專(zhuān)利名稱(chēng)：用于污水處理的填料及其制備方法、以及污水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于污水處理的填料及其制備方法、以及使用該填料進(jìn)行污水處理的方法，屬于環(huán)境工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，城市污水處理廠(chǎng)數(shù)量不斷增加，污水處理率也不斷提高，但水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題并沒(méi)有得到很好的解決，這主要是由于現(xiàn)有的生物脫氮技術(shù)總氮的去除率較低，相當(dāng)一部分的氨態(tài)氮(nh4+-n)只是轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮(no3_-n)，而并沒(méi)有從根本上去除造成的。由于富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題，近年來(lái)我國(guó)太湖、滇池每年均出現(xiàn)了藍(lán)藻大規(guī)模爆發(fā)的現(xiàn)象。隨著水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題的日益嚴(yán)重，污水處理廠(chǎng)污水的排放標(biāo)準(zhǔn)將逐漸提高，而現(xiàn)有的生物脫氮技術(shù)處理效果差、運(yùn)行成本高，很難實(shí)現(xiàn)含氮污染物的達(dá)標(biāo)排放。此外，城市生活污水或工業(yè)廢水中同時(shí)含有大量的有機(jī)污染物(其含量一般以化學(xué)需氧量COD表示)和含氮污染物?，F(xiàn)有的處理工藝一般把有機(jī)污染物的去除和含氮污染物的去除分開(kāi)進(jìn)行，采用不同的處理單元和處理工藝，如普遍采用活性污泥法或生物膜法來(lái)去除有機(jī)污染物，采用Α/0、Α2/0或氧化溝工藝來(lái)去除含氮污染物，這使得處理工藝復(fù)雜、處理成本較高、處理效率卻較低。為了有效耦合有機(jī)污染物和含氮污染物的去除，實(shí)現(xiàn)污水低成本和高效的處理，有研究人員采用了同時(shí)厭氧消化和反硝化工藝，該工藝不僅在同一反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)了有機(jī)污染物和含氮污染物的同時(shí)去除，而且還能產(chǎn)生可再利用的生物能源氣體甲烷。但由于Ν0χ_-Ν的存在會(huì)導(dǎo)致氧化還原電位的升高，這會(huì)抑制厭氧消化菌的生長(zhǎng)和代謝活性，從而降低了有機(jī)污染物的去除效率。為了有效減小或降低NOx--N對(duì)厭氧消化菌的抑制作用，有人采用了同時(shí)培養(yǎng)厭氧消化菌和反硝化菌的顆粒污泥(環(huán)境工程領(lǐng)域常把微生物或菌的聚集體稱(chēng)為污泥)或生物膜，反硝化菌富集在顆粒污泥或生物膜的外層，厭氧消化菌富集在顆粒污泥或生物膜的內(nèi)層來(lái)解決厭氧消化菌和反硝化菌共存的問(wèn)題。但在實(shí)際運(yùn)用中如何有效實(shí)現(xiàn)反硝化菌和厭氧消化菌的分層富集是難于解決的問(wèn)題，且該工藝只是對(duì)NCV-N有較高的去除效果，而不能處理同時(shí)含有高濃度NH/-N的污水，因此該方法對(duì)污水的處理效率還有待于進(jìn)一步的提聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低成本、高效去除污水中還原性有機(jī)污染物和含氮污染物的填料、該填料的制備方法以及使用該填料進(jìn)行污水處理的方法。本發(fā)明的填料具有如下技術(shù)特征以導(dǎo)電、多孔的材料為載體，厭氧消化菌、反硝化菌和厭氧氨氧化菌附著成膜于載體表面，其中，氧化還原電勢(shì)低的厭氧消化菌組成生物陽(yáng)極，氧化還原電勢(shì)高的反硝化菌和厭氧氨氧化菌組成生物陰極，構(gòu)成生物電極對(duì)。作為所述載體，可選具有導(dǎo)電能力和多孔的材料，如活性炭顆粒。本發(fā)明的填料的制備方法包括如下步驟
