuǎn)速100r/min、150r/min、200r/min、250r/min和300r/min對應(yīng)的沸石粉平均增量分別為0.0875g、0.1577g、0.1215g、0.0673g和0.0671g，因此本實驗確定的最佳攪拌時間為4h，最佳轉(zhuǎn)速為150r/min，所述新型生物膜載體的長×寬×高為15×15×15mm立方體，密度為32kg/m³。