申请日2018.01.31
公开(公告)日2018.06.22
IPC分类号C02F3/34; C02F3/28; C02F101/30
摘要
本发明提供了一种深度协同净化废水的微生物污水处理剂及制备方法。将厌氧消化菌、海藻营养物、硅酮及分散剂混合团粒，形成厌氧消化菌‑硅酮胶粒，同时将高分子量聚乙烯、多孔陶瓷粉混炼研磨后加入反硝化菌，得到反硝化菌预混物，在厌氧消化菌‑硅酮胶粒表面喷涂无机黏结剂后与反硝化菌预混物滚动混合，造粒成球，即得深度净化废水的微生物污水处理剂。该方法通过硅酮将厌氧消化菌固定，并在表面包裹反硝化菌预混物膜，克服了反硝化菌和厌氧消化菌在污水中难以同时发挥作用的缺陷，去除工艺简单，去除效率高，同时制备和使用成本低，可规模化推广应用。
权利要求书
1.一种深度协同净化废水的微生物污水处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将30~35重量份厌氧消化菌、15~20重量份海藻营养物、43~54重量份硅酮及1~2重量份分散剂加入团粒机中，加热至140~150℃并搅拌，混合团粒，利用硅酮将厌氧消化菌和海藻营养物固定，形成均匀颗粒状厌氧消化菌-硅酮胶粒;
(2)将32~36重量份超高分子量聚乙烯、16~20重量份多孔陶瓷粉加入混炼机中，加热至120~130℃混炼5~10min，并研磨粉碎得到粒径为200~400μm的细粉，接着加入44~52重量份反硝化菌，混合均匀，出料，得到反硝化菌预混物;
(3)步骤(1)制得厌氧消化菌-硅酮胶粒表面喷涂无机粘结剂，将55~65重量份表面喷涂粘结剂的厌氧消化菌-硅酮胶粒与35~45重量份步骤(2)制得的反硝化菌预混物加入成球机中，滚动混合，厌氧消化菌-硅酮胶粒在粉状的反硝化菌预混物中滚动，使反硝化菌预混物在厌氧消化菌-硅酮胶粒表面包裹成膜，造粒成球，得到深度净化废水的微生物污水处理剂。
2.根据权利要求1所述一种深度协同净化废水的微生物污水处理剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述厌氧消化菌为脆弱类杆菌群、产色素普雷活特和卟啉单胞菌、解脲类杆菌群、核梭杆菌或厌氧革兰阳性杆菌中的至少一种。
3.根据权利要求1所述一种深度协同净化废水的微生物污水处理剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述海藻营养物为紫菜、掌状红皮藻、马尾藻或墨角藻中的至少一种提取的营养物质。
4.根据权利要求1所述一种深度协同净化废水的微生物污水处理剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述团粒机的动刀数量为2~4把，定刀数量为6~8把，制得的均匀胶粒的粒径为1~2cm。
5.根据权利要求1所述一种深度协同净化废水的微生物污水处理剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述分散剂为木质素磺酸钠、聚羧酸衍生物、脂肪醇聚氧乙烯醚或磷酸酯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述一种深度协同净化废水的微生物污水处理剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述多孔陶瓷粉为粒状陶瓷、泡沫陶瓷或蜂窝陶瓷经研磨粉碎得到的粉末，颗粒粒径为300~500μm;所述反硝化菌为反硝化杆菌、斯氏杆菌或萤气极毛杆菌中的至少一种。
7.根据权利要求1所述一种深度协同净化废水的微生物污水处理剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述无机粘结剂为硅酸盐粘结剂、磷酸盐粘结剂、硫酸盐粘结剂、硼酸盐粘结剂或二氧化硅溶胶中的至少一种。