(I)浸泡、清洗載體用去離子水浸泡、清洗載體，調(diào)節(jié)溶液的pH，直到浸泡后的水溶液PH為中性；(2)馴化、培養(yǎng)微生物取污水處理廠(chǎng)厭氧消化池的污泥接種到厭氧消化菌的培養(yǎng)基中，取污水處理廠(chǎng)反硝化池的污泥接種到反硝化菌和厭氧氨氧化菌的培養(yǎng)基中，控制各培養(yǎng)液的pH在6. 5^7. 5之間，當(dāng)培養(yǎng)液中懸浮微生物的濃度達(dá)到3000 4000mg/L且C0D、Ν03_-Ν和NH4+-N去除率保持穩(wěn)定時(shí)，即得到馴化、培養(yǎng)好的去除還原性有機(jī)污染物的厭氧消化菌和去除含氮污染物的反硝化菌和厭氧氨氧化菌，厭氧消化菌的培養(yǎng)基組成=(NH4 )2SO430mg/L,KH2PO4 30mg/L、KHC03500mg/L、MgSO4200mg/L、FeCl3 100mg/L、CaCl2 30mg/L、C6H12O6 500mg/L、NaNO3 40mg/L,反硝化菌和厭氧氨氧化菌的培養(yǎng)基組成=(NH4)2SO4 60mg/L> KH2P0430mg/L> KHCO3500mg/L、MgSO4 200mg/L、FeCl3 100mg/L、CaCl2 30mg/L、C6H12O6 200mg/L、NaNO3 200mg/L,并在上述兩個(gè)培養(yǎng)基中每升分別添加微量元素液I 2ml，微量元素液組成EDTA 50. 0g/L、ZnS042. 2g/L、CaCl25. 5g/L、MnCl2 · 4H20 5. 06g/L、FeSO4 · 7H205. 0g/L、(NH4)6Mo7O2 · 4H20 I. lg/L、CuSO4 · 5H20 I. 57g/L、CoCl2 · 6H20 I. 61g/L ；(3)接種微生物到裝有載體的反應(yīng)器中，使微生物在載體表面附著成膜將馴化、培養(yǎng)好的含有厭氧消化菌的懸浮液和含有反硝化菌、厭氧氨氧化菌的懸浮液接種到裝有載體的反應(yīng)器中，使微生物與載體充分接觸，然后通入培養(yǎng)基使微生物在載體表面生長(zhǎng)、附著成膜。上述步驟(3)優(yōu)選在塔式反應(yīng)器中進(jìn)行，微生物懸浮液和培養(yǎng)基的通入方式優(yōu)選為從塔式反應(yīng)器下部流入并從上部流出。含有厭氧消化菌的懸浮液與含有反硝化菌和厭氧氨氧化菌的懸浮液的體積比優(yōu)選為1:1。此外，所述培養(yǎng)基優(yōu)選使用待處理的污水。本發(fā)明的污水處理方法具有如下技術(shù)特征在裝填有上述填料的反應(yīng)器中通入待處理的污水，使污水在填料顆粒間流動(dòng)，進(jìn)行污水處理。其中，所述反應(yīng)器優(yōu)選為塔式反應(yīng)器，污水的通入方式優(yōu)選為從塔式反應(yīng)器下部流入、處理完后從上部流出。本發(fā)明的填料以導(dǎo)電和多孔材料為填料載體，利用厭氧消化菌在其表面附著成膜構(gòu)成生物陽(yáng)極，反硝化菌和厭氧氨氧化菌在其表面附著成膜構(gòu)成生物陰極，耦合了厭氧消化菌、反硝化菌和厭氧氨氧化菌的呼吸代謝作用(陽(yáng)極氧化和陰極還原作用)，厭氧消化菌去除有機(jī)污染物產(chǎn)生的電子通過(guò)載體傳遞給反硝化菌和厭氧氨氧化菌，可實(shí)現(xiàn)污水中有機(jī)污染物和含氮污染物的同步、高效去除。本發(fā)明的污水處理方法是一種低成本、高效率的污水處理方法。


