[發明專利]一種具有連續梯度氧化還原電位的懸浮載體及其制備方法

在審

• 申請號: 201810262829.7
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108439594A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 余毅堅
• 申請（專利權）人: 桂林德態環保科技有限公司
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發明公開了一種具有連續梯度氧化還原電位的懸浮載體及其制備方法，該懸浮載體的制備方法如下：1)將聚氨酯泡沫體切割成邊長5～25mm的長方體，再加入攪拌器中，并加水混合均勻；2)將粉末活性炭和壓電材料混合均勻后加入攪拌器中，混合均勻；3)將黏合劑加入攪拌器中，混合均勻，得到具有連續梯度氧化還原電位的懸浮載體。本發明的懸浮載體比表面積大，且具有連續梯度氧化還原電位，可以顯著提高污水處理系統的容積負荷和反硝化脫氮能力，無需土建便能實現污水處理廠的低成本提標擴容改造。

技術領域

本發明涉及一種具有連續梯度氧化還原電位的懸浮載體及其制備方法。

背景技術

活性污泥法和生物膜法是最常用的污水處理工藝，但這兩種方法都存在明顯的缺陷。活性污泥法具有傳質混合效果好、處理效率高等優點，但生物量相對較小，處理能力有限；生物膜法生物量大，處理能力強，但傳質混合困難，污水處理效率低。因此，MBBR(移動床生物膜反應器)工藝便應運而生。MBBR工藝通過向反應池中投放一定數量的輕質懸浮載體，再在活性污泥中添加生物膜系統，將傳統活性污泥法和生物膜法的優點相結合，充分發揮各自的生物降解優勢，實現優勢互補。

MBBR屬于三相生物流化床處理方法，具有以下優點：1)懸浮載體生物膜處于流化狀態，污水和生物膜的傳質混合效果好，和固定生物膜相比，污水處理效率更高；2)通過投放比表面積大的懸浮載體，生物量可達30～40g/L，是普通活性污泥的5～10倍，和普通活性污泥法相比，污水處理能力顯著提高，且容積負荷更高，占地面積更小；3)生物膜提高了系統耐沖擊負荷能力和對有毒化合物的抵抗能力；4)反應系統為氣-固-液共存的三相流化狀態，氣-固-液三相充分接觸、混合和碰撞，增加了傳質面積，提高了傳質速率，強化了傳質過程，同時載體流化時不斷切割分散氣泡，使得布氣均勻，提高了氧利用率；5)載體為生長緩慢的硝化細菌和其它長世代微生物提供著生之所，使生物固體停留時間和水力停留時間區分開，大大提高了生物反應器的硝化效率；6)流化載體受水流氣流沖刷和相互碰撞，使老化生物膜易于脫落，促進新陳代謝，保證了生物膜的活性；7)流化載體可生長絲狀細菌，使系統對有機物分解效率更高，同時無污泥膨脹之虞。目前，MBBR工藝的主要應用領域包括：1)污水處理系統提標、擴容改造；2)高濃度、難降解有機廢水處理；3)污水系統三級生物處理。

隨著我國經濟的發展，水污染問題越來越嚴重，對污水廠污染物排放標準也越來越高，污水處理提標改造勢在必行。一般城鎮污水處理廠在投入使用時，由于管網尚未完善，污水進水量往往低于設計處理能力，但隨著管網不斷完善，污水廠服務區人口增加，污水進水量不斷增加，經過一段時間運營后，污水進水量可能會超過設計處理能力，這時候就需要對污水處理廠進行擴容改造，而提標擴容改造將成為我國城鎮污水處理廠面臨的主要難題。

利用MBBR工藝對城鎮污水廠進行提標擴容改造無需土建，投資少，施工簡單，已得到廣泛應用。MBBR工藝中，其技術核心為懸浮載體。目前，應用于MBBR工藝的懸浮載體主要有兩種：一種為PE材料制作的具有鮑爾環結構的PE載體，另一種為聚氨酯海綿制作的海綿載體。這兩種載體的材質、結構等各不相同，但均存在比表面積不足的問題，PE載體的比表面積低于700m²/m³，海綿載體的比表面積低于2000m²/m³。由于比表面積低，載體上著生生物膜量受到限制，為了提高MBBR反應器的生物膜量，只能提高載體的投配比，一般PE載體的投配比為40％～70％，海綿載體的投配比為30％～50％，而載體投配比的提高會導致污水系統中載體流化能耗增加，且需要安裝穿孔曝氣，使MBBR工藝在污水系統中應用受到限制。利用MBBR技術對城鎮污水廠進行擴容改造，主要是通過提高生化反應池生物量來實現的，而懸浮載體生物膜量直接取決于載體比表面積，在一定程度上，載體比表面積越大，其負載的生物膜量就越大，對污水廠擴容越有利。因此，研究開發高比表面積懸浮載體對擴大污水處理廠容積負荷十分重要。