專利名稱：一種用于污水處理的填料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種填料及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的加速發(fā)展，傳統(tǒng)的COD以及氨氮等去除及難降解有機(jī)廢 水處理研究的深入，對(duì)傳統(tǒng)活性污泥法的處理能力提出了更高的要求，通過(guò)增加微生物活 性和生物多樣性以提高生化處理效果的技術(shù)受到日益重視，這種以載體為依托的生物膜法 可以形成生物量大、生物相豐富的載體污泥，但載體污泥性能的好壞取決于載體性能。自上 個(gè)世紀(jì)90年代中期以來(lái)，懸浮載體生物膜法，吸收了傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的 優(yōu)點(diǎn)，成為一種新型高效的污水處理方法，其技術(shù)原理就是將小比重的懸浮載體直接投加 到曝氣池中，使活性污泥附著到載體上，形成高生物密度、高生物活性、生物相豐富的載體 微生物集團(tuán)，以提高生化處理的效果和效率，所以性能優(yōu)越的懸浮載體的開(kāi)發(fā)研制，對(duì)強(qiáng)化 活性污泥的處理功能，提高生化處理效率具有重要意義。目前主要應(yīng)用于生物脫氮、處理難 降解有毒有害廢水、處理重金屬?gòu)U水、地表水修復(fù)等。 目前生物載體的作用主要包括以下幾個(gè)方面①固定、容納微生物，為微生物提供 棲息和繁殖的穩(wěn)定環(huán)境，其豐富的內(nèi)表面為微生物提供附著的表面和內(nèi)部空間，使反應(yīng)器 保持盡可能高的微生物量；②提供生物與廢水接觸的場(chǎng)所，并且對(duì)水流有強(qiáng)制性的紊動(dòng)作 用，使水流在載體內(nèi)部形成交叉流，為載體和生物體的接觸創(chuàng)造良好的水力條件，同時(shí)載體 對(duì)好氧反應(yīng)器中的氣泡有重復(fù)切割作用，增大了氣水接觸面積，提高了傳質(zhì)效果，使水中的 溶解氧濃度提高，從而強(qiáng)化了微生物、有機(jī)物和溶解氧三者之間的傳質(zhì)關(guān)系；③由于傳質(zhì)阻 力的存在，可在載體內(nèi)形成不同的"好氧"、"兼氧"和"厭氧"微環(huán)境，為不同種類(lèi)微生物的共 同生長(zhǎng)、發(fā)揮協(xié)調(diào)作用創(chuàng)造條件，進(jìn)而提高反應(yīng)器的處理效率和效果；④在微生物受到毒害 作用時(shí)，載體起到"屏蔽"保護(hù)作用。正是這種作用，使載體微生物的抗毒害能力大大增強(qiáng)， 允許進(jìn)入反應(yīng)器的毒性物質(zhì)的閉值提高。對(duì)懸浮載體最主要的技術(shù)要求是微生物附著速度 和最終附著量的大小，而這主要取決于載體表面的物理化學(xué)特性，但是現(xiàn)有的生物載體普 遍存在著附載生物量低的問(wèn)題。懸浮載體生物膜法已經(jīng)成為污水生物處理發(fā)展的一個(gè)新方 向，其中新型載體的開(kāi)發(fā)及其應(yīng)用研究是關(guān)鍵。目前該類(lèi)載體的研制，尚處于發(fā)展階段，遠(yuǎn) 沒(méi)有達(dá)到成熟的程度，還有待進(jìn)一步深入。由于天然材料很難達(dá)到懸浮載體的技術(shù)要求，所 以必須利用人工合成高分子材料才能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。內(nèi)外研究最多的生物載體，國(guó)內(nèi)應(yīng)用 較廣，也出現(xiàn)了不少專利產(chǎn)品，如以聚氨脂泡沫/互穿聚合聚氨脂泡沫為母體先后通過(guò)或 分別通過(guò)氰乙基化、胺化、氨解、縮合、水解反應(yīng)制成集反應(yīng)性、親水性、通透性、回彈性、高 比表面積及交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)于一體的功能泡沫塑料生物載體(俗稱環(huán)保海綿)，盡管軟質(zhì)聚氨脂泡沫是目前研究應(yīng)用最廣的生物載體，但聚氨脂凝膠的單體甲苯二異氰酸酷和低不飽 和度聚醚多元醇組分破壞微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)組成，造成微生物細(xì)胞裂解，使得該方法得到 的生物載體活性差，最終影響了水處理的效果，極大的限制了該類(lèi)載體的進(jìn)一步發(fā)展，這成 為懸浮載體生物膜法發(fā)展中面臨的主要問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的生物載體附載生物量低、活性差的問(wèn)題，而提供 了一種用于污水處理的填料及其制備方法。 