圖I為一種使用本發(fā)明的填料進(jìn)行污水處理的處理系統(tǒng)示意圖(剖面圖)，其中1.進(jìn)水管、2.填料支撐板、3.填料層、4.填料壓板、5.氣體收集器、6.出水管;圖2為使用圖I的處理系統(tǒng)對(duì)污水中COD的去除效果；圖3為使用圖I的處理系統(tǒng)對(duì)污水中NH/-N的去除效果；圖4為使用圖I的處理系統(tǒng)對(duì)污水中NOf-N的去除效果；圖5為使用圖I的處理系統(tǒng)處理污水時(shí)出水中亞硝態(tài)氮(NOf-N)的濃度變化。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)由于厭氧消化菌的氧化還原電勢(shì)較低，反硝化菌和厭氧氨氧化菌的氧化還原電勢(shì)較高，能否充分利用厭氧消化菌在代謝過(guò)程中產(chǎn)生的電子促進(jìn)反硝化菌和厭氧氨氧化菌有效去除不同形態(tài)的無(wú)機(jī)氮(如NH4+-N、NO3 -N和NO2 -N),是提高同時(shí)去除有機(jī)污染物和脫氮效率的關(guān)鍵，這對(duì)于提高污水的處理效率、降低處理成本、實(shí)現(xiàn)污水的達(dá)標(biāo)排放都具有十分重要的意義。本發(fā)明的填料是在上述研究的基礎(chǔ)上通過(guò)刻苦鉆研而完成的，具有如下技術(shù)特征以導(dǎo)電、多孔的材料為載體，厭氧消化菌、反硝化菌和厭氧氨氧化菌附著成膜于載體表面，其中，氧化還原電勢(shì)低的厭氧消化菌組成生物陽(yáng)極，氧化還原電勢(shì)高的反硝化菌和厭氧氨氧化菌組成生物陰極，構(gòu)成生物電極對(duì)。厭 氧消化菌去除有機(jī)污染物產(chǎn)生的電子通過(guò)載體傳遞給反硝化菌和厭氧氨氧化菌還原脫氮。本發(fā)明的填料以具有多孔和導(dǎo)電能力的材料為載體，采用具有不同氧化還原電勢(shì)和代謝類(lèi)型的微生物在載體表面附著成膜構(gòu)成無(wú)數(shù)個(gè)生物電極對(duì)，是實(shí)現(xiàn)低成本、高效處理污水的一種應(yīng)用前景十分廣闊的填料，其產(chǎn)生的有益效果及其機(jī)理如下(I)通過(guò)使用具有導(dǎo)電性的載體，電子和質(zhì)子得到了有效傳遞，從而充分利用了厭氧消化菌在代謝過(guò)程中產(chǎn)生的電子來(lái)促進(jìn)反硝化菌和厭氧氨氧化菌脫氮，具體而言，構(gòu)成生物陽(yáng)極的厭氧消化菌降解有機(jī)污染物發(fā)生氧化反應(yīng)釋放出電子，電子由厭氧消化菌傳遞給載體，再由載體傳遞給構(gòu)成生物陰極的反硝化菌和厭氧氨氧化菌發(fā)生還原反應(yīng)進(jìn)行脫氮，從而實(shí)現(xiàn)了污水中還原性有機(jī)污染物和含氮污染物的高效去除。(2)通過(guò)使用反硝化菌和厭氧氨氧化菌,可同步去除NH4+-N、N03_-N和Ν02__Ν污染物，實(shí)現(xiàn)了含氮污染物的高效去除。(3)由于使用了具有導(dǎo)電性能的載體，因此代謝類(lèi)型和氧化還原電勢(shì)不同的厭氧消化菌和反硝化菌、厭氧氨氧化菌分別處在微生物膜上的不同位置，即厭氧消化菌組成生物陽(yáng)極、反硝化菌和厭氧氨氧化菌組成生物陰極，這有效降低了 Ν0χ_-Ν對(duì)厭氧消化菌生長(zhǎng)和代謝活性的抑制作用，使厭氧消化菌、反硝化菌和厭氧氨氧化菌能夠共存于同一反應(yīng)器內(nèi)且均保持較高的代謝活性，從而實(shí)現(xiàn)了污水中還原性有機(jī)污染物和含氮污染物的協(xié)同、聞效去除。本發(fā)明中，厭氧消化菌是通過(guò)厭氧消化作用而去除污水中有機(jī)污染物的一類(lèi)菌的總稱(chēng)；反硝化菌是通過(guò)將NO3--N先轉(zhuǎn)變?yōu)镹O2--N最后轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨(dú)?N2)的一類(lèi)菌總稱(chēng)；厭氧氨氧化菌是通過(guò)將NH4+-N與Ν02_-Ν反應(yīng)生成N2而去除NH4+-N和Ν02_-Ν的一類(lèi)菌的總稱(chēng)。這些菌分別是以污水處理廠(chǎng)厭氧消化池和反硝化池的污泥作為菌種進(jìn)行馴化、培養(yǎng)得到的。對(duì)本發(fā)明的填料所使用的載體沒(méi)有特別限制，只要具備多孔性和導(dǎo)電性即可，例如活性炭顆粒、不銹鋼網(wǎng)和多孔導(dǎo)電聚合物等，但從價(jià)格便宜、易得，可降低污水處理成本的角度來(lái)講，優(yōu)選活性炭顆粒。載體的導(dǎo)電性可以促進(jìn)電子和質(zhì)子傳遞，多孔性可以保證微生物的附著面積足夠大，從而提高單位質(zhì)量填料的污水處理能力。本發(fā)明還提供一種用于制備上述填料的方法，其特征在于，包括如下步驟(I)浸泡、清洗載體用去離子水浸泡、清洗載體，調(diào)節(jié)溶液的pH，直到浸泡后的水溶液PH為中性；
