一種新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料及其制備方法
【專利摘要】一種新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料及其制備方法，涉及一種生物填料及其制備方法。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有生物填料在水處理過(guò)程中掛膜時(shí)間長(zhǎng)，出水水質(zhì)差，制備工藝耗能大，污染環(huán)境的技術(shù)問題。本發(fā)明的生物填料由海泡石，麥飯石，水泥，聚乙烯醇，海藻酸鈉，過(guò)氧化氫，氯化鐵，硫酸錳，氯化鈷和瓊脂制成。方法為：一、將聚乙烯醇和海藻酸鈉加熱溶解，冷卻后加入過(guò)氧化氫混勻，得到液體混合物；二、將液體混合物與其它固體成分混合制粒，常溫放置，烘干篩分，經(jīng)高壓低溫養(yǎng)護(hù)，恒溫蒸養(yǎng)，常溫冷卻，即得。本發(fā)明的生物填料與普通陶粒相比，掛膜時(shí)間短，出水水質(zhì)好，表面粗糙，有利于微生物生長(zhǎng)。本發(fā)明應(yīng)用于環(huán)境應(yīng)用材料和污水處理領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】一種新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生物填料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]曝氣生物濾池屬于生物膜法處理工藝中的一種，工作原理主要是在濾池中裝填一定粒徑較小的粒狀填料，以這種粒狀填料為載體，表面生長(zhǎng)著高活性的生物膜，在濾池內(nèi)部曝氣。污水流經(jīng)時(shí)，填料表面附著的生物膜，充分發(fā)揮微生物的新陳代謝作用，以及顆粒狀填料的吸附和截留作用，對(duì)污水進(jìn)行處理。當(dāng)填料表面的生物膜增厚脫落、出水水質(zhì)變差、水頭損失增加時(shí)進(jìn)行反沖洗，沖洗掉截留污物以及老化的生物膜，待重新掛膜后，恢復(fù)凈水效果。而生物填料的選擇決定著曝氣生物濾池的運(yùn)行及水處理效果。目前認(rèn)為比表面積大，表面粗糙，利于微生物生長(zhǎng)；質(zhì)量較輕，密度較小，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的填料是實(shí)際應(yīng)用中所需要的。
[0003]填料為微生物生長(zhǎng)提供了附著場(chǎng)所，截留污染物，所以其生物相容性和表面的吸附特性對(duì)于水處理效果有很重要的影響。目前生物填料的研究方向之一主要是通過(guò)對(duì)無(wú)機(jī)填料進(jìn)行表面改性從而提高曝氣生物濾池掛膜性能。南昌大學(xué)李鳳琴等采用粉煤灰與陶粒相結(jié)合制成了一種新型填料，研究結(jié)果顯示該填料相對(duì)于普通陶粒比表面積有所增加，但存在填料中營(yíng)養(yǎng)匱乏等現(xiàn)象。清華大學(xué)齊兵強(qiáng)等對(duì)不同無(wú)機(jī)濾料進(jìn)行了篩選，并與生物活性炭在曝氣生物濾池凈化生活污水方面進(jìn)行了比較，結(jié)果表明陶粒、砂子、大同沸石和麥飯石在生物掛膜方面優(yōu)于其他幾種濾料。但以上所研究的生物填料，存在制備工藝污染環(huán)境且成本較高，掛膜速度較慢，反沖洗后生物膜恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，吸附性能差，出水水質(zhì)不理想等問題。
[0004]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)海泡石和麥飯石可以作為生物填料的主要組分。其中海泡石是一種纖維層狀含水硅鎂酸鹽的粘土礦物，海泡石的纖維狀晶體結(jié)構(gòu)中有許多與纖維延長(zhǎng)方向一致的管狀貫穿通道。這種特殊的結(jié)構(gòu)使得海泡石比表面積大，孔隙率高，具有良好的吸附性，且海泡石本身無(wú)毒無(wú)害，不影響微生物生長(zhǎng)。麥飯石是一種天然礦物質(zhì)，所具有的蜂窩孔狀結(jié)構(gòu)決定其具有較好的吸附性能。麥飯石含有微生物生長(zhǎng)所需要的微量元素，有利于微生物在填料表明的掛膜，從而對(duì)水中污染物起到很好的處理效果。
