申请日2015.10.22
公开(公告)日2016.01.13
IPC分类号C02F3/10; C02F3/34
摘要
本发明涉及一种用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料，所述除臭填料的组成成分及质量百分比如下：普通硅酸盐水泥45～48%、草木灰48～49%、复合营养素1～2%，余量为水。本发明填料的强度能满足长期处理过程的负荷要求，该生物填料能够应用于污水处理全流程生物除臭系统，而且其具有制作工艺简单、成本较低、安装方便快捷、无故障点、使用寿命长等优势，能够满足使用需求，提高了除臭效率。
权利要求书
1.一种用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料，其特征在于：所述除臭填料的组成成分及质量百分比如下：
普通硅酸盐水泥45～48%、草木灰48～49%、复合营养素1～2%，余量为水。
2.根据权利要求1所述的用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料，其特征在于：所述复合营养素的组成成分及重量份数如下：
3.根据权利要求2所述的用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料，其特征在于：所述复合营养素的组成成分及重量份数如下：
4.根据权利要求1至3任一项所述的用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料，其特征在于：所述除臭填料用于微生物挂膜培养。
5.如权利要求1至4任一项所述的用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料的制作方法，其特征在于：步骤如下：
将普通硅酸盐水泥和草木灰分别研磨成粉末状，称重，使得其重量满足填料配比的要求，之后将称重后的普通硅酸盐水泥和草木灰的粉末充分混合，反复搅拌以去除里面的气泡达到成型前的条件，向混合物中加入复合营养素和水，通过模具压制成规整形状的填料，经自然晾干后成型为微孔结构体，成型后在15～25℃的温度和70～90%的湿度环境条件下，对成型的填料进行养护，养护12～18天即得用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料。
6.根据权利要求5所述的用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料的制作方法，其特征在于：所述模具压制时控制成型强度为1～2MPa。
7.根据权利要求5所述的用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料的制作方法，其特征在于：所述除臭填料通过模具压制成，压制后的填料外形尺寸一致、外结构相同、大小统一、强度一致。
说明书
一种用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料及制作方法
技术领域
本发明属于污水处理用除臭填料技术领域，尤其是一种用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料及制作方法。
背景技术
臭气广泛产生于工农业生产和市政污水、废物处理过程，为了提高现场和周围环境区域的环境卫生质量、减少二次污染，对臭气进行有效处理，达到达标排放的工作已是必然趋势。目前国内外对于污水厂处理厂的除臭工艺做了大量的研究和实验，产生了多种多样的处理方法。其中，也包括生物除臭的相关工艺。
但是，目前的生物除臭工艺的使用效果不是特别理想，而且目前市场上的几种生物填料也不能完全满足现在的使用需求，例如，目前市场上的填料的强度不能满足长期处理过程的负荷要求，制作工艺复杂、成本较高、安装费时费力、有故障点、使用寿命较短，因此现有的市场上的填生物料已经不能完全满足使用需求了，亟需一种新的生物填料。
通过检索，发现如下几篇与本发明专利申请相关的专利公开文献：
规整生物除臭填料的制作方法及规整生物除臭填料(CN104524965A)，公开了规整生物除臭填料的制作方法，其特征在于在组成填料的原料陶粒和秸秆颗粒中掺入腐殖酸、复合营养素和水分，同时添加酸度缓冲物质，通过模具压制成规整形状的填料，经自然晾干后成型为微孔结构体。本发明还公开了一种规整生物除臭填料，其特征在于：所述规整生物除臭填料原材料组成的重量比例是：陶粒60～70%、秸秆颗粒12～15%、腐殖酸钠3～5%、复合营养素尿素、甲醇、腐殖酸、氮磷钾复合肥、糖蜜、蛋白胨、轻浮石粉等组分)为2～3%，酸度缓冲物质为氢氧化物2～3%，还添加硅酸盐12～15%，余量水分。本发明使生物填料的性能具有可控性和自驯化培养性，降低填料成本，所述生物除臭填料除臭效率高、运行稳定，使用寿命长，成本低，在除臭过程中能够为微生物持续提供所需要的营养。
