申请日2016.11.15
公开(公告)日2017.02.08
IPC分类号C02F3/00
摘要
本发明涉及一种用于污水处理的高效亲水性生物填料及装置，该生物填料是在填料表面固化改性活性炭，该改性活性炭内浸渍有微量金属催化剂，且该填料是弹性填料;本发明的装置是固定生物填料的装置。本发明用于生物膜法处理污水以及水体修复，其具有亲水性强、比表面积大、挂膜速度快、挂膜量高且不易脱落、提高微生物活性、安装方便等优点。
权利要求书
1.一种用于污水处理的高效亲水性生物填料，包括填料，其特征在于，在所述的填料表面固化改性活性炭，所述的改性活性炭内浸渍有微量金属催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的高效亲水性生物填料，其特征在于，所述的填料是弹性填料。
3.根据权利要求2所述的一种用于污水处理的高效亲水性生物填料，其特征在于，所述的弹性填料是聚丙烯纤维丝，直径在0.3-0.7mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的高效亲水性生物填料，其特征在于，所述微量金属催化剂是促进微生物生长的微量金属元素Fe或Co或Ni中的一种。
5.一种用于污水处理的高效亲水性生物填料装置，包括框架、固定轴、纤维丝，所述的固定轴固定在所述的框架上，所述的纤维丝由上至下固定在所述的固定轴上呈毛刷状，特征在于，所述的纤维丝表面固化改性活性炭，所述的改性活性炭内浸渍有微量金属催化剂。
6.根据权利要求5所述的用于污水处理的高效亲水性生物填料固定装置，其特征在于，所述的框架呈立方体形状，并在顶部和底部对应设有固定所述的固定轴的横梁，所述的横梁平行于所述框架的一条边;所述的固定轴平行、竖直均布固定在所述的框架内，所述的固定轴两端固定在所述的横梁上。
7.根据权利要求5所述的用于污水处理的高效亲水性生物填料固定装置，其特征在于，所述的框架由不锈钢或者塑料材料制成。
8.根据权利要求5所述的用于污水处理的高效亲水性生物填料固定装置，其特征在于，所述的微量金属催化剂是促进微生物生长的微量金属元素Fe或Co或Ni中的一种。
9.根据权利要求5所述的用于污水处理的高效亲水性生物填料固定装置，其特征在于，所述的纤维丝是聚丙烯纤维丝，直径在0.3-0.7mm。
10.根据权利要求5所述的用于污水处理的高效亲水性生物填料固定装置，其特征在于，所述的固定轴材料为高压聚乙烯制成的绳状结构，所述的纤维丝以固定轴为中心，分层平行缠绕在该固定轴上，整体呈毛刷状;所述的改性活性炭采用粘结剂均匀固定在纤维丝上，并确保活性炭的活性点不被粘结剂包裹。
说明书
一种用于污水处理的高效亲水性生物填料及装置
技术领域
本发明涉及一种用于污水处理的高效亲水性生物填料及装置，属于污水处理及水体修复技术领域。
背景技术
生物膜法是利用附着生长于填料表面的微生物(即生物膜)进行有机污水处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统。填料是生物膜的载体，其作用是提供微生物附着生长的表面。在微生物生长所需其他条件合适的情况下，单位体积填料内生长的有效生物膜越多以及微生物与污染物的接触面积越大，则污水处理效果越好，因此填料的性能决定了污水处理的效果。
优良的填料应该具有良好的亲水性、较大的比表面积且表面粗糙、形状和孔隙度合适、机械强度高、良好的水力条件和生物惰性好、质量较轻等特点。常见的填料可分为无机填料和有机高分子填料。无机填料如：陶粒、颗粒/粉末活性炭等由于亲水且表面粗糙，因此挂膜性好。但由于这些填料比重较大，会沉淀堆积，因此水力条件很差，不利于微生物与有机污染物的接触和降解。相反有机高分子填料(材质多为聚乙烯、聚丙烯和聚酯)很容易固定或悬浮于水中，具有很好的水力条件，但这些物质均为疏水性，且表面光滑，因此难于生物膜的挂附，特别是初级生物膜的附着。常用的有机填料按形状分为块状、管状、纤维状等三大类。绝大部分采用有固定支架的安装形式，填料在水中位置固定;也有采用无固定支架、填料在水中自由悬浮的形式，填料在水中位置不固定。现有的生物膜法工艺中，填料的使用存在以下问题：
(1)填料为疏水性，难以挂膜;
(2)生物膜附着量小，处理效果差;
(3)对微生物的生长和污染物的降解没有促进作用。
发明内容
本发明公开了一种用于污水处理的高效亲水性生物填料及装置，可用于生物膜法处理污水以及水体修复，其具有亲水性强、比表面积大、挂膜速度快、挂膜量高且不易脱落、提高微生物活性、安装方便等优点。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于污水处理的高效亲水性生物填料，包括填料，其特征在于，在所述的填料表面固化改性活性炭，所述的改性活性炭内浸渍有微量金属催化剂。
所述的填料是弹性填料。
所述的弹性填料是聚丙烯纤维丝，直径在0.3-0.7mm。
所述微量金属催化剂是促进微生物生长的微量金属元素Fe或Co或Ni中的一种。
一种用于污水处理的高效亲水性生物填料装置，包括框架、固定轴、纤维丝，所述的固定轴固定在所述的框架上，所述的纤维丝由上至下固定在所述的固定轴上呈毛刷状，所述的纤维丝表面固化改性活性炭，所述的改性活性炭内浸渍有微量金属催化剂。
所述的框架呈立方体形状，并在顶部和底部对应设有固定所述的固定轴的横梁，所述的横梁平行于所述框架的一条边;所述的固定轴平行、竖置均布固定在所述的框架内，所述的固定轴两端固定在所述的横梁上。
所述的框架由不锈钢或者塑料材料制成。
所述的微量金属催化剂是促进微生物生长的微量金属元素Fe或Co或Ni中的一种。
所述的纤维丝是聚丙烯纤维丝，直径在0.3-0.7mm。
所述的固定轴材料为高压聚乙烯制成的绳状结构，所述的纤维丝以固定轴为中心，分层平行缠绕在该固定轴上，整体呈毛刷状;所述的改性活性炭采用粘结剂均匀固定在纤维丝上，并确保活性炭的活性点不被粘结剂包裹。
有益效果：
填料表面的活性炭涂层增强了亲水性，大部分微生物本身具有良好的亲水性，填料表面与微生物能够形成氢键结构;同时填料的活性炭表面自由能低于疏水性填料的表面自由能，水中的微生物更容易接近亲水性填料表面吸附生长。另外，固化的活性炭提高了填料的比表面积及粗糙度，提高了填料对微生物的捕捉能力，易于微生物挂膜并且生物膜牢固度高。因此，较大的比表面积、较高的表面粗糙度可使生物膜的形成速度加快。粗糙表面比光滑表面具有更厚的层流边界层，能提供良好的静态水力学环境从而避免水流剪切力对附着微生物增长的不利影响，同时也使污水中的污染物在填料表面附近集聚，增强了微生物与污染物之间的传质，提高了污染物降解反应速度。
此外，填料表面通过活性炭浸渍法固定了微生物生长所需的微量金属催化剂，催化效率高、选择性强、稳定性强，进一步加快了微生物对污染物的降解。
该新型高效亲水性生物填料亲水性强、比表面积大、填料内固化催化剂、挂膜快、不易结团，可大幅度提高生化池内微生物数量，增强抗冲击负荷能力，提高污染物的去除效率，抗水力冲击，并且安装维修方便。