專利名稱:用于水處理的微生物磁性載體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于污水(廢水)處理的微生物載體，尤其涉及一種用于流離生物床技術(shù)中的微生物磁性載體。
背景技術(shù)：
流離生物床技術(shù)用于污水(廢水)凈化處理時(shí)，具有處理效率高、污泥產(chǎn)生量少、占地面積少等優(yōu)點(diǎn)，流離生物床技術(shù)的生物床由池體、流離球微生物載體和曝氣管等部分組成。流離球微生物載體由于表面積大，而提供了巨大的生物棲息空間，使大量的微生物得以附著生長(zhǎng)，特別有利于一些生長(zhǎng)較慢的微生物如硝化細(xì)菌等自養(yǎng)菌的生長(zhǎng)，微生物載體對(duì)氣泡起到切割、阻擋和吸附的作用，使氣泡的停留時(shí)間和氣液接觸表面積增加，加快氧的轉(zhuǎn)移速率，提高了傳質(zhì)效果和對(duì)氧的吸收能力，減少曝氣量?？梢?jiàn)，微生物載體在流離生物床技術(shù)中起著非常關(guān)鍵的作用。
進(jìn)水從流離球之間通過(guò)，球內(nèi)阻力大，流速慢，球間相對(duì)流速快，水中固體顆粒由流速快處向流速慢的流離球內(nèi)部移動(dòng)，并在其中聚集，流動(dòng)過(guò)程中經(jīng)多次移動(dòng)和聚集，實(shí)現(xiàn)了固體顆粒與水的分離，這種作用稱為流離作用。當(dāng)污水流過(guò)微生物載體表面時(shí)發(fā)生層流現(xiàn)象，水中的有機(jī)物和懸浮物被分離到載體上，實(shí)現(xiàn)水與有機(jī)物和懸浮物的分離。流離球的下部間斷地鋪設(shè)有曝氣管進(jìn)行曝氣，形成好氧-厭氧環(huán)境，污水經(jīng)過(guò)不斷的好氧-厭氧處理后而得到凈化，處理過(guò)程中有機(jī)物和懸浮物得到較完全地分解。
最早的流離球由日本AQUATECH公司生產(chǎn)，采用環(huán)氧樹(shù)脂將碎石粘結(jié)成多孔球。專利號(hào)為00218362.5的一種新型的水處理用的流離球填料，認(rèn)為日本AQUATECH公司生產(chǎn)的流離球的制造成本高、且使用過(guò)程中易破散，影響污水凈化效果，提出由帶有網(wǎng)眼的塑料球殼及經(jīng)過(guò)化學(xué)處理的青石碎石構(gòu)成流離球。專利號(hào)為03277701.9的用于污水處理的大孔載體流離球，認(rèn)為使用碎石作為微生物載體的流離球填料有如下缺點(diǎn)負(fù)載微生物的能力差，使得能夠發(fā)揮分解作用的微生物數(shù)量少，導(dǎo)致對(duì)水中有機(jī)物和雜質(zhì)的分解效率低。據(jù)此，該專利提出將改性海綿作為微生物載體，將改性海綿置于表面開(kāi)孔的空心硬塑料球中組成填料球，由若干填料球和網(wǎng)狀空心球體(由帶有塑料保護(hù)套的金屬絲相互聯(lián)結(jié)成)構(gòu)成流離球。這種流離球盡管具有固化微生物數(shù)量大的特點(diǎn)，但制作工藝比較復(fù)雜，成本較高。
有關(guān)研究表明，弱磁場(chǎng)還可大大提高廢水的生物降解效率。專利號(hào)為99115258.1的UFO球蝶形磁性生物填料，公開(kāi)了一種適應(yīng)于各種有機(jī)污水生化處理工藝單元中的磁性生物填料，其主要特征是其外形象飛蝶形，其中心球內(nèi)放置有其他生物填料，兩個(gè)海綿體，一個(gè)海綿體內(nèi)含有各種生物菌體所需的輔酶和水溶性維生素等物質(zhì)，另一個(gè)海綿體內(nèi)含有菌群種。所用塑料有聚乙烯、ABS、氧化鐵、活性碳等混合制成，在整個(gè)球蝶形填料裝配完成后，讓其穿過(guò)磁場(chǎng)使其永久地帶有微弱磁場(chǎng)，顯示出良好的生物磁效能和生物活性炭功能。專利號(hào)為03140386.7的水處理用生物親和親水活性磁種填料的制備方法提出了采用海藻酸鈣、淀粉等生物親和性物質(zhì)和含親水基團(tuán)的聚乙烯醇等以及經(jīng)修飾的磁粉、活性炭引入普通的高分子材料生物填料中，適當(dāng)充磁后成為生物親和親水活磁種填料。這種填料一方面由于其生物親和性和親水性得到改善，將大大提高其表面潤(rùn)濕、傳質(zhì)和掛膜啟動(dòng)等性能；另一方面，填料中的活性磁種周?chē)?，相?dāng)于多個(gè)微型磁場(chǎng)反應(yīng)器，能通過(guò)磁致物理化學(xué)生物效應(yīng)等協(xié)同作用，大幅增加有機(jī)污染物的降解速率。以上兩個(gè)專利所涉及的填料載體均為懸浮填料，且制作工藝較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種掛膜快、生物量濃度大、處理效果好、污泥產(chǎn)量極少、制作簡(jiǎn)單、成本低廉的用于水處理的微生物磁性載體。
