[發明專利]一種竹炭-光合細菌-人工濕地一體化污水處理系統

在審

• 申請號: 202110451444.7
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN112897824A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 林華;張偉;王義安;覃輝
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F1/28;C02F3/32;C02F3/34;C02F101/20;C02F101/22
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李林合

本發明公開了一種竹炭?光合細菌?人工濕地一體化污水處理系統。該處理系統包括可拆分式連接的沸石區和吸附處理系統；吸附處理系統包括相互連通的第一腔室和第二腔室；沸石區與第一腔室連通；第一腔室和第二腔室由上至下均依次設置有李氏禾、有機物吸附層、普通吸附層以及基底層。本申請以李氏禾作為人工濕地體系中的水生植物，通過李氏禾與負載有光合細菌的改性竹炭相配合，并通過吸附光合細菌的改性竹炭和竹炭形成微生物電池，能夠有效的除去廢水中的有毒有害成分，縮短污水處理時間，有效的實現對廢水進行凈化處理的目的，同時復合系統能夠根據實際情況進行分離，每個部分能夠單獨應用于不同的情況，進行污水處理。

技術領域

本發明屬于污水處理技術領域，具體涉及一種竹炭-光合細菌-人工濕地一體化污水處理系統。

背景技術

生活污水是人們日常生活用水產生的各種污水總稱。主要包括洗滌水、沖洗水、糞便水等，除了家庭污水排放之外，還有集體單位和企事業單位的污水排放。污水主要特征呈現：1、含有多種細菌、病毒等，容易傳染疾病；2、氮、磷、硫等含量較高；3、含有糖類、淀粉、纖維素、尿素等在無氧條件下容易產生惡臭的物質；4、含有金屬銅、鎘等重金屬；5、含有藥物以及個人護理用品(PPCPS)；6、飲用水常用的消毒副產物(DBPS)殘留量過高。由于生物多樣性、新型洗滌劑以及衛浴產品的出現，加大了污水中細菌、病毒以及難降解污水的處理，同時又由于天氣變化多端等外在因素的出現，往往單一的處理技術難以達到有效的效果，需要幾種處理技術的結合組成系統共同發揮作用，才能達到排放要求。

光合細菌(photosynthetic bacteric,PSB)是一類以光為能源，以CO₂或有機物為碳源，通過光合作用而進行營養繁殖的水圈微生物，廣泛在于自然界，在有機物濃度高的水域中更為常見。光合細菌是革蘭氏陰性菌，本身含有多種營養物質和生理活性物質，具有進行光合作用、發酵以及固氮、去除重金屬、產氫等功能。光合細菌在污水處理中的應用始于1960年代。日本科學家小林正泰等發現高濃度有機廢水在自然界的自凈過程是不同營養級的微生物群生態演替的結果，光合細菌在此過程中起著十分重要的作用，并首先開展了用光合細菌法處理有機廢水的研究。與目前廣泛應用的生物處理廢水系統如活性污泥法、生物膜法和厭氧法相比，PSB在自然光照和微量好氧條件下，可以直接對各種高濃度有機污水進行高效率的處理，并且在處理前不需對污水進行稀釋。同時在處理過程中有產生氫氣，為新能源的開發帶了一條途徑。由于光合細菌菌體細胞內含有豐富的菌綠素、類胡蘿卜素等營養物質，可綜合利用，作為家畜等的餌料，不會造成二次污染。

竹炭作為一種多孔介質材料、孔隙率高、比表面積大、吸附性好、物理化學性能穩定，且價廉易得，具備微生物固定化載體材料應具有的性能特點，可用作微生物固定化載體。關于利用竹炭作為載體吸附微生物處理廢水，國內已經有相關報道。羅舒君等(水處理技術2009，35(3):86-89)報道了利用竹炭吸附EM提高了曝氣生物濾池的處理效果；孫翔等(環境科學與技術，2009，32(3)：151-154)報道了用竹炭固定微生物處理含酚廢水；周珊等(高校化學工程學報，2008，22(5):889-894)報道了用竹炭固定化假單胞菌降解苯酚的研究，同時報道(林業研究。2009，45(6):133-138)以竹炭為載體，將硝化菌、反硝化菌等微生物固定在竹炭上，研究了竹炭固定化微生物對氨氮的去除以及影響因素。這些方法都是利用竹炭固定好氧微生物或者好氧和厭氧微生物的混合菌群，存在污水處理過程中需要曝氣，增加處理成本。同時混合菌群的培養過程中，由于各菌種之間的營養和空間競爭，導致部分菌種生長受到抑制等缺點，影響污水處理效果。采用活化后的竹炭吸附光合細菌處理污水，在國內還沒有相關報道。

另外，污水中除了含有COD、磷、氨氮等污染物外，還會含有多種重金屬污染物，而李氏禾是去除重金屬污染物的很好的選擇。李氏禾作為一種多年生禾本科植物，生命力頑強、適應環境能力極強，近年來多應用于濕地系統處理重金屬鉻。而李氏禾對金屬Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅳ)具有很強的富集作用，同時對金屬Cu也具有良好的耐受性。