通过对比，本发明专利申请与上述专利公开文献存在本质的不同：
首先，本发明专利与上述专利公开的填料成分不一样，本发明专利的组成成分及质量分数如下：普通硅酸盐水泥45～48%、草木灰48～49%、复合营养素1～2%，余量为水，复合营养素中尿素1～1.5份;石灰1.5～3份;腐殖酸2～3份;氮磷钾复合肥2～3份;维生素类0.3～.0.5 份;微量金属元素0.5～0.7份。上述专利公开文献的生物除臭填料原材料组成的重量比例是：陶粒60～70%、秸秆颗粒12～15%、腐殖酸钠3～5%、复合营养素尿素、甲醇、腐殖酸、氮磷钾复合肥、糖蜜、蛋白胨、轻浮石粉等组分)为2～3%，酸度缓冲物质为氢氧化物2～3%，还添加硅酸盐12～15%，余量水分，而且该生物填料应用于生物除臭滤池中。
另外，本发明专利的优势在于该填料的制作工艺更加简单，安装简单，同时降低了生产成本，使用该填料处理臭气的效果更加明显，提高了生产效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种除臭效率高、运行稳定、使用寿命长、使用效果好、生产成本低、制作简单、在全流程除臭过程中能够为微生物持续提供所需要的营养的用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料及制作方法，该方法简单，降低了生产成本，使用该填料处理臭气的效果更加明显，提高了生产效率。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料，所述除臭填料的组成成分及质量百分比如下：
普通硅酸盐水泥45～48%、草木灰48～49%、复合营养素1～2%，余量为水。
而且，所述复合营养素的组成成分及重量份数如下：
而且，所述复合营养素的组成成分及重量份数如下：
而且，所述除臭填料用于微生物挂膜培养。
如上所述的用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料的制作方法，步骤如下：
将普通硅酸盐水泥和草木灰分别研磨成粉末状，称重，使得其重量满足填料配比的要求，之后将称重后的普通硅酸盐水泥和草木灰的粉末充分混合，反复搅拌以去除里面的气泡达到成型前的条件，向混合物中加入复合营养素和水，通过模具压制成规整形状的填料，经自然晾干后成型为微孔结构体，成型后在15～25℃的温度和70～90%的湿度环境条件下，对成型的填料进行养护，养护12～18天即得用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料。
而且，所述模具压制时控制成型强度为1～2MPa。
而且，所述除臭填料通过模具压制成，压制后的填料外形尺寸一致、外结构相同、大小统一、强度一致。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明填料的强度能满足长期处理过程的负荷要求，该生物填料能够应用于污水处理全流程生物除臭系统，而且其具有制作工艺简单、成本较低、安装方便快捷、无故障点、使用寿命长等优势，能够满足使用需求，提高了除臭效率。
2、本发明填料在实际的使用过程中，可以与有机填料共同使用，该填料为无机填料，无机填料即本发明填料在水中能缓慢释放的复合填料，包埋菌种，能诱导和促进除臭微生物的生长增殖，增加生物反应中所需酶的活性，有机填料具有微生物载体的功能，其溶出的有效成分能促进微生物及其代谢产物与恶臭物质的反应，通过本发明填料的接种、诱导和催化作用，在活性污泥中能够培养并增殖出高效的除臭微生物，除臭微生物与污水中的恶臭物质发生吸附、凝聚和生物转化降解作用，使得恶臭物质在污水中得以去除，大大地提高了除臭效率。
3、本发明方法制得的除臭填料所含成分更能满足除臭微生物的生长繁殖，利于臭气的去除，提高了除臭效果;该除臭填料堆密度小，对除臭设备的荷载要求降低，设备造价低，工程投资比传统设备少;该除臭填料孔隙率高、比表面积大、填料层阻力稳定，且不会随时间而增大变化，滤床压降小，运行能耗低;该除臭填料在除臭填料生产过程中掺入营养原料，使规整生物除臭填料在使用过程中连续不断提供除臭微生物所需要的营养物质，保证除臭系统的长期稳定运行;该填料可适用于所有除臭场所，除臭效率高、填料运行稳定，使用寿命长。
4、本发明方法采用模具化生产除臭填料，使得除臭填料的外形尺寸一致、外结构相同、大小统一、强度一致，提高了产品的质量。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明;下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