[0005]目前生物填料的制備普遍采用高溫煅燒的工藝，該工藝耗能高，污染環(huán)境，是填料制備方面需要解決的技術(shù)難題。目前國(guó)內(nèi)在生物填料的研究方面，采用的制備工藝和生物填料的主要組成選擇各有不同，但對(duì)于以海泡石和麥飯石為主要原料添加營(yíng)養(yǎng)元素，并結(jié)合免燒結(jié)的方式制備新型填料方面卻鮮有報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是要解決現(xiàn)有生物填料在水處理過(guò)程中掛膜時(shí)間長(zhǎng)，出水水質(zhì)差，制備工藝耗能大，污染環(huán)境的技術(shù)問題，從而提供了一種新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料及其制備方法。[0007]本發(fā)明的一種新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料按質(zhì)量百分含量由18%~37%的海泡石，18 %~37 %的麥飯石，15 %~23 %的水泥，3 %~4.5 %的聚乙烯醇，4.5 %~7 %的海藻酸鈉，10 %~16 %的體積濃度為30 %的過(guò)氧化氫，0.45 %~0.69 %的氯化鐵，0.45 %~0.69%的硫酸錳，0.63%~0.9%的氯化鈷和1.5%~2.7%的瓊脂制成。
[0008]上述的一種新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料的制備方法是按以下步驟進(jìn)行:
[0009]一、按質(zhì)量百分含量稱取18%~37%的海泡石，18%~37%的麥飯石，15%~23 %的水泥，3 %~4.5 %的聚乙烯醇，4.5 %~7 %的海藻酸鈉，10 %~16 %的體積濃度為30%的過(guò)氧化氫，0.45%~0.69%的氯化鐵，0.45%~0.69%的硫酸錳，0.63%~0.9%的氯化鈷和1.5%~2.7%的瓊脂；
[0010]二、將步驟一稱取的聚乙烯醇和海藻酸鈉加熱溶解在水中，冷卻后加入步驟一稱取的過(guò)氧化氫混勻，得到液體混合物；
[0011]三、將步驟一稱取的海泡石，麥飯石，水泥，氯化鐵，硫酸錳，氯化鈷和瓊脂研磨成粉末后混合均勻，得到固體混合物；
[0012]四、將步驟二得到的液體混合物和步驟三得到的固體混合物混合后，用造粒機(jī)制成表面潮濕的球狀顆粒，常溫放置I~2h后，移到烘箱中在溫度為80~90°C下烘干I~2h，然后篩分出4~8mm的填料，在溫度為80~90°C，壓力為0.1~0.15MPa下經(jīng)過(guò)高壓低溫養(yǎng)護(hù)10~12h后，放置到水浴鍋上在60~80°C下恒溫蒸養(yǎng)8~10天，再常溫冷卻，即得新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料。
[0013]本發(fā)明包括 以下有益效果:
[0014]1、本發(fā)明中采用海泡石和麥飯石為填料主要組分，海泡石是一種纖維層狀含水硅鎂酸鹽的粘土礦物，海泡石的纖維狀晶體結(jié)構(gòu)中有許多與纖維延長(zhǎng)方向一致的管狀貫穿通道。這種特殊的結(jié)構(gòu)使得海泡石比表面積大，孔隙率高，具有良好的吸附性，且海泡石本身無(wú)毒無(wú)害，不影響微生物生長(zhǎng)。麥飯石是一種天然礦物質(zhì)，所具有的蜂窩孔狀結(jié)構(gòu)決定其具有較好的吸附性能。麥飯石含有微生物生長(zhǎng)所需要的微量兀素，有利于微生物在填料表面的掛膜，從而對(duì)水中污染物起到很好的處理效果。
[0015]2、瓊脂本身作為生物培養(yǎng)基中的主要成分，可促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)，而作為生物促進(jìn)劑加入到新型生物填料中，將有利于微生物在填料表面的附著與生長(zhǎng)，從而有利于微生物在填料表面的掛膜。
[0016]3、本發(fā)明中采用水泥作為粘結(jié)劑之一，其中水泥具有水硬性，通過(guò)恒溫蒸養(yǎng)可以增加填料的硬度。延長(zhǎng)填料使用壽命，保證填料在進(jìn)行水質(zhì)凈化過(guò)程中能夠承受水流沖擊使其免受磨損。