8.根据权利要求1所述一种深度协同净化废水的微生物污水处理剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述成球机为盘式成球机或圆盘成球机中的一种;所述滚动混合的转速为15~20r/min，混合时间为30~40min。
9.根据权利要求1所述一种深度协同净化废水的微生物污水处理剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述表面包裹成膜的厚度为0.5~1.5mm。
10.权利要求1~9任一项所述制备方法制备得到的一种深度协同净化废水的微生物污水处理剂。
说明书
一种深度协同净化废水的微生物污水处理剂及制备方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体涉及废水中有机污染物和含氮污染物的处理，特别是涉及一种深度协同净化废水的微生物污水处理剂。
背景技术
随着社会经济的发展，工业废水和生活污水越来越多，严重污染水体，破坏生态环境，威胁人类的健康和生存。尽管现有水处理技术不断提高，但由于污染源多种多样，使得净化难以彻底进行，其中氮污染是造成水体富营养化及缺氧性水质恶化的重要因素，特别是水中氨氮对水质的影响最为明显现有城市生活污水和工业废水中含有大量的有机污染物和含氮污染物，由此导致的水体富营养化问题解决难度加大。因此，废水处理中的脱氮工艺越来越受到人们重视。
传统的污水脱氮工艺是采用亚硝化菌脱氮，另外还有以短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、同步硝化反硝化和好氧反硝化为代表的具有创新意义的生物脱氮工艺不断涌现，具有处理成本低、易于操作、无二次污染的优势，而且随着生物脱氮机理一些新突破和发展，生物脱氮技术未来发展优势将更加明显，具有广阔的前景。但现有的处理工艺一般把有机污染物的去除和含氮污染物的去除分开进行，采用不同的处理单元和处理工艺，因此研究新型协同废水净化工艺成为目前研究的重点课题。
中国发明专利申请号201410012381.5公开了一种微污染地表水脱氮处理方法，该微污染地表水从生物滤池填料区的底部进入由上部排出，其包括以下步骤：在该生物滤池的填料区的下部，填料表面的好氧微生物利用水中的溶解氧和碳源进行新陈代谢，消耗该微污染地表水中的溶解氧，在该生物滤池的填料区内部形成厌氧环境;在该生物滤池的填料区的填料内部，反硝化菌将该微污染地表水中的NO3--N转化成NO2--N和/或N2;以及在该生物滤池的填料区的中上部，厌氧氨氧化菌将NH4+-N和NO2--N转化成N2。此发明的微污染地表水脱氮处理方法，外加碳源量低，运行成本低。
中国发明专利申请号201310677032.0公开了一种基于MBBR的微污染水氨氮去除的预处理方法，属于饮用水净化领域，其针对微污染水的氨氮，通过采用MBBR工艺进行处理，旨在解决以往生化工艺中的启动速度慢、处理效果不稳定、低温处理效果差等问题。所述方法包括接种启动、连续流运行，最终氨氮膜面负荷为0.45-2.25gN/m2/d，出水氨氮稳定≤0.5mg/L，满足饮用水卫生标准对氨氮的要求。该工艺占地小，操作简单，运行可靠;无固定床工艺滋生红虫、布水不均匀易形成死区等问题;相比生物流化床，氧利用率高，曝气流化能耗低。
中国发明专利申请号201611105136.4公开了一种处理微污染水的方法，包括以下步骤：(1)移取250~300mL微污染水加入到反应器中，调节pH值为8~9;(2)先往反应器中投加活性白土0.20~0.50g，间隔10~15min后，再加入0.05~0.3mL聚氯化铝沉淀微污染水，经混凝试验后取上清液进行分析，测定处理后微污染水的CODCr和剩余浊度。此发明通过活性白土和聚氯化铝协同作用对微污染水进行处理，本技术方法能明显改善微污染的水质，而且本处理方法具有操作简便，过程可控等优点。
中国发明专利申请号200810102215.9公开了一种微污染水的处理方法。该方法是利用膜生物反应器与混凝沉淀和生物脱氮相结合的技术，克服了常规膜生物反应器处理技术缺陷，实现处理效果稳定，能同时除去水中有机物、氮、磷、色度，应用范围广的良好效果。
