專利名稱：一種處理高濃度難降解廢水的活性生物填料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，涉及一種處理高濃度難降解廢水的活性生物填料及其制備方法。
背景技術(shù)：
高濃度難降解有機(jī)廢水的處理，是目前國(guó)內(nèi)外污水處理界公認(rèn)的難題。對(duì)于這類廢水，目前國(guó)內(nèi)外研究較多的有焦化廢水、制藥廢水、石化/油類廢水、紡織/印染廢水、化工廢水、油漆廢水等行業(yè)性廢水。(趙月龍，祁佩時(shí)，楊云龍.高濃度難降解有機(jī)廢水處理技術(shù)綜述，四川環(huán)境，2006，4 (25) :98-103)高濃度難降解有機(jī)廢水的治理作為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題已受到全球范圍的重視。當(dāng)前，移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器技術(shù)被認(rèn)為是處理高濃度難降解有機(jī)廢水應(yīng)用前景最好的方法 之一。移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器是在20世紀(jì)90年代中期得到開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的，它是吸收了傳統(tǒng)的流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點(diǎn)而成的一種高效的污水處理方法，其核心部分就是以比重接近水的懸浮填料(又稱載體)直接投加到曝氣池中作為微生物的活性載體，依靠曝氣池內(nèi)的曝氣和水流的提升作用處于流化狀態(tài)，它是懸浮生長(zhǎng)的活性污泥法和附著生長(zhǎng)的生物膜法相結(jié)合的一種工藝。但傳統(tǒng)懸浮填料的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器對(duì)許多有機(jī)化合物作用不大，如對(duì)微生物有毒害作用、對(duì)微生物降解有抑制作用，影響填料表面微生物對(duì)有機(jī)物的降解，從而影響高濃度難降解有機(jī)廢水的綜合處理效果，難以滿足廢水達(dá)標(biāo)排放的要求。中國(guó)發(fā)明專利CN1206173C公布了 “一種生物處理用的活性微生物載體”。它含有橡膠粉、比重調(diào)節(jié)劑、粘合劑、活性填充劑四類成分，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。該發(fā)明填料活性填充劑選擇微生物干粉、活性污泥干燥粉碎物適應(yīng)的水質(zhì)不具有廣泛性，在處理特定廢水的時(shí)候要經(jīng)歷漫長(zhǎng)的馴化期；當(dāng)水質(zhì)條件惡劣時(shí)，甚至有脫膜的危險(xiǎn)。中國(guó)發(fā)明專利CN101113052A公布了 “改性懸浮填料”。該發(fā)明為改性聚乙烯材料或改性聚丙烯材料制成，所述改性聚乙烯材料由重量百分比為80% 95wt%的聚乙烯、重量百分比為O. 2wt% 15wt%的碳黑、重量百分比為O. 5wt% 15wt%的鐵鹽、重量百分比為
O.01wt% 8wt%鎂鹽和重量百分比為O. 3wt% 3wt%的抗氧化劑制成。該發(fā)明的目的是為了解決以往污水處理池中使用的填料表面硝化菌附著能力差的問(wèn)題，無(wú)法全面適應(yīng)高效處理高濃度難降解廢水的要求。中國(guó)發(fā)明專利CN1314600C公布了 “一種改性微生物填料”，它是由如下重量份數(shù)的原料組成的高密度聚乙烯66. 2wt% 91. 7wt%、再生膠粉5wt% 15wt%、輕質(zhì)碳酸隹丐2wt% 10wt%、馬來(lái)酸酐lwt% 6wt%、過(guò)氧化二異丙苯O. lwt% O. 8wt%>甲殼素O. 2wt% 2wt%、炭黑O O. 2wt%0該發(fā)明使用的酶促進(jìn)劑-甲殼素不溶于水，不利于填料親水性的提高，并且甲殼素易被微生物降解，影響到填料的強(qiáng)度。中國(guó)發(fā)明專利CN101767865A公布了 “一種用于污水處理的填料及其制備方法”，目的在于解決現(xiàn)有的生物載體附載生物量低、活性差的問(wèn)題。