本發(fā)明用于污水處理的填料按照重量份數(shù)由77 90份的聚氨酯泡沫材料、0. 1 0. 5份的微生物生長(zhǎng)促進(jìn)劑、0. 1 0. 3份的微生物活性激活劑、2 7份的活性生物酶制劑 和8 15份的活性污泥制成。 用于污水處理的填料的制備按照以下步驟進(jìn)行一、按照重量份數(shù)稱取77 90份 的聚氨酯泡沫材料、0. 1 0. 5份的微生物生長(zhǎng)促進(jìn)劑、0. 1 0. 3份的微生物活性激活劑、 2 7份的活性生物酶制劑和8 15份的功能性活性污泥；二、將稱取的聚氨酯泡沫材料 放入到污水處理的反應(yīng)器，然后加入稱取的微生物生長(zhǎng)促進(jìn)劑、微生物活性激活劑和活性 污泥攪拌，同時(shí)進(jìn)行曝氣，在20 40°C的條件下培養(yǎng)24 72小時(shí)，即得到了用于污水處理 的填料。 本發(fā)明的制備方法通過(guò)曝氣的方法，以聚氨酯泡沫材料為載體，在微生物生長(zhǎng)促 進(jìn)劑、微生物活性激活劑、活性生物酶制劑、功能性活性污泥的共同馴化下制備得到，用于 污水處理的填料上附載的生物量達(dá)到了 30kg/m3以上，本發(fā)明的填料活性好，且穩(wěn)定性強(qiáng)， 抗沖擊能力強(qiáng)，對(duì)污水中COD的平均去除率為70% 90%，氨氮的去除率為20% 40%，處理 效果好。 本發(fā)明的填料適用于各種生活污水的處理以及普通的工藝廢水的處理。


圖1為具體實(shí)施方式
十四的填料進(jìn)行污水處理的效果圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的
任意組合。
具體實(shí)施方式
一 本實(shí)施方式污水處理的填料按照重量份數(shù)由77 90份的聚氨 酯泡沫材料、0. 1 0. 5份的微生物生長(zhǎng)促進(jìn)劑、0. 1 0. 3份的微生物活性激活劑、2 7 份的活性生物酶制劑和8 15份的活性污泥制成。
本實(shí)施方式的用于污水處理的填料上附載的生物量達(dá)到了 30kg/m3以上。 本實(shí)施方式中的聚氨酯泡沫材料用二苯基甲烷二異氰酸脂的預(yù)聚體與聚醚多元
醇在發(fā)泡劑、催化劑、泡沫穩(wěn)定劑以及必要時(shí)擴(kuò)散劑存在的條件下，采用常用的工藝制備得
到；其中聚氨酯泡沫材料的密度為30kg/m 孔隙率為25目，拉伸為250，硬度為2. 7，回彈為
40%。 本實(shí)施方式的活性污泥取自于用于處理生活污水的活性污泥或者是用于處理工
業(yè)廢水的活性污泥，活性污泥的選擇可根據(jù)實(shí)際所處理的污水進(jìn)行選擇。 本實(shí)施方式的用于污水處理的填料上附載的生物量達(dá)到了 30kg/m3以上。 本實(shí)施方式的填料對(duì)污水中COD的平均去除率為70% 90%，氨氮的去除率為
20% 40%，本實(shí)施方式的填料對(duì)污水中的COD和氨氮的去處效果好。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是污水處理的填料按照重 量份數(shù)由80 85份的聚氨酯泡沫材料、0. 2 0. 4份的微生物生長(zhǎng)促進(jìn)劑、0. 15 0. 25 份的微生物活性激活劑、4 6份的活性生物酶制劑和10 12份的活性污泥制成。其他與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是污水處理的填料按照重 量份數(shù)由83份的聚氨酯泡沫材料、0. 3份的微生物生長(zhǎng)促進(jìn)劑、0. 2份的微生物活性激活 劑、5份的活性生物酶制劑和ll份的活性污泥制成。其他與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三不同的是微生物生長(zhǎng)促進(jìn)為 電氣石。其他與具體實(shí)施方式
一至三相同。 具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至四不同的是微生物活性激活劑 為微量元素鐵、微量元素錳或微量元素鈷。其他與具體實(shí)施方式
一至四相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五不同的是活性生物酶制劑為 硝酸鹽還原酶或脫氫酶。其他與具體實(shí)施方式
