專利名稱：污染水生物活性炭膜填料接觸氧化處理法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及涂鍍活性炭膜填料的生物活性炭膜接觸氧化處理法?？梢杂脕硖幚砦⑽廴驹纳铒嬘盟鳛轭A處理工序和深度處理工序。也可用來處理生活污水達標排放和深度處理后作中水回用，處理工業(yè)廢水達標排放，處理河道污水達景觀標準，本發(fā)明屬于給水排水工程和水污染防治工程的技術領域。
已知活性炭具有巨大的比表面積達500-1700m2/g，有優(yōu)良的物理吸附性能和降解一般污染物及部分難降解有機污染物的生物活性炭功能。據(jù)此，將活性炭涂鍍在生物接觸氧化用的填料上，形成活性炭膜，設置在接觸氧化池中，誕生一種污染水處理新工藝---污染水生物活性炭膜填料接觸氧化處理法。
目前現(xiàn)有技術中，填料是生物接觸氧化法中微生物的載體，其特性是影響處理效果的重要因素。常用的填料有硬性，軟性和半軟性三種，其材質一般為玻璃鋼、軟質和硬質塑料、化學纖維和環(huán)氧紙。結構和形狀有片狀、帶狀、柱狀、球狀、組合球狀、蜂窩狀和帶硬性塑料支架的復合纖維狀。存在主要問題是；1、填料的比表面積小，形成的生物膜量少，相應的微生物的量就少。例如硬性填料比表面積一般為133-360m2/m3，軟性及半軟性化學纖維填料，理論比表面積一般為1390-2472m2/m3，雖然比表面積增大很多，但還沒有3g活性炭的比表面積大，現(xiàn)有填料的物理吸附性能和表面化學活性，更是遠遠不如活性炭。而且生物膜易結團塊，使比表面積減少。2、處理效果不理想僅能處理微污染水或輕度污染的水，且有機污染物去除率偏低，提高處理效果的科研成果，對有機污染物的去除率提高不大。例如中國“八五”國家科技攻關計劃“85-908-03-01-04”子專題“生物預處理微污染技術”中的“生物接觸氧化預處理技術”考核目標分別為(1)NH3-N去除60-80％；(2)有機物CODcr去除20-30％；(3)Ames試驗呈陰性或接近陰性(全流程)。該課題(中國(94)建科鑒字074號)的結果是在水溫不低于15℃的條件下，各項去除指標(1)NH3-N去除80-90％；CODmn去除20-30％；CODcr去除率大于20％；(2)Ames試驗強陽性的原水，經(jīng)生物接觸氧化并經(jīng)接觸過濾，變?yōu)槿蹶栃?，再?jīng)活性炭吸附，變?yōu)殛幮?。其去除指標雖然已達到并超過了“85-908-03-01-04”子專題的考核目標，并達到了國際先進水平，但從實用標準考核，去除率仍是很低的。但生物接觸氧化法工藝簡單，易于操作管理，深受廣大用戶歡迎，因此，如何提高生物接觸氧化法對污染物的去除率，便成為重要的科研課題。
本發(fā)明的目的是提供涂鍍有活性炭膜的填料，替代現(xiàn)有的接觸氧化法中的普通填料，設置在接觸氧化池中，形成一種高效的全新工藝——生物活性炭膜接觸氧化法。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，活性炭涂鍍在填料上成薄膜狀，薄可以達到納米級，厚可以達到微米及毫米級。原來深埋于活性炭內部的各種孔的表面可以很好顆露或者展開，使表面的化學活性和生物活性增強。
根據(jù)本發(fā)明，該技術的組成如下1、活性炭膜填料涂鍍活性炭膜的填料，其活性碳膜的厚度為薄可以在0.01mm以下，厚可以在1mm以上，需要成薄膜狀，優(yōu)選范圍是1nm-0.02mm。
2、生物接觸氧化池將涂鍍有活性炭的填料，設置在生物接觸氧化池內。采用空氣曝氣的方式供氧，也可以采用臭氧或純氧供氧。
3、污染水處理污染水經(jīng)過充氧浸沒全部含有活性炭膜的填料，并以優(yōu)選的流速流經(jīng)填料，填料的活性炭膜吸附微生物和污染物，并形成生物膜，污水與活性炭膜及生物膜相接觸，在活性炭膜及生物膜上微生物的雙重作用下，污水得到凈化。
4、活性炭膜再生，活性炭膜吸附的污染物質，在微生物的作用下降解，使活性炭膜在生產(chǎn)運行中連續(xù)再生，這樣，本發(fā)明就構成了生物活性炭法和生物接觸氧化法合二為一的，但又不是二者的簡單組合的全新工藝。因為新的生物活性炭法的活性炭是一種覆在填料上的薄膜，最薄的可以是納米級。它與普通的粉末活性炭及柱狀活性炭相比較，在結構和性能上均發(fā)生了重大變化。眾所周知，就是普通物質材料，如果在尺寸上分割到納米級或近納米級，其物理性能和化學性能，均發(fā)生重大變化?；钚蕴勘緛砭褪且环N吸附力很強的物質，當它成膜到納米級或近納米級后，其吸附性能和化學活性的提高就更加顯著了。新的接觸氧化法的生物膜和普通填料上的生物膜相比，也有很大的不同，新的生物膜是在納米級或近納米級的活性膜上形成的，其特性自然有很大變化。作為污染水處理的方法，是更高層次的生物活性炭法和生物接觸氧化法的優(yōu)化組配。
