申请日2018.01.31
公开(公告)日2018.05.22
IPC分类号C02F9/14; C12N11/14; C12N11/08; C02F101/30
摘要
本发明涉及污水的生物净化领域，公开了一种利用中空纤维固定微生物深度净化污水的方法。包括如下过程：(1)向污水中加入絮凝剂进行絮凝沉淀，得到预处理的污水;(2)将微生物、营养物与聚氨酯乳液混合，浸入中空纤维得到负载微生物的中空纤维;(3)将制得的中空纤维捻制成为粗绳填充于过滤池;(4)将预处理的污水引入过滤池中，实现高效、稳定深度净化污水的目的。本发明的微生物深度净化污水方法与传统微生物净化污水方法相比，污水与微生物的接触面积大，接触均匀且稳定，并且可通过池深和供水量控制渗流速度，接触反应时间长，对污水中的有机物污染物的氧化分解效率高，效果好，可广泛用于净化污水领域。
权利要求书
1.一种利用中空纤维固定微生物深度净化污水的方法，其特征在于，实现污水净化的具体过程为：
(1)向污水中加入絮凝剂，进行絮凝沉淀，15~20min后进行过滤，去除颗粒杂质，得到预处理的污水;
(2)将微生物、营养物与聚氨酯乳液混合分散均匀，浸入中空纤维中，使中空结构内浸满微生物液，然后进行冷冻干燥，使微生物固定在中空纤维的中空空间内，并形成疏松状，得到负载微生物的中空纤维;
(3)将步骤(2)制得的负载微生物的中空纤维捻制成粗绳，并将粗绳并排填充在过滤池中;
(4)将步骤(1)制得的预处理的污水引入过滤池中，污水在过滤池的上部沿粗绳逐步向下渗流，在渗流过程中经中空纤维与微生物均匀、充分地接触，即可高效、稳定深度净化污水。
2.根据权利要求1所述一种利用中空纤维固定微生物深度净化污水的方法，其特征在于：步骤(1)中污水与絮凝剂的重量份分别为96~98份、4~2份。
3.根据权利要求1所述一种利用中空纤维固定微生物深度净化污水的方法，其特征在于：步骤(1)所述絮凝剂为三氯化铁、硫酸铝、铝酸钠、硫酸亚铁、硫酸铁中的至少一种。
4.根据权利要求1所述一种利用中空纤维固定微生物深度净化污水的方法，其特征在于：步骤(2)所述微生物为小口钟虫、八钟虫、沟钟虫、褶钟虫、瓶累枝虫、微盘盖虫、独缩虫、鞭毛虫、纤毛虫、轮虫中的几种组成。
5.根据权利要求1所述一种利用中空纤维固定微生物深度净化污水的方法，其特征在于：步骤(2)所述营养物中，碳、氮、磷的质量比例为90~110:4~6:1。
6.根据权利要求1所述一种利用中空纤维固定微生物深度净化污水的方法，其特征在于：步骤(2)所述聚氨酯乳液的固含量为60~75%。
7.根据权利要求1所述一种利用中空纤维固定微生物深度净化污水的方法，其特征在于：步骤(2)所述中空纤维为中空碳纤维、中空聚合物纤维、中空玻璃纤维中的至少一种。
8.根据权利要求1所述一种利用中空纤维固定微生物深度净化污水的方法，其特征在于：步骤(2)所述微生物液中，按重量份计，其中：微生物15~22份、营养物20~30份、聚氨酯乳液48~65份。
9.根据权利要求1所述一种利用中空纤维固定微生物深度净化污水的方法，其特征在于：步骤(2)所述冷冻温度为-10℃~-3℃，冷冻干燥时间为18~30min。
10.根据权利要求1所述一种利用中空纤维固定微生物深度净化污水的方法，其特征在于：步骤(3)所述粗绳的直径为1~2cm。
说明书
一种利用中空纤维固定微生物深度净化污水的方法
技术领域
本发明涉及污水的生物净化领域，公开了一种利用中空纤维固定微生物深度净化污水的方法。
背景技术
近年来，工业和农业的迅速发展导致水资源遭到严重破坏，工业废水排放到江河、湖泊中，农药、杀虫剂等大量使用以及生活垃圾和生活废水的肆意排放，这些都造成地下水和地表水的水质变差，导致水中产生很多对人体有害的物质。水污染越来越成为影响人们生活的严峻问题。因此，污水净化已是刻不容缓。
污水净化中，简单的沉淀已难以满足水处理的需要。目前水处理向深度净化发展，主要采用生物处理法、膜处理法等深度净化技术。其中的微生物净化由于成本低、可持续性得到了快速的发展。如传统活性污泥法是利用活性污泥中含有大量的活性微生物，这些微生物能够快速有效地去除污水中的有机物，并具有良好的脱氮除磷效果。