一至五相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式用于污水處理的填料的制備按照以下步驟進(jìn)行 一、按照重量份數(shù)稱取77 90份的聚氨酯泡沫材料、0. 1 0. 5份的微生物生長(zhǎng)促進(jìn)劑、 0. 1 0. 3份的微生物活性激活劑、2 7份的活性生物酶制劑和8 15份的功能性活性 污泥；二、將稱取的聚氨酯泡沫材料放入到污水處理的反應(yīng)器中，然后加入稱取的微生物生 長(zhǎng)促進(jìn)劑、微生物活性激活劑和活性污泥攪拌，同時(shí)進(jìn)行曝氣，在20 4(TC的條件下培養(yǎng) 24 72小時(shí)，即得到了用于污水處理的填料。 本實(shí)施方式步驟一中的聚氨酯泡沫材料用二苯基甲烷二異氰酸脂的預(yù)聚體與聚 醚多元醇在發(fā)泡劑、催化劑、泡沫穩(wěn)定劑以及必要時(shí)擴(kuò)散劑存在的條件下，采用常用的工藝 制備得到；其中聚氨酯泡沫材料的密度為30kg/m 孔隙率為25目，拉伸為250，硬度為2. 7， 回彈為40%。 本實(shí)施方式步驟一中的活性污泥取自于用于處理生活污水的活性污泥或者是用 于處理工業(yè)廢水的活性污泥，活性污泥的選擇可根據(jù)實(shí)際所處理的污水進(jìn)行選擇。
本實(shí)施方式的用于污水處理的填料上附載的生物量達(dá)到了 30kg/m3以上。
本實(shí)施方式的填料對(duì)污水中COD的平均去除率為70% 90%，氨氮的去除率為 20% 40%，本實(shí)施方式的填料對(duì)污水中的COD和氨氮的去處效果好。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
七不同的是步驟一中按照重量份數(shù)稱取80 85份的聚氨酯泡沫材料、0. 2 0. 4份的微生物生長(zhǎng)促進(jìn)劑、0. 15 0. 25份的 微生物活性激活劑、4 6份的活性生物酶制劑和10 12份的活性污泥。其他步驟及參數(shù) 與具體實(shí)施方式
七相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
七不同的是步驟一中按照重量份數(shù) 稱取83份的聚氨酯泡沫材料、0. 3份的微生物生長(zhǎng)促進(jìn)劑、0. 2份的微生物活性激活劑、5份 的活性生物酶制劑和ll份的活性污泥。其他步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
七相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
七至九不同的是步驟一中微生物生 長(zhǎng)促進(jìn)為電氣石。其他步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
七至九相同。
具體實(shí)施方式
十一 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
七至十不同的是步驟一中微生物 活性激活劑為微量元素鐵、微量元素錳或微量元素鈷。其他步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
七 至十相同。 具體實(shí)施方式
十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
七至十一不同的是步驟一中活性 生物酶制劑為硝酸鹽還原酶或脫氫酶。其他步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
七至十一相同。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
七至十二不同的是步驟一中曝氣 時(shí)控制反應(yīng)器中溶解氧的含量為0. 5 2mg/L。其他步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
七至十二相 同。
具體實(shí)施方式
十四本實(shí)施方式用于污水處理的填料的制備按照以下步驟進(jìn)行 一、按照重量份數(shù)稱取83份的聚氨酯泡沫材料、0. 3份的微生物生長(zhǎng)促進(jìn)劑、0. 2份的微生 物活性激活劑、5份的活性生物酶制劑和11份的功能性活性污泥；二、將稱取的聚氨酯泡沫 材料放入到污水處理的反應(yīng)器中，然后加入稱取的微生物生長(zhǎng)促進(jìn)劑、微生物活性激活劑 和活性污泥攪拌，同時(shí)進(jìn)行曝氣，在3(TC的條件下培養(yǎng)60小時(shí)，即得到了用于污水處理的 填料。 本實(shí)施方式步驟一中的聚氨酯泡沫材料用二苯基甲烷二異氰酸脂的預(yù)聚體與聚 醚多元醇在發(fā)泡劑、催化劑、泡沫穩(wěn)定劑以及必要時(shí)擴(kuò)散劑存在的條件下，采用常用的工藝 制備得到；其中聚氨酯泡沫材料的密度為30kg/m 孔隙率為25目，拉伸為250，硬度為2. 7， 回彈為40%。 本實(shí)施方式步驟一中微生物生長(zhǎng)促進(jìn)為電氣石。 本實(shí)施方式步驟一中微生物活性激活劑為微量元素鐵。 本實(shí)施方式步驟一中活性生物酶制劑為硝酸鹽還原酶。 本實(shí)施方式步驟一中的活性污泥取自于用于處理生活污水的活性污泥。 本實(shí)施方式步驟一中曝氣時(shí)控制反應(yīng)器中溶解氧的含量為0. 5 2mg/L。 本實(shí)施方式的用于污水處理的填料上附載的生物量為41kg/m3。 本實(shí)施方式的填料放入到生物填料反應(yīng)器中對(duì)生活污水進(jìn)行處理，其中對(duì)污水中
COD和氨氮的去處效果如圖1所示，圖中1表示進(jìn)水COD的含量，2表示出水COD的含量，3
表示進(jìn)水氨氮的含量，4表示出水氨氮的含量，從圖1可以看出COD的平均去除率為70%
90%，氨氮的去除率為20% 40%，本實(shí)施方式的填料對(duì)污水中的COD和氨氮的去處效果好。
權(quán)利要求
一種用于污水處理的填料，其特征在于污水處理的填料按照重量份數(shù)由77～90份的聚氨酯泡沫材料、0.1～0.5份的微生物生長(zhǎng)促進(jìn)劑、0.1～0.3份的微生物活性激活劑、2～7份的活性生物酶制劑和8～15份的活性污泥制成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于污水處理的填料，其特征在于污水處理的填料按照 重量份數(shù)由80 85份的聚氨酯泡沫材料、0. 2 0. 4份的微生物生長(zhǎng)促進(jìn)劑、0. 15 0. 25 份的微生物活性激活劑、4 6份的活性生物酶制劑和10 12份的活性污泥制成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于污水處理的填料，其特征在于微生物生長(zhǎng)促進(jìn) 為電氣石。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于污水處理的填料，其特征在于微生物活性激活劑為 微量元素鐵、微量元素錳或微量元素鈷。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的一種用于污水處理的填料，其特征在于活性生物酶制 劑為硝酸鹽還原酶或脫氫酶。
6. —種用于污水處理的填料的制備方法，其特征在于用于污水處理的填料的制備按照 以下步驟進(jìn)行一、按照重量份數(shù)稱取77 90份的聚氨酯泡沫材料、0. 1 0. 5份的微生 物生長(zhǎng)促進(jìn)劑、0. 1 0. 3份的微生物活性激活劑、2 7份的活性生物酶制劑和8 15份 的功能性活性污泥；二、將稱取的聚氨酯泡沫材料放入到污水處理的反應(yīng)器中，然后加入稱 取的微生物生長(zhǎng)促進(jìn)劑、微生物活性激活劑和活性污泥攪拌，同時(shí)進(jìn)行曝氣，在20 40°C 的條件下培養(yǎng)24 72小時(shí)，即得到了用于污水處理的填料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于污水處理的填料的制備方法，其特征在于步驟一中 微生物生長(zhǎng)促進(jìn)為電氣石。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種用于污水處理的填料的制備方法，其特征在于步驟 一中微生物活性激活劑為微量元素鐵、微量元素錳或微量元素鈷。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于污水處理的填料的制備方法，其特征在于步驟一中 活性生物酶制劑為硝酸鹽還原酶或脫氫酶。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6、7或9所述的一種用于污水處理的填料的制備方法，其特征在于步 驟一中曝氣時(shí)控制反應(yīng)器中溶解氧的含量為0. 5 10mg/L。
全文摘要
一種用于污水處理的填料及其制備方法，它涉及一種填料及其制備方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的生物載體附載生物量低、活性差的問(wèn)題。本發(fā)明填料由聚氨酯泡沫材料、微生物生長(zhǎng)促進(jìn)劑、微生物活性激活劑、活性生物酶制劑和活性污泥制成。方法一、稱取原料；二、曝氣、馴化培養(yǎng)既得到填料。本發(fā)明用于污水處理的填料上附載的生物量達(dá)到了30kg/m3以上，本發(fā)明的填料活性好，且穩(wěn)定性強(qiáng)，抗沖擊能力強(qiáng)，對(duì)污水中COD的平均去除率為70%～90%，氨氮的去除率為20%～40%，處理效果好。
文檔編號(hào)C02F3/10GK101767865SQ20101011304
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2010年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月24日
發(fā)明者馮麗麗, 周璐, 徐善文, 楊基先, 蔡笠, 邱珊, 馬放, 魏利 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)