專利名稱：一種用于污水處理的填料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種填料及其制備方法。
背景技術：
近年來，隨著國民經(jīng)濟的加速發(fā)展，傳統(tǒng)的COD以及氨氮等去除及難降解有機廢 水處理研究的深入，對傳統(tǒng)活性污泥法的處理能力提出了更高的要求，通過增加微生物活 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 個世紀90年代中期以來，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，成為一種新型高效的污水處理方法，其技術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，以提高生化處理的效果和效率，所以性能優(yōu)越的懸浮載體的開發(fā)研制，對強化 活性污泥的處理功能，提高生化處理效率具有重要意義。目前主要應用于生物脫氮、處理難 降解有毒有害廢水、處理重金屬廢水、地表水修復等。 目前生物載體的作用主要包括以下幾個方面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，其豐富的內表面為微生物提供附著的表面和內部空間，使反應器 保持盡可能高的微生物量；②提供生物與廢水接觸的場所，并且對水流有強制性的紊動作 用，使水流在載體內部形成交叉流，為載體和生物體的接觸創(chuàng)造良好的水力條件，同時載體 對好氧反應器中的氣泡有重復切割作用，增大了氣水接觸面積，提高了傳質效果，使水中的 溶解氧濃度提高，從而強化了微生物、有機物和溶解氧三者之間的傳質關系；③由于傳質阻 力的存在，可在載體內形成不同的"好氧"、"兼氧"和"厭氧"微環(huán)境，為不同種類微生物的共 同生長、發(fā)揮協(xié)調作用創(chuàng)造條件，進而提高反應器的處理效率和效果；④在微生物受到毒害 作用時，載體起到"屏蔽"保護作用。正是這種作用，使載體微生物的抗毒害能力大大增強， 允許進入反應器的毒性物質的閉值提高。對懸浮載體最主要的技術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)展的一個新方 向，其中新型載體的開發(fā)及其應用研究是關鍵。目前該類載體的研制，尚處于發(fā)展階段，遠 沒有達到成熟的程度，還有待進一步深入。由于天然材料很難達到懸浮載體的技術要求，所 以必須利用人工合成高分子材料才能實現(xiàn)這一目標。內外研究最多的生物載體，國內應用 較廣，也出現(xiàn)了不少專利產品，如以聚氨脂泡沫/互穿聚合聚氨脂泡沫為母體先后通過或 分別通過氰乙基化、胺化、氨解、縮合、水解反應制成集反應性、親水性、通透性、回彈性、高 比表面積及交聯(lián)網(wǎng)絡結構于一體的功能泡沫塑料生物載體(俗稱環(huán)保海綿)，盡管軟質聚氨脂泡沫是目前研究應用最廣的生物載體，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胞的結構組成，造成微生物細胞裂解，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，極大的限制了該類載體的進一步發(fā)展，這成 為懸浮載體生物膜法發(fā)展中面臨的主要問題。

發(fā)明內容
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份的微生物生長促進劑、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份的微生物生長促進劑、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器，然后加入稱取的微生物生長促進劑、微生物活性激活劑和活性 污泥攪拌，同時進行曝氣，在20 40°C的條件下培養(yǎng)24 72小時，即得到了用于污水處理 的填料。 本發(fā)明的制備方法通過曝氣的方法，以聚氨酯泡沫材料為載體，在微生物生長促 進劑、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到了 30kg/m3以上，本發(fā)明的填料活性好，且穩(wěn)定性強， 抗沖擊能力強，對污水中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為具體實施方式
十四的填料進行污水處理的效果圖。
具體實施例方式
本發(fā)明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的
任意組合。
具體實施方式
一 本實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份的微生物生長促進劑、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。
本實施方式的用于污水處理的填料上附載的生物量達到了 30kg/m3以上。 本實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)定劑以及必要時擴散劑存在的條件下，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)實際所處理的污水進行選擇。 本實施方式的用于污水處理的填料上附載的生物量達到了 30kg/m3以上。 本實施方式的填料對污水中COD的平均去除率為70% 90%，氨氮的去除率為
20% 40%，本實施方式的填料對污水中的COD和氨氮的去處效果好。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
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份的微生物生長促進劑、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。其他與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
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份的微生物生長促進劑、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。其他與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一至三不同的是微生物生長促進為 電氣石。其他與具體實施方式
一至三相同。 具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
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。其他與具體實施方式
