專利名稱：一種生物處理用的活性微生物載體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及各種有機(jī)污染水的生物處理技術(shù)，特別是淹沒(méi)式生物膜處理技術(shù)所用的活性微生物載體。
背景技術(shù)：
生物膜法在有機(jī)污染水的生物處理方面占有重要的地位。早期的生物膜載體采用礦渣、竹片、木條等天然物質(zhì)，隨后開(kāi)發(fā)了以紙、玻璃鋼、塑料等為材質(zhì)的蜂窩式或波紋式等疊裝填料，以塑料、陶瓷等為材質(zhì)的環(huán)狀多面、中空球狀、球形等堆積填料，以塑料等高分子材料為材質(zhì)的懸掛軟性半軟性填料、彈性立體填料等，1990年前后開(kāi)發(fā)出以輕質(zhì)塑料等為材質(zhì)的懸浮填料。上述填料的材質(zhì)是惰性的，比表面積不大，對(duì)微生物膜沒(méi)有促進(jìn)和活化作用，在生物膜的快速培養(yǎng)、耐久性等方面有缺陷。
發(fā)明專利申請(qǐng)96198802.9“多孔聚合生物載體及其在廢水生物處理中的應(yīng)用”揭示了一種作為廢水生物處理中微生物載體的多孔生物載體包括聚合材料和可任選的纖維增強(qiáng)材料，吸附材料和/或無(wú)機(jī)填料，其比重大于水并且孔徑大小足夠適合微生物定殖于孔內(nèi)。這項(xiàng)技術(shù)在填料耐久性方面有所提高。
發(fā)明專利申請(qǐng)00114276.3“一種用于水處理的活性填料”揭示了一種在高分子材料中加入生物活性物質(zhì)制造成為用于水處理的活性填料，能促進(jìn)微生物在本活性填料上生長(zhǎng)，快速形成生物膜；能增大填料的實(shí)用表面積，進(jìn)而增大微生物量，亦即提高了活性填料表觀比表面積的生物活性；活性物質(zhì)的加入還可大大降低填料的生產(chǎn)成本。
發(fā)明專利申請(qǐng)96120357.9和01136013.5分別公開(kāi)了兩種不同配方的用橡膠粉、EVA(乙烯與乙烯基乙酸共聚物)或其衍生物、粉末活性炭(或無(wú)機(jī)物超細(xì)粉末)的顆粒狀載體，適用于三相流化床生物膜反應(yīng)器、曝氣生物濾池等生物反應(yīng)器，具有良好的機(jī)械耐磨性與生化穩(wěn)定性，可以快速處理污水。這兩項(xiàng)技術(shù)充分利用了橡膠粉的耐磨耐久性能，以及活性炭對(duì)有機(jī)物和細(xì)菌的吸附性能，處理效率較高，但是成本也較高。
上述填料的配方均沒(méi)有專門對(duì)產(chǎn)品的比重進(jìn)行調(diào)整，在一些場(chǎng)合的應(yīng)用受到限制。
上述配方的微生物載體產(chǎn)品在投入應(yīng)用前都沒(méi)有生物膜，所以都需要3-4星期的較長(zhǎng)的生物膜生長(zhǎng)培養(yǎng)期，處理出水才能達(dá)到預(yù)期的指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于水處理的活性微生物載體，這種載體中含有1、橡膠粉，充分利用橡膠粉的耐磨耐久性能，保證產(chǎn)品長(zhǎng)期使用性能穩(wěn)定；2、比重調(diào)節(jié)劑，用于調(diào)節(jié)微生物載體的比重，根據(jù)需要適量添加或不加。對(duì)比重調(diào)節(jié)劑的要求是不易被生物處理環(huán)境中的有機(jī)污染水、空氣、微生物及其代謝產(chǎn)物分解破壞，比重比水輕或比橡膠重，例如石英砂、花崗巖、浮石、硅藻土、高嶺土、石榴石、磁鐵礦等各種礦石、粉煤灰、漂珠、塑料空心小球、玻璃粉碎物、陶瓷粉碎物、礦渣粉碎物、陶粒；3、粘合劑，可以使用多種常用粘合劑材料，原料來(lái)源廣泛。