本發(fā)明的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種用于水處理的微生物磁性載體，其特征是在表面帶有通孔的塑料殼體內(nèi)放置有浮石和鐵磁性物質(zhì)。
所述塑料殼體可以是圓柱體形的、立方體形等各種形狀。作為優(yōu)選方案，所述塑料殼體呈球形，由兩個(gè)半球殼組成，兩個(gè)半球殼通過(guò)連接扣連接固定。
所述親水性塑料可以為聚苯乙烯、聚乙烯、或者聚丙烯，等等。
所述塑料球殼體的直徑優(yōu)選在20mm～150mm之間。
所述浮石為流紋質(zhì)浮石或玄武質(zhì)浮石或其混合物，粒徑在2mm～20mm之間。
上述的流紋質(zhì)浮石是是巖漿噴發(fā)時(shí)，由于壓力的急劇減小，內(nèi)部氣體迅速逸出膨脹而形成的礦物，其內(nèi)部充滿了汽泡，以質(zhì)量輕、多孔性為特點(diǎn)，具有良好的保水性和通氣性，顆粒容重為0.5～0.8g/cm3，孔隙率為69.5～71.8％，吸水率為50～60％，外觀為灰白色。
上述的玄武質(zhì)浮石是充滿了氣泡的火山巖凝固時(shí)形成的，紋路較粗，空隙較大，顆粒容重0.89～1g/cm3，吸水率為10～20％，外觀為紅褐色或黑色。
所述鐵磁性物質(zhì)為永久磁鐵，優(yōu)選釹鐵硼磁鐵(Nd-Fe-B)或者鐵氧體磁鐵或者其它永久磁鐵。
所述鐵磁性物質(zhì)的粒徑優(yōu)選在2mm～20mm之間。
所述鐵磁性物質(zhì)與浮石的優(yōu)選體積比為(0.5～10)∶(90～99.5)。
本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)(1)以浮石顆粒為微生物的主要載體，與現(xiàn)有的流離球比較，載體的粗糙度、孔隙率和親和力都更有利于微生物的附著和生長(zhǎng)，生物量大大增加，生物活性更高，水處理凈化效果更好；(2)載體具有好氧-厭氧-好氧的環(huán)境，有利于不同種類微生物的生長(zhǎng)，從而建立了混合微生物菌群組成的生物降解環(huán)境，污水廢水經(jīng)過(guò)反復(fù)交替好氧-厭氧處理，使水中污染物的去除效率大大提高，并具有剩余污泥產(chǎn)生量少的優(yōu)點(diǎn)；(3)浮石能吸附污水廢水中的污染物，有效地提高了污染物的去除率；
(4)由于經(jīng)磁化后，微生物磁性載體中磁性材料周?chē)鷰в腥醮艌?chǎng)，所以有利于磁致物理、化學(xué)、生物效應(yīng)在污水廢水處理過(guò)程中的應(yīng)用，從而促進(jìn)有機(jī)污染物的降解速率，提高污染物的去除率；(5)鐵磁性物質(zhì)作為微生物載體，有利于微生物的生長(zhǎng)和污染物的去除；(6)該載體以天然浮石顆粒、鐵磁性物質(zhì)和表面開(kāi)孔的塑料球殼體組成，制作簡(jiǎn)單，成本低廉。
圖1是本發(fā)明一種用于水處理的微生物磁性載體的局部剖視圖。
圖2是圖1的用于水處理的微生物磁性載體的A向剖視圖。
圖3是采用圖1的微生物磁性載體進(jìn)行污水處理的裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1和圖2所示的一種用于水處理的微生物磁性載體6，由浮石4和永久磁鐵5設(shè)置于表面開(kāi)孔2的塑料球殼體1內(nèi)組成。所述塑料球殼體1由兩個(gè)半球殼組成，所述兩個(gè)半球殼通過(guò)自身的連接扣3連接，塑料球殼體1為親水性塑料球殼體，具體可為聚苯乙烯、聚乙烯、或者聚丙烯，塑料球殼體1的直徑為100mm，殼體1內(nèi)的浮石4是流紋質(zhì)浮石或玄武質(zhì)浮石或其混合物，粒徑為15mm左右，永久磁鐵5的粒徑也為15mm左右，永久磁鐵5與浮石4的體積比為(0.5～10％)∶(90～99.5％)。