該發(fā)明填料所用微生物生長(zhǎng)促進(jìn)劑為電氣石；電氣石是多元素的天然礦物，主要成分有鎂，鋁，鐵，硼等10多種微量元素，可以對(duì)微生物的生長(zhǎng)起到促進(jìn)作用，但是存在不能根據(jù)不同水質(zhì)情況調(diào)節(jié)微量元素比例和種類的不足。該發(fā)明填料所用微生物活性激活劑為微量元素鐵，成分單一，無(wú)法與微生物膜豐富的微生物種群相適應(yīng)?，F(xiàn)有生物填料材質(zhì)研究還存在如下不足之處向填料中添加微生物/酶活性促進(jìn)劑時(shí)沒(méi)有考慮污水中微生物的不同種類，添加的促進(jìn)劑單一；沒(méi)有根據(jù)廢水水質(zhì)的不同，對(duì)微生物/酶活性促進(jìn)劑的組成及比例進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以達(dá)到激活并促進(jìn)特定微生物/酶活性的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種處理高濃度難降解廢水的活性生物填料。
本發(fā)明的另一目的是提供該活性生物填料的制備方法。一種處理高濃度難降解廢水的活性生物填料，其特征在于包含酶促活性調(diào)節(jié)劑 3 18重量份，高分子聚合物 8(Γ96·5重量份，加工改性劑0.5 2重量份；其中，所述的酶促活性調(diào)節(jié)劑為含有無(wú)機(jī)活性因子的化合物，所述的無(wú)機(jī)活性因子選自Fe2+、CU2+、Mn2+、Ca2+或Zn2+中的一種或多種；所述的高分子聚合物為聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)及聚酯(PET)中的一種或者一種以上的混合物；所述的加工改性劑為硬脂酸和/或硬脂酸鹽。所述的酶促活性調(diào)節(jié)劑優(yōu)選含有Fe2+、Cu2+、Mn2+、Ca2+或Zn2+的氯鹽或溴鹽中的一種或多種。所述的聚丙烯(PP)為擠出級(jí)聚丙烯均聚物、無(wú)規(guī)共聚物或嵌段共聚物，熔體指數(shù)(MFI)為O. 5^4g/10min ;所述的聚乙烯(PE)為擠出級(jí)低密度聚乙烯，擠出級(jí)線性低密度聚乙烯或擠出級(jí)高密度聚乙烯，熔體指數(shù)為O. 5^4g/10min ;所述的聚氯乙烯為通用軟PVC ;所述的聚苯乙烯(PS)為擠出級(jí)PS ;所述的聚酯(PET)為擠出級(jí)聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。所述的活性生物填料通過(guò)如下方法制備得到I)稱取配方量的各原料，加入攪拌機(jī)充分混勻；2)將混合好的物料投加到成型生產(chǎn)線，調(diào)節(jié)溫度至135 215°C，使得物料軟化、經(jīng)模具擠出成型得半成品；3)半成品經(jīng)過(guò)依次經(jīng)真空定型套定型和進(jìn)入水冷卻槽冷卻至完全定型后，在履帶式牽引機(jī)的牽引下，切割成型。所述的處理高濃度難降解廢水的活性生物填料的制備方法，其特征在于包含如下步驟I)稱取配方量的各原料，加入攪拌機(jī)充分混勻；2)將混合好的物料投加到成型生產(chǎn)線，調(diào)節(jié)溫度至135 215°C，使得物料軟化、經(jīng)模具擠出成型得半成品；3)半成品經(jīng)過(guò)依次經(jīng)真空定型套定型和進(jìn)入水冷卻槽冷卻至完全定型后，在履帶式牽引機(jī)的牽引下，切割成型。所述的活性生物填料在處理高濃度難降解廢水中的應(yīng)用。有益效果本發(fā)明以無(wú)機(jī)活性因子作為酶促活性調(diào)節(jié)劑，在活性生物填料生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)填充技術(shù)添加到高分子聚合物中。通過(guò)多種無(wú)機(jī)活性因子的添加，可以豐富活性生物填料表面生物膜微生物的種類，增加填料表面微生物及酶的活性。同時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整無(wú)機(jī)活性因子的組成及各組分的含量，有針對(duì)性地強(qiáng)化填料表面生物膜微生物降解特定污染物的能力，改善反應(yīng)器出水水質(zhì)，提高活性生物填料處理高濃度難降解廢水的效能。結(jié)果表明，好氧條件下，可以提高填料表面生物膜微生物活性209Γ25% ;厭氧條件下，可以提高填料表面生物膜微生物活性59Tl5%。