(2)馴化、培養(yǎng)微生物取污水處理廠(chǎng)厭氧消化池的污泥接種到厭氧消化菌的培養(yǎng)基中，取污水處理廠(chǎng)反硝化池的污泥接種到反硝化菌和厭氧氨氧化菌的培養(yǎng)基中，控制各培養(yǎng)液的pH在6. 5^7. 5之間，當(dāng)培養(yǎng)液中懸浮微生物的濃度達(dá)到3000 4000mg/L且C0D、Ν03_-Ν和NH4+-N去除率保持穩(wěn)定時(shí)，即得到馴化、培養(yǎng)好的去除還原性有機(jī)污染物的厭氧消化菌和去除含氮污染物的反硝化菌和厭氧氨氧化菌，厭氧消化菌的培養(yǎng)基組成=(NH4)2SO430mg/L,KH2PO4 30mg/L、KHC03500mg/L、MgSO4200mg/L、FeCl3 100mg/L、CaCl2 30mg/L、C6H12O6 500mg/L、NaNO3 40mg/L,反硝化菌和厭氧氨氧化菌的培 養(yǎng)基組成=(NH4)2SO4 60mg/L、KH2P0430mg/L> KHCO3500mg/L、MgSO4 200mg/L、FeCl3 100mg/L、CaCl2 30mg/L、C6H12O6 200mg/L、NaNO3 200mg/L,并在上述兩個(gè)培養(yǎng)基中每升分別添加微量元素液f2ml，微量元素液組成EDTA 50. 0g/L、ZnSO4 2. 2g/L、CaCl2 5. 5g/L、MnCl2 · 4H20 5. 06g/L、FeSO4 · 7H205. 0g/L、(NH4)6Mo7O2 · 4H20 I. lg/L、CuSO4 · 5H20 I. 57g/L、CoCl2 · 6H20 I. 6lg/L ；(3)接種微生物到裝有載體的反應(yīng)器中，使微生物在載體表面附著成膜將馴化、培養(yǎng)好的含有厭氧消化菌的懸浮液和含有反硝化菌和厭氧氨氧化菌的懸浮液接種到裝有載體的反應(yīng)器中，使微生物與載體充分接觸，然后通入培養(yǎng)基使接種微生物在載體表面生長(zhǎng)、附著成膜。步驟(I)是對(duì)載體進(jìn)行浸泡、清洗的工序，通過(guò)該工序，可以去除載體表面的油污或其它對(duì)微生物生長(zhǎng)有害的雜質(zhì)。其中，從后續(xù)操作便利的角度來(lái)講，優(yōu)選將浸泡、清洗后的載體直接移入到用于污水處理的反應(yīng)器中，反應(yīng)器優(yōu)選塔式反應(yīng)器。步驟(2)是對(duì)微生物進(jìn)行馴化、培養(yǎng)的工序。其中，污水處理廠(chǎng)厭氧消化池的污泥作為馴化、培養(yǎng)厭氧消化菌的菌種，反硝化池的污泥作為馴化、培養(yǎng)反硝化菌和厭氧氨氧化菌的菌種，分別將各菌種接種到各自的培養(yǎng)基中后，進(jìn)行所需微生物的馴化、培養(yǎng)，控制培養(yǎng)液的pH在6. 5^7. 5之間，當(dāng)懸浮微生物的濃度達(dá)到300(T4000mg/L且培養(yǎng)液中COD、Ν03_-Ν和NH4+-N去除率保持穩(wěn)定時(shí)，表明微生物已馴化好。其中，培養(yǎng)溫度優(yōu)選為200C 25O。由于厭氧氨氧化菌與反硝化菌生長(zhǎng)的基質(zhì)相近，因此利用反硝化菌馴化培養(yǎng)厭氧氨氧化菌能有效縮短培養(yǎng)時(shí)間，獲得高代謝活性的厭氧氨氧化菌，可同步去除nh4+-n污染物，實(shí)現(xiàn)含氮污染物的高效去除。此外，馴化、培養(yǎng)厭氧消化菌和反硝化菌、厭氧氨氧化菌的培養(yǎng)基組成的主要差別在還原性有機(jī)物(葡萄糖)、NH4+-N ( (NH4)2SO4)和N03_-N (NaNO3)的含量上，而其余的營(yíng)養(yǎng)元素和培養(yǎng)條件都一樣，微生物的生長(zhǎng)條件近似，這使得得到的微生物具有良好的相容性，因此在載體表面容易附著成膜且保持較高的代謝活性，從而具有較好的污染物去除能力。