如圖3所示，采用了圖1的微生物磁性載體進(jìn)行污水處理，將已經(jīng)制作好的30升微生物磁性載體6裝填在流離生物床的有機(jī)玻璃槽內(nèi)，槽底部設(shè)有曝氣管7，進(jìn)水口8設(shè)在槽下部，出水口9設(shè)在槽上部另一側(cè)。采用人工配置的污水進(jìn)行試驗(yàn)，停留時(shí)間5小時(shí)。試驗(yàn)結(jié)果如下
表格中的CODcr表示采用重鉻酸鉀(K2Cr2O7)作為氧化劑測(cè)定出的化學(xué)耗氧量。
試驗(yàn)連續(xù)運(yùn)行兩個(gè)月，沒(méi)有剩余污泥排放，不會(huì)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。在相同的條件下，塑料球殼體中只放置浮石進(jìn)行試驗(yàn)，污染物的去除率分別為CODcr88％，氨氮85％，總氮60％，塑料球殼體放置浮石和永久磁鐵的凈化效果要優(yōu)于僅僅放置浮石。
上述具體實(shí)施方式
為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不能對(duì)本發(fā)明的權(quán)利要求
進(jìn)行限定，其他的任何未背離本發(fā)明的技術(shù)方案而所做的改變或其它等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于水處理的微生物磁性載體，其特征在于在表面帶有通孔的塑料殼體內(nèi)放置有浮石和鐵磁性物質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的用于水處理的微生物磁性載體，其特征在于所述塑料殼體呈球狀，由兩個(gè)半球殼組成，兩個(gè)半球殼通過(guò)連接扣連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的用于水處理的微生物磁性載體，其特征在于所述塑料球殼體采用聚苯乙烯、聚乙烯、或者聚丙烯制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的用于水處理的微生物磁性載體，其特征在于所述塑料球殼體的直徑在20mm～150mm之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的用于水處理的微生物磁性載體，其特征在于所述浮石為流紋質(zhì)浮石或玄武質(zhì)浮石或其混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的用于水處理的微生物磁性載體，其特征在于所述浮石為粒徑在2mm～20mm之間的天然浮石顆粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的用于水處理的微生物磁性載體，其特征在于所述鐵磁性物質(zhì)為釹鐵硼磁鐵(Nd-Fe-B)或者鐵氧體磁鐵或者其它永久磁鐵。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的用于水處理的微生物磁性載體，其特征在于所述鐵磁性物質(zhì)的粒徑在2mm～20mm之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的用于水處理的微生物磁性載體，其特征在于所述鐵磁性物質(zhì)與浮石的體積比為(0.5～10)∶(90～99.5)。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種用于水處理的微生物磁性載體，微生物磁性載體由浮石和鐵磁性物質(zhì)設(shè)置于表面開(kāi)孔的塑料球殼體內(nèi)組成，塑料球殼體由兩個(gè)半球殼組成，兩個(gè)半球殼通過(guò)自身的連接扣連接，塑料球殼體的直徑在20mm～150mm之間，浮石為流紋質(zhì)浮石或玄武質(zhì)浮石或其混合物，鐵磁性物質(zhì)為永久磁鐵，具體為釹鐵硼磁鐵(Nd－Fe－B)或者鐵氧體磁鐵或者其它永久磁鐵。該載體制作簡(jiǎn)單、成本低廉、有利于微生物的生長(zhǎng)和污染物的去除。
文檔編號(hào)C02F3/10GK1994920SQ200610132378
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年12月28日
發(fā)明者潘涌璋, 張志永 申請(qǐng)人:暨南大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan