[發明專利]一種納米氧化鎂修飾的蜂巢石填料以及促進UASB反應器快速啟動的方法

在審

• 申請號: 202110532312.7
• 申請日: 2021-05-17
• 公開（公告）號: CN113277615A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 張勇;金震;仲勇;羅濤;胡群林;徐廣松;王慧
• 申請（專利權）人: 安徽建筑大學;南京四友環保科技有限公司
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F101/30
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明涉及高濃度有機廢水處理技術領域，提供了一種納米氧化鎂修飾的蜂巢石填料以及促進UASB反應器快速啟動的方法。本發明將納米氧化鎂修飾在蜂巢石上，修飾后的蜂巢石具有更大的比表面積和更強的吸附性能，可以為微生物的附著生長提供表面，增強了微生物多樣性，提高厭氧處理效率。將本發明的納米氧化鎂修飾的蜂巢石填料應用于UASB反應器中，可以大幅縮短UASB反應器的啟動時間。采用本發明提供的方法可以將UASB反應器的啟動時間縮短至24d，和傳統方法相比啟動時間縮短了40d。

技術領域

本發明涉及高濃度有機廢水處理技術領域，尤其涉及一種納米氧化鎂修飾的蜂巢石填料以及促進UASB反應器快速啟動的方法。

背景技術

UASB反應器由反應區和三相分離區兩部分組成。反應區內，在厭氧污泥中微生物的作用下廢水中污染物進行降解并產生沼氣，在氣泡的攜帶作用、水力提升和剪切作用下，沉降性能稍差的污泥被帶入污泥懸浮區，通過三相分離器實現氣、固、液分離。與其他厭氧生物處理技術相比，UASB反應器具有結構簡單、運行費用低、運行高效穩定且產生二次能源等優勢，在處理高濃度有機廢水領域廣泛應用。

但是，UASB反應器存在啟動困難、污泥流失嚴重造成生物量的減少等問題。厭氧反應器內顆粒污泥形成的過程稱之為顆粒污泥化，顆粒污泥化是UASB反應器啟動的目標和啟動成功的標志。厭氧顆粒污泥的馴化培養是至關重要的，顆粒污泥沉降性好、代謝效率高，能適應較大幅度的負荷沖擊、溫度和pH變化，可有效系統的運行性能。因此，促進顆粒污泥的形成以及維持反應器較高的生物量是反應器快速啟動的關鍵。

目前，促進UASB啟動的方法包括逐漸增加負荷、添加金屬或惰性載體等方法。韓紅軍(王冰，韓洪軍，劉碩，等.顆粒活性炭加速厭氧反應器污泥顆粒化的研究[J].中國給水排水.2011,27(11):72-74)等研究了顆粒活性炭對厭氧污泥顆粒化的影響，發現向UASB反應器中投加顆粒活性炭能夠縮短污泥顆粒化時間，UASB厭氧顆粒污泥的啟動時間可由以前的3～5個月縮短至64天，并且運行效果穩定。王晶(王晶，田東軍，劉芳，等.生物炭固定化UASB去除中藥廢水有機物性能研究[J].工業水處理.2019,39(11):66-69.)等以牛糞生物炭作為UASB的載體材料，以污水處理廠脫水機房干污泥為接種污泥處理中藥廢水，運行64天后COD_Cr去除率達到91.3％±1.9％，反應器成功啟動。

可以看出，目前本領域中UASB反應器的啟動時間仍然較長，縮短UASB反應器的啟動時間是本領域亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種納米氧化鎂修飾的蜂巢石填料以及促進UASB厭氧顆粒污泥快速啟動的方法。本發明提供的納米氧化鎂修飾的蜂巢石填料吸附性能強，可以為微生物的吸附生長提供表面，將其應用于UASB反應器中，能夠大幅縮短UASB反應器的啟動時間。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

一種納米氧化鎂修飾的蜂巢石填料，包括蜂巢石和負載在蜂巢石上的納米氧化鎂；所述蜂巢石上納米氧化鎂的負載量為0.6～2.0g/g。

優選的，所述納米氧化鎂修飾的蜂巢石填料的粒徑為3～5mm。

本發明還提供了上述方案所述納米氧化鎂修飾的蜂巢石填料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將蜂巢石、可溶性鎂鹽、堿性物質和水混合進行第一熱處理，得到第一反應液；

(2)將所述第一反應液、可溶性鎂鹽、堿性物質和水混合進行第二熱處理，得到第二反應液；

(3)重復步驟(2)若干次，按照熱處理的總次數，將最后一次熱處理記為第n熱處理，將第n熱處理后所得反應液固液分離，將所得產物洗滌、干燥后進行退火，得到納米氧化鎂修飾的蜂巢石填料；所述n≥4。