步驟(3)是將微生物接種于裝有載體的反應(yīng)器中，并使其在載體表面附著成膜的工序。其中，對(duì)微生物懸浮液和培養(yǎng)基與載體接觸的方式?jīng)]有特別限制，但優(yōu)選如下方式按體積比1:1取馴化、培養(yǎng)好的厭氧消化菌和反硝化菌、厭氧氨氧化菌的混懸液混合均勻后，移入塔式反應(yīng)器內(nèi)，直到浸沒(méi)填料為止，然后連續(xù)通入培養(yǎng)基；在運(yùn)行初期，根據(jù)微生物附著成膜的情況，控制水力停留時(shí)間和進(jìn)出污水的流速，防止在掛膜初期流失較多的微生物，待在載體表面形成牢固的微生物膜后，再依據(jù)處理效果提高進(jìn)出水的流速。微生物懸浮液和培養(yǎng)基的通入方式優(yōu)選為從塔式反應(yīng)器下部流入并從上部流出。這樣可以增加微生物與載體的接觸時(shí)間，提高微生物在載體表面的成膜速度和質(zhì)量。步驟(3)中使用的培養(yǎng)基可依據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況而定，但從節(jié)約成本、操作簡(jiǎn)便的角度來(lái)講，優(yōu)選使用待處理的污水作為所述培養(yǎng)基。此外，培養(yǎng)基需去除其中的懸浮物、重金屬等易堵塞填料和毒害微生物的物質(zhì)，其PH優(yōu)選調(diào)節(jié)至7. 0±0. 2。本發(fā)明的污水處理方法具有如下技術(shù)特征在填充有上述填料的反應(yīng)器中通入待處理的污水，使污水在填料顆粒(或縫隙)間流動(dòng)，進(jìn)行污水處理。其中，所述反應(yīng)器優(yōu)選為塔式反應(yīng)器，污水的通入方式優(yōu)選為從塔式反應(yīng)器下部流入、處理完后從上部流出。這樣可以增加污水與 微生物膜的接觸時(shí)間，提高污水處理效率，同時(shí)能將脫落的微生物膜帶出反應(yīng)器，以免堵塞反應(yīng)器。此外，在污水處理過(guò)程中，為了保持微生物的代謝活性，優(yōu)選將待處理污水的PH調(diào)節(jié)至7. 0±0. 2。為實(shí)現(xiàn)上述目的，例如可以使用圖I所示的塔式污水處理系統(tǒng)進(jìn)行污水處理。該處理系統(tǒng)由進(jìn)水管I、填料層3、氣體收集器5和出水管6組成，填料置于塔內(nèi)的填料支撐板2和填料壓板4之間構(gòu)成填料層3。在該處理系統(tǒng)中通入污水后，可依據(jù)出水中污染物的濃度來(lái)控制進(jìn)出水的流速。實(shí)施例下面，通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。但本發(fā)明不受該實(shí)施例的限制，在符合本發(fā)明前后宗旨的范圍內(nèi)，可做適當(dāng)變化，這些均包括在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。( I)厭氧消化菌和反硝化菌、厭氧氨氧化菌的馴化、培養(yǎng)厭氧消化菌的培養(yǎng)基配方(mg/L)=(NH4)2SO4 30、KH2PO4 30、KHC03500、MgSO4 200、FeCl3 100、CaCl2 30、C6H12O6 500、NaNO3 40。反硝化菌和厭氧氨氧化菌的培養(yǎng)基配方(mg/L) : (NH4)2SO4 60、KH2PO4 30、KHCO3500、MgSO4 200、FeCl3 100、CaCl2 30、C6H12O6 200、NaNO3 200。每升上述培養(yǎng)基中分別添加微量元素液1ml，微量元素液的配方(g/L) =EDTA50. O、ZnSO4 2. 2、CaCl2 5. 5、MnCl2 · 4H20 5. 06、FeSO4 · 7H20 5. O、(NH4)6Mo7O2 · 4H20 I. I、CuSO4 · 5H20 I. 57、CoCl2 · 6H20 I. 61。分別取污水處理廠(chǎng)厭氧消化池和反硝化池的污泥接種到上述培養(yǎng)液中進(jìn)行厭氧消化菌和反硝化菌、厭氧氨氧化菌的馴化、培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為20°C,控制培養(yǎng)液的pH在