用作本發(fā)明在填料上涂鍍活性炭膜使用的活性炭，需要是眾所周知的水處理用活性炭。
本發(fā)明所提出的在填料上涂鍍活性炭膜，可以采用眾所周知的方法實現(xiàn)。
例如，將粉末活性炭用機械方法，粉碎到1nm-0.02mm的尺寸后，用普通水處理用的粘合劑，將其涂履在普通填料上，成薄膜狀。也可以用噴涂碾壓的方法，將活性炭粉末涂履在填料上，成薄膜狀。也可以將活性炭作成塊狀陽極，填料材料作陰極，用電鍍的方法將活性炭鍍在填料材料上，形成活性炭薄膜。優(yōu)選的厚度為1nm-0.02mm，就普通應用而言，可根據(jù)需要決定活性炭膜的厚度，只要成薄膜狀即可。
本發(fā)明寫明了活性炭膜料生物接觸氧化法的活性炭膜填料的結構特征，材料來源，制備方法，組成新工藝的特征和方法。
本發(fā)明提出了活性炭膜填料生物接觸氧化處理法可用于各種污染水的凈化處理，尤其適用于微污染原水的自來水廠飲用水處理的預處理和深度處理、河道污染水的景觀化處理、工業(yè)廢水的達標排放處理、城市生活污水的達標排放處理及回用的深度處理。
以下所述實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明實施例1生物接觸氧化法中接觸氧化池內設置的填料，選用硬性材料玻璃鋼片或塑料片粘合成各種形狀，或有化學纖維纖或環(huán)氧紙編制而成，這些材料在做成填料之前，可用眾所周知的粘合劑粘合的方法，將粉碎到1nm-0.02mm的活性炭粉粘涂在作填料的材料上，形成活性炭薄膜，或者用活性炭做成的電極塊作陽極，制作填料的材料作陰極，采用電鍍的方法，在填料用的材料上，鍍上一層活性炭薄膜。優(yōu)選的厚度為1nm-0.02mm。
實施例2將作填料用的涂鍍有活性炭膜的村料，作用粘結或編制的方法，制成各種形狀的填料。例如帶狀、柱狀、片狀、球狀、組合球狀、蜂窩狀和帶硬性塑料支架的復合纖維狀。
實施例3依據(jù)實施例1和實施例2，制造的各種涂鍍有活性炭膜的填料，設置在接觸氧化池中，充氧污染水從填料中間以優(yōu)化的流速流過。污水與活性炭膜充分接觸，其微生物和水中污染物被吸附在薄膜上，在活性炭膜上進行生物氧化降解作用使水凈化。形成在填料膜級別上的全新的生物活性炭和接觸氧化二法合一的新工藝—一污染水生物活性炭膜填料接觸氧化處理法。
實施例4由實施1、2、3組成的污染水生物活性炭膜接觸氧化處理法，可用于各種污染水的凈化處理，尤其適用于微污染原水的自來水廠飲用水的預處理和深變處理、污染河道水的景觀化處理、工業(yè)廢水的達標排放處理、城市生活污水的達標排放處理及回用的深度處理。
權利要求
1.用涂鍍的方法，在填料用的材料上，形成一層活性炭膜，厚度可根據(jù)需要確定，需要成薄膜狀，優(yōu)選的厚度為1nm-0.02mm。
2.根據(jù)權利要求1所述的將作填料用的涂鍍有活性炭膜的材料，用粘結或編織的方法，制成各種形狀的填料，例如，帶狀、柱狀、片狀、球狀、組合球狀、蜂窩狀和帶硬性塑料支架的復合纖維狀。
3.根據(jù)權利要求1、2所述的涂鍍活性炭膜的填料設置在接觸氧化池中，充氧污水從填料中間以優(yōu)化的流速流過，污水與活性炭膜充分接觸，其微生物和水中污染物被吸附在活性炭膜上，形成生物膜，對水中污染物進行生物氧化降解作用，形成全新的污染水生物活性炭膜填料接觸氧化處理法。
4.根據(jù)權利要求1、2、3組成的污染水生物活性炭膜填料接觸氧化處理法，可用于各種污染水的凈化處理，尤其適用于微污染原水的自來水廠飲用水的預處理和深度處理、污染河道水的景風化處理、工業(yè)廢水的達標排放處理、城市生活污水的達標排放處理及回用的深度處理。
全文摘要
已知活性炭具有巨大的比表面積達500－1700m
文檔編號C02F1/72GK1483682SQ0214237
公開日2004年3月24日 申請日期2002年9月22日 優(yōu)先權日2002年9月22日
發(fā)明者李云才 申請人:李云才