對(duì)粘合劑的要求是對(duì)橡膠粉、比重調(diào)節(jié)劑有良好的粘結(jié)強(qiáng)度，且不易被生物處理環(huán)境中的有機(jī)污染水、空氣、微生物及其代謝產(chǎn)物分解破壞，例如乙烯與乙烯酸共聚物(EVA)及其衍生物、尼龍、熱塑性聚酯、乙烯—醋酸乙烯共聚物、乙烯—乙烯醇共聚物、聚砜、聚烯烴、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚醚醚酮、聚亞苯基硫醚、纖維素酯塑料、聚乙烯縮丁醛、苯乙烯聚合物、聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂、天然橡膠膠液、丁基橡膠膠液、三元乙丙烯橡膠膠液、氯丁橡膠膠液、氟橡膠膠液、硅橡膠、瀝青以及這些物質(zhì)的改性材料；4、活性填充劑，由易被微生物分解的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與助劑和/或微生物組成，能在填料應(yīng)用前預(yù)先定植微生物，促進(jìn)某些種類的微生物在活性填料上生長(zhǎng)，快速形成生物膜，能增大載體的實(shí)用表面積，進(jìn)而增大微生物量，活性物質(zhì)的加入可降低填料的生產(chǎn)成本，例如微生物干粉、動(dòng)植物粉末、糧食粉末、各種食品加工業(yè)的有機(jī)廢渣加工粉碎物，活性污泥干燥粉碎物、含氮磷元素的營(yíng)養(yǎng)鹽類以及能與這些物質(zhì)形成果凍狀膠體凝聚物的二價(jià)和三價(jià)金屬離子鹽類、有機(jī)聚電解質(zhì)、水。
當(dāng)然，在載體的生產(chǎn)過(guò)程中，配方的選定要根據(jù)成本、生產(chǎn)工藝的不同要求進(jìn)行優(yōu)化，以保證產(chǎn)品的性能優(yōu)秀、成本低廉。
本發(fā)明的載體產(chǎn)品的外形可以具有多種形狀，常見(jiàn)的有顆粒狀、短管狀、片塊狀，也可以做成不同部位比重不同的產(chǎn)品如帶形、水草狀等特殊形狀的產(chǎn)品。
本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾方面1、新發(fā)明的微生物載體兼有橡膠粉的耐久、耐磨性，活性填充劑的原料廣泛、價(jià)格低廉、成膜快速的優(yōu)勢(shì)，是幾種先進(jìn)的載體技術(shù)的優(yōu)化組合。
2、新發(fā)明的微生物載體中加入了比重調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)成品的比重。不加或少加比重調(diào)節(jié)劑的各種產(chǎn)品可以應(yīng)用于常規(guī)的三相流化床生物反應(yīng)器、曝氣生物濾池，比重較大的產(chǎn)品可以應(yīng)用于氣浮生物濾池，比重小于水的漂浮型微生物載體很適合應(yīng)用于采用傳統(tǒng)活性污泥法的污水處理廠的技術(shù)改造。
比重合適的微生物載體應(yīng)用于三相流化床生物反應(yīng)器，可以降低能耗，提高氧氣利用率，從而降低運(yùn)行成本。
3、粘合劑材料的選取不僅僅局限于EVA及其衍生物這樣的熱熔膠、熱塑性塑料，也可以是環(huán)氧樹(shù)脂類、橡膠膠液、瀝青等多種膠粘劑類物質(zhì)。當(dāng)然，粘合劑的種類不同，生產(chǎn)工藝也就相應(yīng)不同。有關(guān)的生產(chǎn)工藝可參考后面的應(yīng)用實(shí)施舉例。
4、在活性填充劑原料的選取與加入微生物載體的加工方法。糧食與水、二價(jià)和三價(jià)金屬離子鹽類或有機(jī)聚電解質(zhì)可以加工得到果凍、豆腐、涼粉等膠體凝聚物，將這樣的膠體凝聚物填充到活性微生物載體的孔道中，不像一般的淀粉類物質(zhì)那樣容易溶解散落到水中，比一般的淀粉等物質(zhì)能更牢固地粘附在孔道內(nèi)，可以為大量微生物的繁殖提供營(yíng)養(yǎng)，從而迅速提高微生物載體中的生物量，縮短生物培養(yǎng)的時(shí)間。
5、活性填充劑原料中可以選擇生物干粉和活性污泥干燥粉碎物，它們具有活細(xì)胞或活孢子，在有適量水分的時(shí)候就能生長(zhǎng)繁殖，使得微生物載體在投入應(yīng)用前就長(zhǎng)有大量的生物膜，可以縮短實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)間1-2星期，經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一原料選取40目橡膠粉1000g，40目石英砂200g作為比重調(diào)節(jié)劑，EVA樹(shù)脂400g作為粘合劑，玉米粉100g、水2000g、明礬10g、活性污泥干粉10g。
制造方法將橡膠粉、石英砂、EVA邊加熱邊攪拌直到EVA熔化，混合均勻后的EVA包裹在橡膠粉和石英砂的表面，得到具有多孔結(jié)構(gòu)的混合物。將混合物切割加工成需要的形狀?？梢圆捎盟芰蠑D出機(jī)加工成條形，然后熱切或冷卻后切割成需要的尺寸。一些特殊形狀的產(chǎn)品需要采用特定的成形工藝。將切割成形的材料冷卻到100℃以下定形。
明礬加入100g左右的水，加熱配制成90℃以上的溶液。
將玉米粉加適量的水加熱制成粘稠的90℃左右的粥狀。將切割成形的材料加入，混合均勻并保持溫度在90℃左右。加入明礬溶液，不斷攪拌并冷卻混合物，即得到?jīng)]有接種微生物的活性微生物載體。
將活性污泥干粉與適量水調(diào)成糊狀，與上述冷卻的活性微生物載體混合，即得到預(yù)接種的活性微生物載體。
實(shí)施例二原料選取40目橡膠粉1000g，不加比重調(diào)節(jié)劑，環(huán)氧樹(shù)脂+固化劑共300g作為粘合劑，玉米粉100g作為活性填充劑。
制造方法將橡膠粉、玉米粉、環(huán)氧樹(shù)脂+固化劑在一起混合攪拌，混合均勻后得到具有多孔結(jié)構(gòu)的混合物。當(dāng)樹(shù)脂逐漸凝固達(dá)到一定的粘度的時(shí)候，將混合物擠壓切割加工成需要的形狀。將切割產(chǎn)物放到大量的玉米粉中完全固化，即可得到?jīng)]有接種微生物的活性微生物載體，適合長(zhǎng)期存放。
上述的活性微生物載體可以在使用前20-40天加水并接種微生物，即得到預(yù)接種的活性微生物載體。
實(shí)施例三原料選取40目橡膠粉1000g，不加比重調(diào)節(jié)劑，自硫化橡膠膠液300g作為粘合劑，飼料粉100g作為活性填充劑。
制造方法將橡膠粉、飼料粉、自硫化橡膠膠液在一起混合攪拌，混合均勻后得到具有多孔結(jié)構(gòu)的混合物。當(dāng)膠液逐漸變干，混合物達(dá)到一定的強(qiáng)度的時(shí)候，將混合物擠壓切割加工成需要的形狀。將切割產(chǎn)物放到大量的飼料粉中完全固化，即可得到?jīng)]有接種微生物的活性微生物載體。
實(shí)施例四原料選取30目橡膠粉500g，空心玻璃漂珠500g作為比重調(diào)節(jié)劑，橡膠膠液400g作為粘合劑，飼料粉100g作為活性填充劑。
制造方法將橡膠粉、漂珠、橡膠膠液在一起混合攪拌，混合均勻后得到具有多孔結(jié)構(gòu)的混合物。當(dāng)膠液逐漸變干，混合物達(dá)到一定的強(qiáng)度的時(shí)候，將混合物擠壓切割加工成需要的形狀。將切割產(chǎn)物外表面粘上飼料粉，加熱固化，即可得到能漂浮在水面上的沒(méi)有接種微生物的活性微生物載體。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)有機(jī)污染水進(jìn)行生物處理的活性微生物載體，呈顆粒狀、管狀或片塊狀，內(nèi)含豐富的適合微生物生長(zhǎng)的立體孔道，在載體外表面和立體孔道的表面含有活性填充劑，其特征是所述的微生物載體包含a.橡膠粉，由橡膠如廢舊輪胎等粉碎而成；b.比重調(diào)節(jié)劑，用于調(diào)節(jié)微生物載體的比重，不易被生物處理環(huán)境中的有機(jī)污染水、空氣、微生物及其代謝產(chǎn)物分解破壞，根據(jù)需要適量添加或不加；c.