[發(fā)明專(zhuān)利]一種將微生物嵌入微孔膜制作的生物反應(yīng)填料

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011460002.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112456656A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州達(dá)道環(huán)保科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C02F3/34
• 分類(lèi)號(hào): C02F3/34
• 代理公司: 北京冠和權(quán)律師事務(wù)所 11399
• 代理人: 吳金水

本發(fā)明公開(kāi)了一種將微生物嵌入微孔膜制作的生物反應(yīng)填料，涉及生物工程或污水處理中的生物反應(yīng)填料相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)的生物反應(yīng)填料包括微孔膜及菌膠團(tuán)，所述微孔膜為中空纖維膜或板式膜，所述菌膠團(tuán)包埋在微孔膜外壁之內(nèi)的內(nèi)腔或孔隙中，材料構(gòu)造和實(shí)施簡(jiǎn)單，微生物受膜的包裹不流失，膜表面孔隙發(fā)達(dá)，膜內(nèi)外的物質(zhì)傳遞通暢，膜對(duì)微生物沒(méi)有毒害作用，微生物活性高，填料使用壽命長(zhǎng)，由于直接包埋菌膠團(tuán)，可快速并持久的發(fā)揮微生物活性，這種填料在工程應(yīng)用中根據(jù)需要可以制作成任意尺寸，可固定在反應(yīng)器內(nèi)使用，相互不摩擦和碰撞，不需設(shè)置攔截網(wǎng)，且不會(huì)磨損或破碎，整體降低了生物反應(yīng)填料的使用和維護(hù)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物工程或污水處理中的生物反應(yīng)填料相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種將微生物嵌入微孔膜制作的生物反應(yīng)填料。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著人們對(duì)環(huán)保的日漸重視，民生工程中的化學(xué)方法越來(lái)越多地被更加綠色環(huán)保的技術(shù)所替代，其中微生物技術(shù)是受到廣泛關(guān)注的替代方法之一，在新興的生物工程或污水處理技術(shù)領(lǐng)域更加離不開(kāi)微生物技術(shù)。以生物法污水處理為例，一般采用活性污泥法或生物膜法，活性污泥法是指將微生物以絮體(活性污泥)的形式分散在污水中，污泥與水充分接觸，污水內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)向污泥內(nèi)傳遞，污泥內(nèi)的微生物代謝后的產(chǎn)物向污水內(nèi)傳遞；生物膜法是指在污水內(nèi)提供一定的填料，可以是固定填料也可以是流動(dòng)填料，微生物附著在填料表面生長(zhǎng)形成一層生物膜，物質(zhì)與生物膜內(nèi)的微生物進(jìn)行內(nèi)外傳遞(傳質(zhì))，這種在填料表面形成生物膜的過(guò)程叫掛膜。也有采用微生物包埋法制作而成的生物填料，就是將微生物與高分子預(yù)聚體混合均勻，凝固后切割成顆粒狀填料，微生物被包埋在填料內(nèi)，通過(guò)特殊工藝在填料內(nèi)形成發(fā)達(dá)的微孔，填料內(nèi)的微生物通過(guò)微孔與污水形成物質(zhì)傳遞。

有一些微生物，世代周期較長(zhǎng)，增殖速度慢，屬于弱勢(shì)菌種，采用活性污泥法或生物膜法很難富集這類(lèi)微生物，而往往這類(lèi)弱勢(shì)菌對(duì)污水中特定污染物的降解和去除起到了關(guān)鍵的或重要的作用。例如污水脫氮離不開(kāi)的硝化菌和反硝化菌、污水厭氧制甲烷的厭氧菌、高濃度氨氮廢水處理的厭氧氨氧化菌等。尤其在低水溫(低于12℃)影響，弱勢(shì)菌群生長(zhǎng)會(huì)進(jìn)一步被抑制。

采用微生物包埋技術(shù)制作的包埋填料用于污水處理反應(yīng)器中相當(dāng)于給反應(yīng)器直接投加微生物，而無(wú)需富集，這種方法可快速提高對(duì)特定污染物的降解或去除效果，能很好地解決弱勢(shì)菌群不易富集的問(wèn)題。然而，在微生物包埋技術(shù)中，目前通常采用顆粒形包埋填料，為了減少填料與外界物質(zhì)交換的阻力，這類(lèi)填料尺寸不能做得太大，一般為圓形或方形，直徑或邊長(zhǎng)為2-4mm。由于填料顆粒粒徑過(guò)小，在反應(yīng)器內(nèi)需要設(shè)攔截網(wǎng)，否則填料會(huì)隨出水流失，而同樣的，鑒于填料顆粒的限制，攔截網(wǎng)的孔眼直徑需要做到非常小，這樣就會(huì)造成堵塞的問(wèn)題，需要定期清理攔截網(wǎng)，增加使用成本。同時(shí)填料在反應(yīng)器內(nèi)呈分散狀態(tài)，隨著反應(yīng)器內(nèi)的機(jī)械攪拌或空氣攪拌，填料會(huì)互相碰撞，造成磨損或破碎，從而穿透濾網(wǎng)，填料隨著使用被快速消耗，需要定期補(bǔ)充來(lái)維持需要的總量。另外在包埋填料制作的過(guò)程中，高分子預(yù)聚體與微生物直接混合，會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生一定的毒害作用，微生物的活性會(huì)降低50％-70％。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述采用傳統(tǒng)包埋填料造成的堵塞、填料損耗、活性低等問(wèn)題，本發(fā)明提供一種將微生物嵌入微孔膜制作的生物反應(yīng)填料，這種填料是將特定作用的微生物直接裝填入微孔膜(中空纖維膜、板式膜等各種形式的微孔膜)內(nèi)，將微孔膜的進(jìn)出口封閉即形成嵌入了微生物的填料。具體技術(shù)方案為：

一種將微生物嵌入微孔膜制作的生物反應(yīng)填料，包括微孔膜及菌膠團(tuán)，所述微孔膜為中空纖維膜或板式膜，所述菌膠團(tuán)包埋在由微孔膜外壁構(gòu)成的內(nèi)腔或孔隙中。

優(yōu)選地，所述微孔膜為有機(jī)材料微孔膜或無(wú)機(jī)材料微孔膜。

優(yōu)選地，所述有機(jī)材料微孔膜為聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯(PP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)中的一種或二種以上制備的微孔膜。

優(yōu)選地，所述無(wú)機(jī)材料微孔膜為陶瓷微孔膜。