本发明中所使用的原料，如无特殊说明，均为常规的市售产品;本发明中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域的常规方法。
本发明中所述草木灰的作用是在为生物提供营养的同时逐步腐烂与流失，在其原来占据的空间形成孔径，并与其周围孔隙形成连通孔道，其中通过原材料配置比例实现对填料比表面积、孔隙率和生物除臭填料比重的量化控制：1)通过控制草木灰和水泥的比例，实现不同的孔隙率、内部连通孔径和制成填料的比表面积;2)通过控制成型强度1～2MPa，实现制成产品的强度;所述复合营养素(尿素、石灰、腐殖酸、氮磷钾复合肥、维生素类、微量金属元素等组分)为1%，使填料具有为微生物连续补充营养物质的功能;通过控制添加营养物质的种类，实现除臭优势菌种的定向驯化培养。
在填料压制成型后，混合原料中的所述普通硅酸盐水泥在自然温度下凝固固化，填料表面的草木灰脱水干化收缩，填料表面粗糙，且成型有微孔结构，所述填料的微孔结构为连通形微孔结构。
实施例1
一种用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料，所述除臭填料的组成的质量百分比如下：
普通硅酸盐水泥45%、草木灰48%、复合营养素1%，余量为水。
其中，所述复合营养素的组成成分及重量份数如下：
如上所述的用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料的制作方法，步骤如下：
将普通硅酸盐水泥和草木灰分别研磨成粉末状，称重，使得其重量满足填料配比的要求，之后将称重后的普通硅酸盐水泥和草木灰的粉末充分混合，反复搅拌以去除里面的气泡达到成型前的条件，向混合物中加入复合营养素和水，通过模具压制成规整形状的填料，经自然晾干后成型为微孔结构体，成型后在25℃的温度和90%的湿度环境条件下，对成型的填料进行养护，一般12天左右即得用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料。
其中，所述模具压制时控制成型强度为1～2MPa。
所述草木灰的作用是在为生物提供营养的同时逐步腐烂与流失，在其原来占据的空间形成孔径，并与其周围孔隙形成连通孔道，其中通过原材料配置比例实现对填料比表面积、孔隙率和生物除臭填料比重的量化控制：1)通过控制草木灰和水泥的比例，实现不同的孔隙率、内部连通孔径和制成填料的比表面积;2)通过控制成型强度1～2MPa，实现制成产品的强度;所述复合营养素(尿素、石灰、腐殖酸、氮磷钾复合肥、维生素类、微量金属元素等组分)为1%，使填料具有为微生物连续补充营养物质的功能;通过控制添加营养物质的种类，实现除臭优势菌种的定向驯化培养;
在填料压制成型后，混合原料中的所述普通硅酸盐水泥在自然温度下凝固固化，填料表面的草木灰脱水干化收缩，填料表面粗糙，且成型有微孔结构，所述填料的微孔结构为连通形微孔结构。
实施例2
一种用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料，所述除臭填料的组成的质量百分比如下：
普通硅酸盐水泥46～47%、草木灰48.5%、复合营养素1.5%，余量为水。
其中，所述复合营养素的组成成分及重量份数如下：
如上所述的用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料的制作方法，步骤如下：
将普通硅酸盐水泥和草木灰分别研磨成粉末状，称重，使得其重量满足填料配比的要求，之后将称重后的普通硅酸盐水泥和草木灰的粉末充分混合，反复搅拌以去除里面的气泡达到成型前的条件，向混合物中加入复合营养素和水，通过模具压制成规整形状的填料，经自然晾干后成型为微孔结构体，成型后在15℃的温度和70%的湿度环境条件下，对成型的填料进行养护，一般18天左右即得用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料。
其中，所述模具压制时控制成型强度为1～2MPa。
所述草木灰的作用是在为生物提供营养的同时逐步腐烂与流失，在其原来占据的空间形成孔径，并与其周围孔隙形成连通孔道，其中通过原材料配置比例实现对填料比表面积、孔隙率和生物除臭填料比重的量化控制：1)通过控制草木灰和水泥的比例，实现不同的孔隙率、内部连通孔径和制成填料的比表面积;2)通过控制成型强度1～2MPa，实现制成产品的强度;所述复合营养素(尿素、石灰、腐殖酸、氮磷钾复合肥、维生素类、微量金属元素等组分)为1%，使填料具有为微生物连续补充营养物质的功能;通过控制添加营养物质的种类，实现除臭优势菌种的定向驯化培养;