根据上述，现有方案中生物脱氮技术总氮的去除率较低，氨态氮转化成硝态氮，难以从根本上去除，而且把有机污染物和含氮污染物的去除分开进行，使得两种处理工艺互相干扰，难以同时发挥作用，致使处理工艺复杂、处理成本较高、处理效率较低。鉴于此，本发明提出了一种深度协同净化废水的微生物污水处理剂及制备方法，可有效解决上述技术问题。
发明内容
针对目前应用较广的生物脱氮技术的总氮去除率低，难以根本去除的缺陷，以及现有微生物处理废水时反硝化菌和厌氧消化菌相互制约干扰，难以同时对有机污染物和含氮物去除的缺陷，存在处理工艺复杂，处理成本高且处理效率低等问题，本发明提出一种深度协同净化废水的微生物污水处理剂及制备方法，从而有效实现了对含氮污染物和有机污染物的协同处理，同时处理效率高而成本低。
本发明涉及的具体技术方案如下：
一种深度协同净化废水的微生物污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将30~35重量份厌氧消化菌、15~20重量份海藻营养物、43~54重量份硅酮及1~2重量份分散剂加入团粒机中，加热至140~150℃并搅拌，混合团粒，利用硅酮将厌氧消化菌和海藻营养物固定，形成均匀颗粒状厌氧消化菌-硅酮胶粒;
(2)将32~36重量份超高分子量聚乙烯、16~20重量份多孔陶瓷粉加入混炼机中，加热至120~130℃混炼5~10min，并研磨粉碎得到粒径为200~400μm的细粉，接着加入44~52重量份反硝化菌，混合均匀，出料，得到反硝化菌预混物;
(3)步骤(1)制得厌氧消化菌-硅酮胶粒表面喷涂无机粘结剂，将55~65重量份表面喷涂粘结剂的厌氧消化菌-硅酮胶粒与35~45重量份步骤(2)制得的反硝化菌预混物加入成球机中，滚动混合，厌氧消化菌-硅酮胶粒在粉状的反硝化菌预混物中滚动，使反硝化菌预混物在厌氧消化菌-硅酮胶粒表面包裹成膜，造粒成球，得到深度净化废水的微生物污水处理剂。
优选的，步骤(1)所述厌氧消化菌为脆弱类杆菌群、产色素普雷活特和卟啉单胞菌、解脲类杆菌群、核梭杆菌或厌氧革兰阳性杆菌中的至少一种。
优选的，步骤(1)所述海藻营养物为紫菜、掌状红皮藻、马尾藻或墨角藻中的至少一种提取的营养物质。
优选的，步骤(1)所述团粒机的动刀数量为2~4把，定刀数量为6~8把，制得的均匀胶粒的粒径为1~2cm。
优选的，步骤(1)所述分散剂为木质素磺酸钠、聚羧酸衍生物、脂肪醇聚氧乙烯醚或磷酸酯中的至少一种。
优选的，步骤(2)所述多孔陶瓷粉为粒状陶瓷、泡沫陶瓷或蜂窝陶瓷经研磨粉碎得到的粉末，颗粒粒径为300~500μm。
优选的，步骤(2)所述反硝化菌为反硝化杆菌、斯氏杆菌或萤气极毛杆菌中的至少一种;
优选的，步骤(3)所述无机粘结剂为硅酸盐粘结剂、磷酸盐粘结剂、硫酸盐粘结剂、硼酸盐粘结剂或二氧化硅溶胶中的至少一种。
优选的，步骤(3)所述成球机为盘式成球机或圆盘成球机中的一种;
优选的，所述滚动混合的转速为15~20r/min，混合时间为30~40min。
优选的，步骤(3)所述表面包裹成膜的厚度为0.5~1.5mm。
本发明还提供一种上述制备方法制备得到的一种深度协同净化废水的微生物污水处理剂。将厌氧消化菌、海藻营养物、硅酮及分散剂混合团粒，形成厌氧消化菌-硅酮胶粒，同时将高分子量聚乙烯、多孔陶瓷粉混炼研磨后加入反硝化菌，得到反硝化菌预混物，在厌氧消化菌-硅酮胶粒表面喷涂无机黏结剂后与反硝化菌预混物滚动混合，造粒成球，即得深度净化废水的微生物污水处理剂。
本发明的方法利用硅酮将厌氧消化菌固定，并在表面包裹反硝化菌预混物膜，该膜对含氮物不但有优异的去除，而且膜中含有超高分子量聚乙烯与多孔陶瓷粉，有效防止含氮物进入厌氧消化菌-硅酮胶粒，为厌氧消化菌的生长、繁殖、分解有机污染物提供良好的环境，克服了长期以来反硝化菌和厌氧消化菌在污水中难以同时发挥作用的缺陷，简化了污水处理工艺，提高污水中有机污染物和含氮污染物净化效率。