一至四相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
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。其他與具體實施方式
一至五相同。
具體實施方式
七本實施方式用于污水處理的填料的制備按照以下步驟進行 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份的微生物生長促進劑、 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器中，然后加入稱取的微生物生 長促進劑、微生物活性激活劑和活性污泥攪拌，同時進行曝氣，在20 4(TC的條件下培養(yǎng) 24 72小時，即得到了用于污水處理的填料。 本實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)定劑以及必要時擴散劑存在的條件下，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)實際所處理的污水進行選擇。
本實施方式的用于污水處理的填料上附載的生物量達到了 30kg/m3以上。
本實施方式的填料對污水中COD的平均去除率為70% 90%，氨氮的去除率為 20% 40%，本實施方式的填料對污水中的COD和氨氮的去處效果好。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
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份的微生物生長促進劑、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) 與具體實施方式
七相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
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份的微生物生長促進劑、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)與具體實施方式
七相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
七至九不同的是步驟一中微生物生 長促進為電氣石。其他步驟及參數(shù)與具體實施方式
七至九相同。
具體實施方式
十一 本實施方式與具體實施方式
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)與具體實施方式
七 至十相同。 具體實施方式
十二 本實施方式與具體實施方式
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)與具體實施方式
七至十一相同。
具體實施方式
十三本實施方式與具體實施方式
七至十二不同的是步驟一中曝氣 時控制反應器中溶解氧的含量為0. 5 2mg/L。其他步驟及參數(shù)與具體實施方式
七至十二相 同。
具體實施方式
十四本實施方式用于污水處理的填料的制備按照以下步驟進行 一、按照重量份數(shù)稱取83份的聚氨酯泡沫材料、0. 3份的微生物生長促進劑、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器中，然后加入稱取的微生物生長促進劑、微生物活性激活劑 和活性污泥攪拌，同時進行曝氣，在3(TC的條件下培養(yǎng)60小時，即得到了用于污水處理的 填料。 本實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)定劑以及必要時擴散劑存在的條件下，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%。 本實施方式步驟一中微生物生長促進為電氣石。 本實施方式步驟一中微生物活性激活劑為微量元素鐵。 本實施方式步驟一中活性生物酶制劑為硝酸鹽還原酶。 本實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。 本實施方式步驟一中曝氣時控制反應器中溶解氧的含量為0. 5 2mg/L。 本實施方式的用于污水處理的填料上附載的生物量為41kg/m3。 本實施方式的填料放入到生物填料反應器中對生活污水進行處理，其中對污水中
COD和氨氮的去處效果如圖1所示，圖中1表示進水COD的含量，2表示出水COD的含量，3
表示進水氨氮的含量，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%，本實施方式的填料對污水中的COD和氨氮的去處效果好。
權利要求
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份的微生物生長促進劑、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份的微生物生長促進劑、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促進 為電氣石。
4. 根據(jù)權利要求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 物生長促進劑、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器中，然后加入稱 取的微生物生長促進劑、微生物活性激活劑和活性污泥攪拌，同時進行曝氣，在20 40°C 的條件下培養(yǎng)24 72小時，即得到了用于污水處理的填料。
7. 根據(jù)權利要求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 微生物生長促進為電氣石。
8. 根據(jù)權利要求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 驟一中曝氣時控制反應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、活性差的問題。本發(fā)明填料由聚氨酯泡沫材料、微生物生長促進劑、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到了30kg/m3以上，本發(fā)明的填料活性好，且穩(wěn)定性強，抗沖擊能力強，對污水中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C02F3/10GK101767865SQ20101011304
公開日2010年7月7日 申請日期2010年2月24日 優(yōu)先權日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 申請人:哈爾濱工業(yè)大學