[0017]4、使用的聚乙烯醇具有粘結(jié)性質(zhì)，是很好的粘結(jié)劑。海藻酸鈉具有凝膠化作用，聚乙烯醇和海藻酸鈉的添加可以形成高分子水凝膠，在微生物的作用下緩慢降解，可控地釋放微生物生長(zhǎng)所需的微量元素及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在營(yíng)養(yǎng)條件不穩(wěn)定的情況下，維持微生物的生長(zhǎng)，使微生物不會(huì)因營(yíng)養(yǎng)過(guò)高而大量生長(zhǎng)，也不會(huì)因營(yíng)養(yǎng)過(guò)低而逐漸死亡，這樣的提供營(yíng)養(yǎng)有利于生物膜的形成。另外聚乙烯醇和海藻酸鈉均不會(huì)對(duì)微生物有毒害作用，尤其是海藻酸鈉具有良好的生物相容性，是一種“環(huán)境友好型”材料。
[0018]5、本發(fā)明采用過(guò)氧化氫為發(fā)泡劑，在高壓蒸汽的作用下過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生氣泡，從而使制成的填料具有多孔結(jié)構(gòu)，增大比表面積，大的比表面積和多孔結(jié)構(gòu)可以有利于微生物的附著，利于微生物的掛膜。
[0019]6、本發(fā)明在所制備的填料中添加了氯化鐵，氯化鈷，硫酸錳。鐵元素，鈷元素，錳元素是微生物生長(zhǎng)所需的微量元素，在填料中添加這些元素，可以使微生物在貧營(yíng)養(yǎng)環(huán)境下維持生長(zhǎng)，加快生物膜的形成，減少填料的掛膜時(shí)間及反沖洗后生物膜恢復(fù)時(shí)間。
[0020]7、本發(fā)明在制備工藝上采用了免燒結(jié)工藝，不僅防止海泡石和麥飯石晶型結(jié)構(gòu)在高溫下改變，還避免了瓊脂在較高溫度下變性。恒溫蒸養(yǎng)有利于水泥水硬性的增加，提高填料的機(jī)械強(qiáng)度。相對(duì)與燒結(jié)工藝，這種耗能低，造成的污染小。
[0021]8、將本發(fā)明所制備的新型生物填料與普通陶粒分別在曝氣生物濾池中進(jìn)行掛膜實(shí)驗(yàn)，新型生物填料的掛膜時(shí)間為4天，而普通陶粒在相同的條件下掛膜需要6天。表明新型生物填料可以縮短掛膜時(shí)間。對(duì)比生物膜量可知，新型生物填料的生物膜量為97.93~102.29mg/g，而普通陶粒生物膜量為40.91mg/g，說(shuō)明所制備的新型生物填料更利于微生物的附著與生長(zhǎng)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明制備的新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料的照片；
[0023]圖2為普通陶粒的照片；
[0024]圖3為試驗(yàn)一制備的新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料的SEM照片；
[0025]圖4為試驗(yàn)二制備的新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料的SEM照片；
[0026]圖5為普通陶粒的SEM照片；
[0027]圖6為試驗(yàn)一、試驗(yàn)二制備的新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料和普通陶粒的掛膜實(shí)驗(yàn)的裝置圖；
[0028]圖7為不同填料掛膜過(guò)程中COD去除率變化曲線；其中，?為試驗(yàn)一制備的新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料掛膜過(guò)程中COD去除率變化曲線；▲為試驗(yàn)二制備的新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料掛膜過(guò)程中COD去除率變化曲線；▼為普通陶粒掛膜過(guò)程中COD去除率變化曲線；
[0029]圖8為不同填料掛膜過(guò)程中氨氮去除率變化曲線；其中，?為試驗(yàn)一制備的新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料掛膜過(guò)程中氨氮去除率變化曲線；▲為試驗(yàn)二制備的新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料掛膜過(guò)程中氨氮去除率變化曲線；▼為普通陶粒掛膜過(guò)程中氨氮去除率變化曲線；