6.5 7. 5之間，當(dāng)污泥濃度(即微生物濃度)達(dá)到3000 4000mg/L且培養(yǎng)液中COD、NH4+_N和no3_-n去除率保持穩(wěn)定時(shí)，表明微生物已經(jīng)馴化好了。(2)活性炭顆粒的前處理用去離子水浸泡、清洗粒度為Γ8目活性炭顆粒，調(diào)節(jié)溶液的pH，直到浸泡后的水溶液PH為中性。(3)微生物的接種和成膜使用塔式反應(yīng)器，結(jié)構(gòu)如圖I所示。塔身是圓柱形有機(jī)玻璃，內(nèi)徑6cm，高20cm，在其內(nèi)部裝填上述浸泡、清洗后的活性炭顆粒，裝填高度為14cm。按體積比1:1取馴化、培養(yǎng)的厭氧消化菌和反硝化菌、厭氧氨氧化菌混懸液混合均勻后，從反應(yīng)器下部的進(jìn)水管I導(dǎo)入反應(yīng)器內(nèi)，直到浸沒(méi)填料為止，然后由反應(yīng)器上部的出水管6排出該混合液，同時(shí)不斷地從進(jìn)水管I通入下述模擬污水作為培養(yǎng)基，并從出水管6排出。運(yùn)行初期，根據(jù)微生物附著成膜的情況，控制水力停留的時(shí)間和進(jìn)出水的流速，防止在掛膜初期流失較多的微生物，待在活性炭顆粒表面形成牢固的微生物膜后，再提高進(jìn)出水的流速。(4)污水處理為了考察本方法對(duì)污水的處理效果，采用去離子水配制待處理的模擬污水(mg/L) =KH2PO4 30、KHCO3 500、MgSO4 200、CaCl2 30、NaNO3 200、(NH4) 2S0460、FeCl3 100、C6H12O6400，并添加(I)中的微量元素液1ml，調(diào)節(jié)污水的pH為7。將配制好的污水通過(guò)高位水箱導(dǎo)入到反應(yīng)器中，在運(yùn)行初期的:Γ4天內(nèi)，控制進(jìn)水流速，以免帶走較多污泥，連續(xù)運(yùn)行4天后， 進(jìn)出反應(yīng)器的流速為100ml/h。分析該方法對(duì)COD、NH4+-N和Ν03_-Ν的去除效果，評(píng)價(jià)污水處理能力，具體結(jié)果見(jiàn)圖2 4 ;并測(cè)定出水中Ν02_-Ν的濃度，結(jié)果如圖5所示。COD、NH4+-N、N03_-N和Ν02__Ν的測(cè)定方法分別為C0D的測(cè)定采用重鉻酸鉀微波消解快速測(cè)定法，NH4+-N的測(cè)定采用納氏試劑分光光度法，NO3--N的測(cè)定采用紫外分光光度法，NO2--N的測(cè)定采用N-(I-萘基)-乙二胺分光光度法。具體方法和詳細(xì)步驟參見(jiàn)《水和廢水監(jiān)測(cè)方法》(第四版)，中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002。
權(quán)利要求
1.一種用于污水處理的填料，其特征在于，所述填料以導(dǎo)電、多孔的材料為載體，厭氧消化菌、反硝化菌和厭氧氨氧化菌附著成膜于載體表面，其中，氧化還原電勢(shì)低的厭氧消化菌組成生物陽(yáng)極，氧化還原電勢(shì)高的反硝化菌和厭氧氨氧化菌組成生物陰極，構(gòu)成生物電極對(duì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的填料，其特征在于，所述載體為活性炭。