近年来，微生物处理技术中，传统的活性污泥法污泥混合在污水中处于一种流态，一方面不易控制，另一方面净化效率不高。研究人员尝试采用将微生物固定在载体，如生物膜的研发和制备，使得微生物净化得到了广泛的应用。但在实际应用时，存在载体有限，接触不充分等问题，导致污水净化技术效果不理想，因此对新兴微生物生物净化污水的方法的研究愈发重要。
中国发明专利申请号201410820615.9公开了一种处理工业废水的微生物法，所述方法包括以下步骤：a、微生物絮凝：将所需要处理的工业废水经过含有微生物絮凝剂的水箱，进行微生物的絮凝;b、膜过滤：将a处理水经过超滤膜组过滤;c、过滤吸附：将b处理水经过具有生物填料的流动床;d、检测：若检测合格，由管道注入纯水水箱，若检测不合格，按照检测结果进入上述a步骤，该微生物法系统结构简单，动作性能稳定，水的回收率高，而且方法经济实用，节能环保。
中国发明专利申请号201410327211.6公开了一种利用微生物进行污水净化的水处理方法，其特征在于，至少包括下列步骤：在处理水域内设置至少一个生化床，在生化床上设置具有贯通口的框架体。此发明的优点是：可产生良好的微生物缓释作用;水域内的微生物多样性大大提高;微生物的繁殖、生长环境大大改善，抵消了冬季微生物活性下降的影响;生化床相对于处理水域的投加体积比大大低于常规生化工艺中填料的投加体积比。
根据上述，现有方案中微生物污水净化技术中的活性污泥法因处于流态，过程难以控制且效率较低，传统的将微生物固定在载体的技术在实际应用时，微生物载体量有限，难以均匀分散在水中与水接触，并且流动接触时间难以控制，本发明提出了一种利用中空纤维固定微生物深度净化污水的方法，可有效解决上述技术问题。
发明内容
目前应用较广的微生物净化污水技术中存在微生物载体量有限，分散不均匀，流动接触时间短，过程难以控制，污水净化效率较低，难以达到稳定净化污水的缺点。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种利用中空纤维固定微生物深度净化污水的方法，具体过程为：
(1)向污水中加入絮凝剂，进行絮凝沉淀，15~20min后进行过滤，去除颗粒杂质，得到预处理的污水;
(2)将微生物、营养物与聚氨酯乳液混合分散均匀，浸入中空纤维中，使中空结构内浸满微生物液，然后进行冷冻干燥，使微生物固定在中空纤维的中空空间内，并形成疏松状，得到负载微生物的中空纤维;
(3)将步骤(2)制得的负载微生物的中空纤维捻制成为粗绳，并将粗绳并排填充在过滤池中;
(4)将步骤(1)制得的预处理的污水引入过滤池中，污水在过滤池的上部沿粗绳逐步向下渗流，在渗流过程中经中空纤维与微生物均匀、充分地接触，从而实现高效、稳定深度净化污水的目的。
优选的，步骤(1)中污水与絮凝剂的重量份分别为96~98份、4~2份。
优选的，步骤(1)所述絮凝剂为三氯化铁、硫酸铝、铝酸钠、硫酸亚铁、硫酸铁中的至少一种。
优选的，步骤(2)所述微生物为小口钟虫、八钟虫、沟钟虫、褶钟虫、瓶累枝虫、微盘盖虫、独缩虫、鞭毛虫、纤毛虫、轮虫中的几种组成。
优选的，步骤(2)所述营养物中，碳、氮、磷的质量比例为90~110:4~6:1。
优选的，步骤(2)所述聚氨酯乳液的固含量为60~75%。
优选的，步骤(2)所述中空纤维为中空碳纤维、中空聚合物纤维、中空玻璃纤维中的至少一种。
优选的，步骤(2)所述微生物液中，按重量份计，其中：微生物15~22份、营养物20~30份、聚氨酯乳液48~65份。
优选的，步骤(2)所述冷冻温度为-10~-3℃，冷冻干燥时间为18~30min。
优选的，步骤(3)所述粗绳的直径为1~2cm。
由上述方法步骤得到的一种利用中空纤维固定微生物深度净化污水的方法，通过将微生物浸入中空纤维固定，并制成粗绳填装在过滤池中，污水因毛细作用和渗流作用，缓慢均匀沿粗绳向下渗流，不但提高了污水与微生物的接触面，而且接触均匀、稳定，并通过池深和供水量控制渗流速度，以保证足够的接触时间，通过生物氧化作用，将废水中的有机物氧化分解，达到稳定净化污水的目的。