粘合劑，能把橡膠粉、比重調(diào)節(jié)劑粘接成為所需要的外觀形狀，且不易被生物處理環(huán)境中的有機(jī)污染水、空氣、微生物及其代謝產(chǎn)物分解破壞；d.活性填充劑，由易被微生物分解的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與助劑和/或微生物組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性微生物載體，其特征是所述的比重調(diào)節(jié)劑為以下小顆?；蚍勰┪镔|(zhì)中的一種或多種的混合物石英砂、花崗巖、浮石、硅藻土、高嶺土、石榴石、磁鐵礦等各種礦石、粉煤灰、漂珠、塑料空心小球、玻璃粉碎物、陶瓷粉碎物、礦渣粉碎物、陶粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性微生物載體，其特征是所述的粘合劑為以下物質(zhì)中的一種或多種的混合物乙烯與乙烯酸共聚物(EVA)及其衍生物、尼龍、熱塑性聚酯、乙烯—醋酸乙烯共聚物、乙烯—乙烯醇共聚物、聚砜、聚烯烴、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚醚醚酮、聚亞苯基硫醚、纖維素酯塑料、聚乙烯縮丁醛、苯乙烯聚合物、聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂、天然橡膠膠液、丁基橡膠膠液、三元乙丙烯橡膠膠液、氯丁橡膠膠液、氟橡膠膠液、硅橡膠、瀝青以及這些物質(zhì)的改性材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性微生物載體，其特征是所述的活性填充劑為以下物質(zhì)中的一種或多種的混合物微生物干粉、動(dòng)植物粉末、糧食粉末、各種食品加工業(yè)的有機(jī)廢渣加工粉碎物，活性污泥干燥粉碎物、含氮磷元素的營(yíng)養(yǎng)鹽類以及能與這些物質(zhì)形成果凍狀膠體凝聚物的二價(jià)和三價(jià)金屬離子鹽類、有機(jī)聚電解質(zhì)、水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性微生物載體，其特征是所述的活性填充劑部分摻入粘合劑中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性微生物載體，其特征是所述的微生物載體上的活性填充劑在工程實(shí)際應(yīng)用前已經(jīng)經(jīng)過(guò)微生物的生長(zhǎng)繁殖，形成具有生物活性的生物膜。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種用于廢水、城市污水、中水、微污染水生物處理用的活性微生物載體，其中含有橡膠粉、比重調(diào)節(jié)劑、粘合劑、活性填充劑四類成分。本發(fā)明的載體產(chǎn)品的外形可以具有顆粒狀、短管狀、片塊狀、帶形、水草狀等形狀，也可以做成不同比重的系列產(chǎn)品。其中活性填充劑可以選擇微生物干粉、活性污泥干燥粉碎物，它們具有活細(xì)胞或活孢子，在有水分時(shí)能生長(zhǎng)繁殖，使得微生物載體在投入應(yīng)用前就長(zhǎng)有大量微生物而形成生物膜，可以縮短啟動(dòng)調(diào)試時(shí)間，提高經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C02F3/10GK1478735SQ03150250
公開(kāi)日2004年3月3日 申請(qǐng)日期2003年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月23日
發(fā)明者王文兵 申請(qǐng)人:王文兵