3.—種權(quán)利要求I或2所述填料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)浸泡、清洗載體用去離子水浸泡、清洗載體，調(diào)節(jié)溶液的pH，直到浸泡后的水溶液pH為中性； (2)馴化、培養(yǎng)微生物取污水處理廠(chǎng)厭氧消化池的污泥接種到厭氧消化菌的培養(yǎng)基中，取污水處理廠(chǎng)反硝化池的污泥接種到反硝化菌和厭氧氨氧化菌的培養(yǎng)基中，控制各培養(yǎng)液的pH在6. 5^7. 5之間，當(dāng)培養(yǎng)液中懸浮微生物的濃度達(dá)到3000 4000mg/L且有機(jī)污染物、硝態(tài)氮和氨態(tài)氮去除率保持穩(wěn)定時(shí)，即得到馴化、培養(yǎng)好的去除還原性有機(jī)污染物的厭氧消化菌和去除含氮污染物的反硝化菌和厭氧氨氧化菌， 厭氧消化菌的培養(yǎng)基組成(NH4)2SO4 30mg/L、KH2PO4 30mg/L、KHC03500mg/L、MgSO4200mg/L、FeCl3 100mg/L、CaCl2 30mg/L、C6H12O6 500mg/L、NaNO3 40mg/L, 反硝化菌和厭氧氨氧化菌的培養(yǎng)基組成(NH4) 2S04 60mg/L、KH2P0430mg/L、KHCO3500mg/L、MgSO4 200mg/L、FeCl3 100mg/L、CaCl2 30mg/L、C6H12O6 200mg/L、NaNO3 200mg/L, 并在每升上述兩個(gè)培養(yǎng)基中分別添加微量元素液f2ml，微量元素液組成EDTA50. Og/L、ZnS042. 2g/L、CaCl25. 5g/L、MnCl2 4H20 5. 06g/L、FeSO4 7H205. 0g/L、(NH4)6Mo7O2 4H20 I. lg/L、CuSO4 5H20 I. 57g/L、CoCl2 6H20 I. 61g/L ； (3)接種微生物到裝有載體的反應(yīng)器中，使微生物在載體表面附著成膜將馴化、培養(yǎng)好的含有厭氧消化菌的懸浮液和含有反硝化菌和厭氧氨氧化菌的懸浮液接種到裝有載體的反應(yīng)器中，使微生物與載體充分接觸，然后通入培養(yǎng)基使接種的微生物在載體表面生長(zhǎng)、附著成膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)是在塔式反應(yīng)器中進(jìn)行的，微生物懸浮液和培養(yǎng)基的通入方式為從塔式反應(yīng)器下部流入并從上部流出。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，含有厭氧消化菌的懸浮液與含有反硝化菌和厭氧氨氧化菌的懸浮液的體積比為1:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5中任意一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述培養(yǎng)基為待處理的污水。
7.一種使用權(quán)利要求I或2所述填料的污水處理方法，其特征在于，在填充有權(quán)利要求I或2所述填料的反應(yīng)器中通入待處理的污水，使污水在填料顆粒間流動(dòng)，進(jìn)行污水處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的污水處理方法，其特征在于，所述反應(yīng)器為塔式反應(yīng)器，污水的通入方式為從塔式反應(yīng)器下部流入、處理完后從上部流出。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于污水處理的填料及其制備方法、以及使用該填料進(jìn)行污水處理的方法。所述填料以導(dǎo)電、多孔的材料為載體，厭氧消化菌、反硝化菌和厭氧氨氧化菌附著成膜于載體表面，其中，氧化還原電勢(shì)低的厭氧消化菌組成生物陽(yáng)極，氧化還原電勢(shì)高的反硝化菌和厭氧氨氧化菌組成生物陰極，構(gòu)成生物電極對(duì)。本發(fā)明的填料耦合了厭氧消化菌、反硝化菌和厭氧氨氧化菌的呼吸代謝作用，通過(guò)使用具有多孔和導(dǎo)電能力的載體促進(jìn)電子和質(zhì)子傳遞，可實(shí)現(xiàn)污水中有機(jī)污染物和含氮污染物的同步、高效去除。
文檔編號(hào)C02F3/10GK102765805SQ20121028120
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月8日
發(fā)明者烏云娜, 冉春秋, 崔玉波, 李雋截, 趙不凋, 趙芾 申請(qǐng)人:大連民族學(xué)院