[發明專利]用于廢水處理的載體及方法

無效

• 申請號: 88105856.4
• 申請日: 1988-01-12
• 公開（公告）號: CN1034186A
• 公開（公告）日: 1989-07-26
• 發明（設計）人: 劉之慧;王西俜;楊俊仕;王永然;吳付良
• 申請（專利權）人: 中國科學院成都生物研究所;四川自貢陶粒廠
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 中國科學院成都專利事務所
• 代理人: 宋樹銘

本發明是一種發酵廢水的厭氧固定化細胞制備方法，涉及環境保護中廢水生物處理方法。

廢水生物處理法有好氧、厭氧兩大類，而厭氧有能耗低、可回收能源、污泥生成量少等優點，是目前國內外廣泛采用的生物處理法。其中的生物膜法是利用附著在各種濾料或塑料轉盤上的微生物對有機廢水進行降解、凈化。而不同的介質及其附著物，直接影響污水凈化的效果。英國人安·威奧凱（A·Wilkie）用塑料環、珊瑚、貝殼、耐火磚碎片做介質，COD去除率為67～73%，甲烷產率為0.29～0.39m³/gCOD，滯留時間6天，運轉20天以上才達到產甲烷最高峰。（第四屆國際厭氧消化論文集，P162-173，1985）加拿大人瓦頓·彼爾（Van·den、Berg）等人用針穿過孔的聚酯作載體、廢水降解及產甲烷活動在其形成的生物膜上進行，滯留期1天，處理濃度10g/l以下的蔗糖廢水，COD去除率超過75%，但滯留期為半天時，COD去除率竟降低50%（文件同上）。國內最新資料是在1983年全國工業生化會議上，廣東微生物研究所和香港中文大學生化系宣讀了共同研制的論文。由于他們使用的載體是大顆的陶珠，其孔隙大而不細密，加之陶珠表面光滑，許多孔隙又被封住，在經過固定化細胞處理后用掃描電鏡觀察，表面菌體極少，內部也不能大量附著菌體，其實用效果是：在COD負荷為10.7kg/m³·d時，COD去除率僅57～66%，所產沼氣的甲烷含量亦低，僅57～66%。當COD負荷提高到13.7kg/m³·d時，其污水處理效率即明顯下降，適用范圍比較狹窄。另外，他們使用的載體原料是粘土，不僅機械強度差，而且使用壽命也短，在實際使用時，還會帶來其他不良效果。

本發明的目的在于制造出一種廉價、強度高、固定生物細胞性能好的無機多孔性材料作載體，以及適宜大量推廣應用于有機廢水處理的方法。

我們采用了如下的方法，使本發明的目的得以解決;首先，我們用四川省自貢市天池山豐富的頁巖作為燒制載體的原料，使載體既廉價又強度高。在燒制工藝中，原料攪拌時，我們用比谷殼更細的鋸木屑按一定的比例作為增加載體孔隙的外加料加入攪拌，使制成的載體比重輕、無毒。我們不是以燒制成的陶珠（或陶粒）作為載體的成品，而是對其進行了再加工，以破壞封住孔隙的光滑表面，我們采用高速對輥機將半成品破碎、篩選、沖洗和烘干，盡量將細而密的孔隙露出，增大了載體的比表面積。我們在自貢市陶粒廠進行試驗性加工的結果，所獲得的載體完全達到了廉價、強度高、比表面積大和無毒的特點，其化學成份和物理參數如下：（1）SiO₂是60～70%，（2）Al₂O₃是10～20%，（3）Fe₂O₂是5～20%，（4）CaO是5～20%，松散容重為600～900kg/m³;機械振蕩磨損破碎率為1.85～2.00%之間;總孔隙率為65～85%之間。

該載體的售價，據工廠推算每立方米為200～250元。

我們將載體與馴化后處于對數生長期的厭氧細菌充分接觸后再裝入反應器中，在室溫條件下，上流式逐滴加醋酸鈣合成配水或生產廠的有機廢水，將反應器流出物收集起再返回逐滴流加，如此循環多次，即可使厭氧菌牢固地附著在載體表面和內部小孔隙內，即制成了用于處理有機廢水的厭氧固定化細胞。用掃描電鏡觀察，厭氧菌群體不僅附著在載體表面，而更多地存在于載體的孔隙之內。在同等條件下測定，每立方載體固定的菌體量是活性養氧化鋁的1.59倍，瓷粒的2.49倍。

本發明的優點表現在四個方面：

一是在處理廢水的運行過程中穩定性好：在10～35℃范圍，廢水COD1000～12000mg/l范圍，廢水處理運行均能保持正常狀態，COD去除率保持在90%以上;當COD負荷由4kg/m³·d變動至15kg/m³·d時，其COD去除率波動小于4%，當停用半年后，只要添加廢水即可很快啟動，COD去除率仍維持在90%以上，而且在連續三個月的運行中無堵塞現象。

二是適應性廣：用本法制備的厭氧固定化細胞，不僅可處理人工合成配水，而且可以廣泛用于啤酒廢水，繅絲廢水、豆制品廢水、屠宰廢水、糖蜜廢水、味精廢水等，以及農副產品加工業有機廢水的處理;無論是對高濃度還是低濃度廢水，無論是對高負荷還是低負荷處理，均能保持正常處理狀態。