[0030]圖9為不同填料掛膜過(guò)程中磷酸鹽去除率變化曲線；其中，?為試驗(yàn)一制備的新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料掛膜過(guò)程中磷酸鹽去除率變化曲線；▲為試驗(yàn)二制備的新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料掛膜過(guò)程中磷酸鹽去除率變化曲線；▼為普通陶粒掛膜過(guò)程中磷酸鹽去除率變化曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0031]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式的一種新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料按質(zhì)量百分含量由18%~37%的海泡石，18%~37%的麥飯石，15%~23%的水泥，3%~4.5%的聚乙烯醇，4.5 %~7%的海藻酸鈉，10 %~16 %的體積濃度為30 %的過(guò)氧化氫，0.45 %~0.69%的氯化鐵，0.45%~0.69%的硫酸錳，0.63%~0.9%的氯化鈷和1.5%~2.7%的瓊脂制成。
[0032]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式的一種新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料的制備方法是按以下步驟進(jìn)行:
[0033]一、按質(zhì)量百分含量稱取18%~37%的海泡石，18%~37%的麥飯石，15%~23 %的水泥，3 %~4.5 %的聚乙烯醇，4.5 %~7 %的海藻酸鈉，10 %~16 %的體積濃度為30%的過(guò)氧化氫，0.45%~0.69%的氯化鐵，0.45%~0.69%的硫酸錳，0.63%~0.9%的氯化鈷和1.5%~2.7%的瓊脂；
[0034]二、將步驟一稱取的聚乙烯醇和海藻酸鈉加熱溶解在水中，冷卻后加入步驟一稱取的質(zhì)量濃度為30%的過(guò)氧化氫混勻，得到液體混合物；
[0035]三、將步驟一稱取的海泡石，麥飯石，水泥，氯化鐵，硫酸錳，氯化鈷和瓊脂研磨成粉末后混合均勻，得到固體混合物；
[0036]四、將步驟二得到的液體混合物和步驟三得到的固體混合物混合后，用造粒機(jī)制成表面潮濕的球狀顆粒，常溫放置I~2h后，移到烘箱中在溫度為80~90°C下烘干I~2h，然后篩分出4~8mm的填料，在溫度為80~90°C，壓力為0.1~0.15MPa下經(jīng)過(guò)高壓低溫養(yǎng)護(hù)10~12h后，放置到水浴鍋上在60~80°C下恒溫蒸養(yǎng)8~10天，再常溫冷卻，即得新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料。
[0037]本實(shí)施方式包括以下有益效果:
[0038]1、本實(shí)施方式中采用海泡石和麥飯石為填料主要組分，海泡石是一種纖維層狀含水硅鎂酸鹽的粘土礦 物，海泡石的纖維狀晶體結(jié)構(gòu)中有許多與纖維延長(zhǎng)方向一致的管狀貫穿通道。這種特殊的結(jié)構(gòu)使得海泡石比表面積大，孔隙率高，具有良好的吸附性，且海泡石本身無(wú)毒無(wú)害，不影響微生物生長(zhǎng)。麥飯石是一種天然礦物質(zhì)，所具有的蜂窩孔狀結(jié)構(gòu)決定其具有較好的吸附性能。麥飯石含有微生物生長(zhǎng)所需要的微量元素，有利于微生物在填料表面的掛膜，從而對(duì)水中污染物起到很好的處理效果。
[0039]2、瓊脂本身作為生物培養(yǎng)基中的主要成分，可促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)，而作為生物促進(jìn)劑加入到新型生物填料中，將有利于微生物在填料表面的附著與生長(zhǎng)，從而有利于微生物在填料表面的掛膜。
[0040]3、本實(shí)施方式中采用水泥作為粘結(jié)劑之一，其中水泥具有水硬性，通過(guò)恒溫蒸養(yǎng)可以增加填料的硬度。延長(zhǎng)填料使用壽命，保證填料在進(jìn)行水質(zhì)凈化過(guò)程中能夠承受水流沖擊使其免受磨損。