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I按重量比稱取酶促活性調(diào)節(jié)劑FeCl2 3份，加工改性劑硬脂酸O. 5份，加入高速攪拌機(jī)中混合5分鐘，再稱取擠出級(jí)聚丙烯(熔體指數(shù)為3. 6g/10min)96. 5份，加入繼續(xù)混合I分鐘，出料。擠出機(jī)各段溫度設(shè)定范圍為135 210°C (分別為135°C，155°C，175°C，210°C)，將混合后的物料加入擠出機(jī)中，共混擠出成型,擠出物料經(jīng)過(guò)成型口模、定型套、再經(jīng)冷水冷卻，牽引，切割，最終得到本發(fā)明活性生物填料。將所制備的活性填料用于低負(fù)荷市政污水處理，提高硝化菌的數(shù)量，經(jīng)濟(jì)、快速對(duì)現(xiàn)有污水廠進(jìn)行提標(biāo)升級(jí)改造，滿足除磷脫氮要求。填料上的生物量可達(dá)12-20g/m2，NH3-N去除率95%以上。污水廠進(jìn)水水質(zhì)C0D=304mg/l，BOD=12lmg/1, NH3_N=31. 7mg/l，采用三段AO工藝，在好氧池投加本實(shí)施例制備的活性生物填料30% (按照池容)，三段溶解氧分別控制在 1.2-1.8mg/l,1.5-2. Omg/1,2. 5mg/l 左右，出水水質(zhì)為C0D=30mg/l, B0D=3mg/l,NH3-N=O. 7mg/l，去除效率分別為90· 1%，97· 5%, 97. 8%。鏡檢硝化菌數(shù)量明顯高于活性污泥工藝，通過(guò)測(cè)試混合液懸浮固體濃度MLSS，填料上面的生物量可達(dá)12-20g/m2。實(shí)施例2按重量比稱取酶促活性調(diào)節(jié)劑FeCl2 2份、CuCl2 2份、MnBr2 2份、CaBr2 3份及ZnCl2 3份，加工改性劑硬脂酸I. 5份，加入高速攪拌機(jī)中混合5分鐘，再稱取擠出級(jí)低密度聚乙烯(熔體指數(shù)為2. 0g/10min) 86. 5份，加入繼續(xù)混合I分鐘，出料。擠出機(jī)各段溫度設(shè)定范圍為135 170°C (分別為135°C，155°C，170°C)，將混合后的物料加入擠出機(jī)中，共混擠出成型，擠出物料經(jīng)過(guò)成型口模、定型套、再經(jīng)冷水冷卻，牽引，切割，最終得到本發(fā)明活性生物填料。將制備的所述活性填料用于高濃度污水處理，填料上易于形成生物菌團(tuán)，迅速降低污水濃度，減輕后續(xù)工藝負(fù)荷，縮短處理時(shí)間。COD負(fù)荷4. 0-6. Okg/(m3 · d)或以上。維生素C生產(chǎn)廢水處理采用厭氧+ MBBR +接觸氧化+沉淀。MBBR池內(nèi)投加填充率35%的本實(shí)施例制備的活性生物填料，原水經(jīng)過(guò)厭氧后進(jìn)入MBBR池，MBBR池進(jìn)水COD :2000-2500mg/L左右，好氧曝氣8小時(shí)，溶解氧2_3mg/L，出水小于500mg/L，C0D負(fù)荷在
4.17kg/m3 · do實(shí)施例3
按重量比稱取酶促活性調(diào)節(jié)劑CuCl2 6份、MnBr2 6份、CaBr2 6份18份，加工改性劑2份，加入高速攪拌機(jī)中混合5分鐘，再稱取擠出級(jí)EVA80份，加入繼續(xù)混合I分鐘，出料。擠出機(jī)各段溫度設(shè)定范圍為135 180°C (分別為135°C，150°C，180°C)，將混合后的物料加入擠出機(jī)中，共混擠出成型，擠出物料經(jīng)過(guò)成型口模、定型套、再經(jīng)冷水冷卻，牽引，切割，最終得到本發(fā)明活性生物填料。將所制備的活性填料用于高含鹽廢水，通過(guò)改變填料活性成分，以利于耐鹽生物菌的附著生長(zhǎng)，提高污水生化池的菌群數(shù)量，提供污水生化處理能力。COD負(fù)荷3.0kg/(m3, d)及以上。生產(chǎn)維生素、抗生素和利福霉素類藥物為主的制藥廠，其廢水成分較為復(fù)雜，含鹽量高達(dá)4%，屬于高含鹽高濃度制藥廢水。進(jìn)水COD :10000 15000mg/L，ΝΗ3_Ν:200 400mg/L ;采用活性污泥工藝，水力停留時(shí)間10. 5d，COD負(fù)荷只能達(dá)到I. Okg/(m3 · d)左右。在好氧池內(nèi)增加本實(shí)施例制備的活性生物填料30%，池內(nèi)溶解氧控制在2. 5mg/L以上， 污水處理量提升到3000T/D，水力停留時(shí)間降低為3. 5d，出水C0D:〈1000mg/L，NH3-N:200 300mg/L, COD 負(fù)荷達(dá) 3kg/ (m3 · d)。