在填料压制成型后，混合原料中的所述普通硅酸盐水泥在自然温度下凝固固化，填料表面的草木灰脱水干化收缩，填料表面粗糙，且成型有微孔结构，所述填料的微孔结构为连通形微孔结构。
实施例3
一种用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料，所述除臭填料的组成的质量百分比如下：
普通硅酸盐水泥48%、草木灰49%、复合营养素2%，余量为水。
其中，所述复合营养素的组成成分及重量份数如下：
如上所述的用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料的制作方法，步骤如下：
将普通硅酸盐水泥和草木灰分别研磨成粉末状，称重，使得其重量满足填料配比的要求，之后将称重后的普通硅酸盐水泥和草木灰的粉末充分混合，反复搅拌以去除里面的气泡达到成型前的条件，向混合物中加入复合营养素和水，通过模具压制成规整形状的填料，经自然晾干后成型为微孔结构体，成型后在20℃的温度和80%的湿度环境条件下，对成型的填料进行养护，一般15天左右即得用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料。
其中，所述模具压制时控制成型强度为1～2MPa。
所述草木灰的作用是在为生物提供营养的同时逐步腐烂与流失，在其原来占据的空间形成孔径，并与其周围孔隙形成连通孔道，其中通过原材料配置比例实现对填料比表面积、孔隙率和生物除臭填料比重的量化控制：1)通过控制草木灰和水泥的比例，实现不同的孔隙率、内部连通孔径和制成填料的比表面积;2)通过控制成型强度1～2MPa，实现制成产品的强度;所述复合营养素(尿素、石灰、腐殖酸、氮磷钾复合肥、维生素类、微量金属元素等组分)为1%，使填料具有为微生物连续补充营养物质的功能;通过控制添加营养物质的种类，实现除臭优势菌种的定向驯化培养;
在填料压制成型后，混合原料中的所述普通硅酸盐水泥在自然温度下凝固固化，填料表面的草木灰脱水干化收缩，填料表面粗糙，且成型有微孔结构，所述填料的微孔结构为连通形微孔结构。
本发明用于污水厂外置式全流程除臭系统的填料的相关检测结果：
该填料与其他填料的不同在于，其能够将相应的二沉池的部分活性污泥接到外置式全流程生物除臭系统的培养箱，即将部分污泥暂时引至污水处理流程之外，在该培养箱中首先通过本发明填料的接种、诱导和催化作用实现除臭优势菌种的定向驯化培养，再通过除臭菌(主要是氨代谢菌群，硫化物代谢菌群)的作用去除污水中的臭气，除臭菌在活性污泥中培养并增殖出高效的除臭微生物，同时将含有除臭微生物的污泥回流至污水厂进水端和生物池，除臭微生物与污水中的恶臭物质发生吸附、凝聚和生物转化降解作用，使得恶臭物质在污水中得以去除。
其中，上述氨代谢菌群：氨气是通过污泥投加系统从污水流入处开始被微生物吸附、凝聚，再通过预处理设施、厌氧过程中利用在微生物机体合成的蛋白质及通过曝气池与污水中含有的尿素性氮成分在好氧状态下亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)和硝化杆菌属 (Nitrobacter)等微生物的氧化作用转换成氮酸性氮的同时在缺氧状态下芽胞杆菌属 (Bacillus)，假单胞菌属(Pseudomonas)，微球菌属(Micrococcus)等反硝化菌，利用污水内的有机物转换成氮气排出。
上述硫化物代谢菌群：硫化合物如硫化氢，甲硫醇，二甲二硫等恶臭物质被培养增殖的硫杆菌属(Thriobacillus)，Bacillus，Pseudomonas，Micrococcus，放线菌属(Acinetobacter)，气单胞菌属(Aeromonas)从污水入口开始被除臭微生物吸附、凝聚，经过活性污泥系统的生物池，一部分作为微生物能量供给，一部分作为硝酸盐反硝化反应的电子供体，最后被同化成氨基酸构成所需的硫氢基(-SH)。一般来讲去除硫化物最有效的微生物是硫杆菌属。
本发明填料可以应用于污泥除臭中，其应用步骤可以为：(1)二沉池或者污泥泵房的污泥部分经过外置式培养箱，在培养箱中投加本发明填料，本发明填料可以有效的诱导和促进活性污泥中硫杆菌属等除臭微生物的增殖;(2)污泥经过培养后，活性污泥混合液中含有大量的除臭微生物，污泥分别回流到进水端和生物池，可在整个活性污泥系统内培养除臭微生物，在污水中实现对硫化氢、硫醇、氨、胺等恶臭物质的去除;(3)研制成型缓释填料，开发出除臭微生物培养箱，组合成为核心成套设备，实现在活性污泥混合液中培养除臭微生物。
本发明填料的强度能满足长期处理过程的负荷要求，该生物填料能够应用于污水处理全流程生物除臭系统，而且其具有制作工艺简单、成本较低、安装方便快捷、无故障点、使用寿命长等优势，能够满足使用需求，提高了除臭效率。