[0041]4、使用的聚乙烯醇具有粘結(jié)性質(zhì)，是很好的粘結(jié)劑。海藻酸鈉具有凝膠化作用，聚乙烯醇和海藻酸鈉的添加可以形成高分子水凝膠，在微生物的作用下緩慢降解，可控地釋放微生物生長(zhǎng)所需的微量元素及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在營(yíng)養(yǎng)條件不穩(wěn)定的情況下，維持微生物的生長(zhǎng)，使微生物不會(huì)因營(yíng)養(yǎng)過(guò)高而大量生長(zhǎng)，也不會(huì)因營(yíng)養(yǎng)過(guò)低而逐漸死亡，這樣的提供營(yíng)養(yǎng)有利于生物膜的形成。另外聚乙烯醇和海藻酸鈉均不會(huì)對(duì)微生物有毒害作用，尤其是海藻酸鈉具有良好的生物相容性，是一種“環(huán)境友好型”材料。
[0042]5、本實(shí)施方式采用過(guò)氧化氫為發(fā)泡劑，在高壓蒸汽的作用下過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生氣泡，從而使制成的填料具有多孔結(jié)構(gòu)，增大比表面積，大的比表面積和多孔結(jié)構(gòu)可以有利于微生物的附著，利于微生物的掛膜。
[0043]6、本實(shí)施方式在所制備的填料中添加了氯化鐵，氯化鈷，硫酸錳。鐵元素，鈷元素，錳元素是微生物生長(zhǎng)所需的微量元素，在填料中添加這些元素，可以使微生物在貧營(yíng)養(yǎng)環(huán)境下維持生長(zhǎng)，加快生物膜的形成，減少填料的掛膜時(shí)間及反沖洗后生物膜恢復(fù)時(shí)間。
[0044]7、本實(shí)施方式在制備工藝上采用了免燒結(jié)工藝，不僅防止海泡石和麥飯石晶型結(jié)構(gòu)在高溫下改變，還避免了瓊脂在較高溫度下變性。恒溫蒸養(yǎng)有利于水泥水硬性的增加，提高填料的機(jī)械強(qiáng)度。相對(duì)與燒結(jié)工藝，這種耗能低，造成的污染小。
[0045]8、將本實(shí)施方式所制備的新型生物填料與普通陶粒分別在曝氣生物濾池中進(jìn)行掛膜實(shí)驗(yàn)，新型生物填料的掛膜時(shí)間為4天，而普通陶粒在相同的條件下掛膜需要6天。表明新型生物填料可以縮短掛膜時(shí)間。對(duì)比生物膜量可知，新型生物填料的生物膜量為97.93~102.29mg/g，而普通陶粒生物膜量為40.91mg/g，說(shuō)明所制備的新型生物填料更利于微生物的附著與生長(zhǎng)。[0046]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】二不同的是:步驟一中按質(zhì)量百分含量稱取37%的海泡石，18.52%的麥飯石，18.56%的水泥，3.70%的聚乙烯醇，5.56%的海藻酸鈉，12.96 %的體積濃度為30 %的過(guò)氧化氫，0.56 %的氯化鐵，0.56 %的硫酸錳，
0.74%的氯化鈷和1.84%的瓊脂。其它與【具體實(shí)施方式】二相同。
[0047]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】二或三不同的是:步驟一中按質(zhì)量百分含量稱取18.52%的海泡石，37%的麥飯石，18.56%的水泥，3.7%的聚乙烯醇，5.56%的海藻酸鈉，12.96%的體積濃度為30%的過(guò)氧化氫，0.56%的氯化鐵，0.56%的硫酸錳，
0.74%的氯化鈷和1.84%的瓊脂。其它與【具體實(shí)施方式】二或三相同。
[0048]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】二至四之一不同的是:步驟四中在溫度為90°C下烘干lh。其它與【具體實(shí)施方式】二至四之一相同。
[0049]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】二至五之一不同的是:步驟四中在溫度為90°C，壓力為0.15MPa下經(jīng)過(guò)高壓蒸汽養(yǎng)IOh后。其它與【具體實(shí)施方式】二至五之一相同。
[0050]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】二至六之一不同的是:步驟四中在80°C下恒溫蒸養(yǎng)10天。其它與【具體實(shí)施方式】二至六之一相同。
[0051]通過(guò)以下試驗(yàn)驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果:
[0052]試驗(yàn)一:本試驗(yàn)的一種新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料的制備方法是按以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0053]—、按質(zhì)量百分含量稱取37 %的海泡石，18.52 %的麥飯石，18.56 %的水泥，