權(quán)利要求
1.一種處理高濃度難降解廢水的活性生物填料，其特征在于包含 酶促活性調(diào)節(jié)劑3 18重量份， 高分子聚合物 80 95重量份， 加工改性劑 O. 5~2重量份； 其中，所述的酶促活性調(diào)節(jié)劑為含有無(wú)機(jī)活性因子的化合物，所述的無(wú)機(jī)活性因子選自Fe2+、Cu2+、Mn2+、Ca2+或Zn2+中的一種或多種；所述的高分子聚合物為聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物及聚酯中的一種或者一種以上的混合物；所述的加工改性劑為硬脂酸和/或硬脂酸鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理高濃度難降解廢水的活性生物填料，其特征在于所述的酶促活性調(diào)節(jié)劑含有Fe2+、Cu2+、Mn2+、Ca2+或Zn2+的氯鹽或溴鹽中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理高濃度難降解廢水的活性生物填料，其特征在于所述的聚丙烯為擠出級(jí)聚丙烯均聚物、無(wú)規(guī)共聚物或嵌段共聚物，熔體指數(shù)為O. 5^4g/10min ;所述的聚乙烯為擠出級(jí)低密度聚乙烯，擠出級(jí)線性低密度聚乙烯或擠出級(jí)高密度聚乙烯，熔體指數(shù)為O. 5^4g/10min ;所述的聚氯乙烯為通用軟PVC ;所述的聚苯乙烯為擠出級(jí)PS ;所述的聚酯為擠出級(jí)聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求廣3中任一項(xiàng)所述的處理高濃度難降解廢水的活性生物填料，其特征在于所述的活性生物填料通過(guò)如下方法制備得到 稱取配方量的酶促活性調(diào)節(jié)劑、加工改性劑及高分子聚合物，加入攪拌機(jī)充分混勻； 將混合好的物料投加到成型生產(chǎn)線，調(diào)節(jié)溫度至135 215°C，使得物料軟化、經(jīng)模具擠出成型得半成品； 半成品經(jīng)過(guò)依次經(jīng)真空定型套定型和進(jìn)入水冷卻槽冷卻至完全定型后，在履帶式牽引機(jī)的牽引下，切割成型。
5.權(quán)利要求f4中任一項(xiàng)所述的處理高濃度難降解廢水的活性生物填料的制備方法，其特征在于包含如下步驟 稱取配方量的酶促活性調(diào)節(jié)劑、加工改性劑及高分子聚合物，加入攪拌機(jī)充分混勻； 將混合好的物料投加到成型生產(chǎn)線，調(diào)節(jié)溫度至135 215°C，使得物料軟化、經(jīng)模具擠出成型得半成品； 半成品經(jīng)過(guò)依次經(jīng)真空定型套定型和進(jìn)入水冷卻槽冷卻至完全定型后，在履帶式牽引機(jī)的牽引下，切割成型。
6.權(quán)利要求I所述的活性生物填料在處理高濃度難降解廢水中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種處理高濃度難降解廢水的活性生物填料及其制備方法。該活性生物填料包括酶促活性調(diào)節(jié)劑3~18重量份，高分子聚合物80~96.5重量份，加工改性劑0.5~2重量份。該活性生物填料通過(guò)如下步驟制備得到稱取配方量的各原料，加入攪拌機(jī)充分混勻；將混合好的物料投加到成型生產(chǎn)線，調(diào)節(jié)溫度至135~215℃，使得物料軟化、經(jīng)模具擠出成型得半成品；半成品經(jīng)過(guò)依次經(jīng)真空定型套定型和進(jìn)入水冷卻槽冷卻至完全定型后，在履帶式牽引機(jī)的牽引下，切割成型。本發(fā)明通過(guò)調(diào)整活性生物填料無(wú)機(jī)活性因子的組成及各組分的含量，有針對(duì)性地強(qiáng)化填料表面生物膜微生物降解特定污染物的能力，改善反應(yīng)器出水水質(zhì)。
文檔編號(hào)C02F3/10GK102838204SQ20121028334
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者趙勇, 黃東輝, 郭志濤 申請(qǐng)人:江蘇裕隆環(huán)保有限公司