3.70%的聚乙烯醇，5.56%的海藻酸鈉，12.96%的體積濃度為30%的過(guò)氧化氫，0.56%的氯化鐵，0.56%的硫酸錳，0.74%的氯化鈷和1.84%的瓊脂；
[0054]二、將步驟一稱取的聚乙烯醇和海藻酸鈉加熱溶解在水中，冷卻后加入步驟一稱取的過(guò)氧化氫混勻，得到液體混合物；
[0055]三、將步驟一稱取的海泡石，麥飯石，水泥，氯化鐵，硫酸錳，氯化鈷和瓊脂研磨成粉末后混合均勻，得到固體混合物；
[0056]四、將步驟二得到的液體混合物和步驟三得到的固體混合物混合后，用造粒機(jī)制成表面潮濕的球狀顆粒，常溫放置Ih后，移到烘箱中在溫度為90°C下烘干lh，然后篩分出6mm的填料，在溫度為90°C，壓力為0.15MPa下經(jīng)過(guò)高壓低溫養(yǎng)護(hù)IOh后，放置到水浴鍋上在80°C下恒溫蒸養(yǎng)10天，再常溫冷卻，即得新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料。[0057]試驗(yàn)二:本試驗(yàn)的一種新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料的制備方法是按以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0058]一、按質(zhì)量百分含量稱取18.52%的海泡石，37%的麥飯石，18.56%的水泥，3.7%的聚乙烯醇，5.56%的海藻酸鈉，12.96%的體積濃度為30%的過(guò)氧化氫，0.56%的氯化鐵，
0.56%的硫酸錳，0.74%的氯化鈷和1.84%的瓊脂；
[0059]二、將步驟一稱取的聚乙烯醇和海藻酸鈉加熱溶解在水中，冷卻后加入步驟一稱取的過(guò)氧化氫混勻，得到液體混合物；
[0060]三、將步驟一稱取的海泡石，麥飯石，水泥，氯化鐵，硫酸錳，氯化鈷和瓊脂研磨成粉末后混合均勻，得到固體混合物；
[0061]四、將步驟二得到的液體混合物和步驟三得到的固體混合物混合后，用造粒機(jī)制成表面潮濕的球狀顆粒，常溫放置Ih后，移到烘箱中在溫度為90°C下烘干lh，然后篩分出6mm的填料，在溫度為90°C，壓力為0.15MPa下經(jīng)過(guò)高壓低溫養(yǎng)護(hù)IOh后，放置到水浴鍋上在80°C下恒溫蒸養(yǎng)10天，再常溫冷卻，即得新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料。
[0062]試驗(yàn)一制備的新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料的SEM照片如圖3所示；試驗(yàn)二制備的新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料的SEM照片如圖4所示；普通陶粒(選自濟(jì)南海華濾料有限公司)的SEM照片如圖5所示；由圖3、圖4和圖5可以看出，新型生物填料表面粗糙，且具有一定的孔狀結(jié)構(gòu)(尤其是試驗(yàn)二制備的新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料)，說(shuō)明本發(fā)明制備的新型生物填料這種粗糙的帶有孔狀結(jié)構(gòu)的表面正是作為曝氣生物濾池填料所需要的，有利于微生物的附 著和生長(zhǎng)。
[0063]將試驗(yàn)一、試驗(yàn)二制備的填料和普通陶粒進(jìn)行掛膜實(shí)驗(yàn):
[0064]采用間歇式進(jìn)水掛膜的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖6所示，圓柱型反應(yīng)器材質(zhì)為塑料，直徑為6.5cm，高度為28cm。加入填料的高度為13cm，空氣從反應(yīng)器底部通入。
[0065]本實(shí)驗(yàn)通過(guò)人工接種活性污泥的方法啟動(dòng)反應(yīng)器，具體實(shí)驗(yàn)操作:先向反應(yīng)裝置中投加填料，再加入污泥，使污泥淹沒填料，再加入模擬廢水(模擬廢水配制方案詳見表2)，靜態(tài)接觸24h后，排出懸浮污泥，再通入空氣進(jìn)行間歇式進(jìn)水掛膜。曝氣量為1.5L/h，每24h排出上清液，并補(bǔ)充相同體積的新鮮模擬廢水。同時(shí)每天測(cè)定補(bǔ)充廢水和排出上清液的C0D、氨氮和磷酸鹽濃度，當(dāng)COD的去除率達(dá)到60%，氨氮的去除率達(dá)到80%時(shí)掛膜成功，并測(cè)定各填料的生物膜量。不同指標(biāo)的測(cè)定方法如表2所示。
[0066]表1
[0067]
藥品用量，mg-L'1水質(zhì)指標(biāo)，mg.!；1
葡萄糖120COD: 120-140
硫酸銨17氨氮:4.5-5.5
磷酸二氫鉀5磷酸鹽:2.5-3.5
[0068]表 2
[0069]
【權(quán)利要求】
1.一種新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料，其特征在于新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料按質(zhì)量百分含量由18%~37%的海泡石，18%~37%的麥飯石，15%~23%的水泥，3%~4.5 %的聚乙烯醇，4.5 %~7 %的海藻酸鈉，10 %~16 %的體積濃度為30 %的過(guò)氧化氫，0.45%~0.69%的氯化鐵，0.45%~0.69%的硫酸錳，0.63%~0.9%的氯化鈷和1.5%~2.7%的瓊脂制成。
2.一種新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料的制備方法，其特征在于新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料的制備方法是按以下步驟進(jìn)行: 一、按質(zhì)量百分含量稱取18%~37 %的海泡石，18 %~37 %的麥飯石，15 %~23 %的水泥，3 %~4.5 %的聚乙烯醇，4.5 %~7 %的海藻酸鈉，10 %~16 %的體積濃度為30 %的過(guò)氧化氫，0.45%~0.69%的氯化鐵，0.45%~0.69%的硫酸錳，0.63%~0.9%的氯化鈷和1.5%~2.7%的瓊脂； 二、將步驟一稱取的聚乙烯醇和海藻酸鈉加熱溶解在水中，冷卻后加入步驟一稱取的過(guò)氧化氫混勻，得到液體混合物； 三、將步驟一稱取的海泡石，麥飯石，水泥，氯化鐵，硫酸錳，氯化鈷和瓊脂研磨成粉末后混合均勻，得到固體混合物； 四、將步驟二得到的液體混合物和步驟三得到的固體混合物混合后，用造粒機(jī)制成表面潮濕的球狀顆粒，常溫放置I~2h后，移到烘箱中在溫度為80~90°C下烘干I~2h，然后篩分出4~8mm的填料，在溫度為80~90°C，壓力為0.1~0.15MPa下經(jīng)過(guò)高壓低溫養(yǎng)護(hù)10~12h后，放置到水浴鍋上在60~80°C下恒溫蒸養(yǎng)8~10天，再常溫冷卻，即得新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料的制備方法，其特征在于步驟一中按質(zhì)量百分含量稱取37%的海泡石，18.52%的麥飯石，18.56%的水泥，3.70%的聚乙烯醇，5.56%的海藻酸鈉，12.96%的體積濃度為30%的過(guò)氧化氫，0.56%的氯化鐵，0.56%的硫酸錳，0.74%的氯化鈷和1.84%的瓊脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料的制備方法，其特征在于步驟一中按質(zhì)量百分含量稱取18.52%的海泡石，37%的麥飯石，18.56%的水泥，3.7%的聚乙烯醇，5.56%的海藻酸鈉，12.96%的體積濃度為30%的過(guò)氧化氫，0.56%的氯化鐵，0.56%的硫酸錳，0.74%的氯化鈷和1.84%的瓊脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料的制備方法，其特征在于步驟四中在溫度為90°C下烘干lh。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料的制備方法，其特征在于步驟四中在溫度為90°C，壓力為0.15MPa下經(jīng)過(guò)高壓蒸汽養(yǎng)IOh后。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型免燒結(jié)快速掛膜生物填料的制備方法，其特征在于步驟四中在80°C下恒溫蒸養(yǎng)10天。
【文檔編號(hào)】C02F3/10GK103951044SQ201410221873
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】孫曉君, 陳芳妮, 魏金枝, 于凱, 宮正, 張慧, 潘良 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)