一种用于污水处理的填料及其制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种填料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着国民经济的加速发展，传统的COD以及氨氮等去除及难降解有机废水处理研究的深入，对传统活性污泥法的处理能力提出了更高的要求，通过增加微生物活性和生物多样性以提高生化处理效果的技术受到日益重视，这种以载体为依托的生物膜法可以形成生物量大、生物相丰富的载体污泥，但载体污泥性能的好坏取决于载体性能。自上个世纪90年代中期以来，悬浮载体生物膜法，吸收了传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，成为一种新型高效的污水处理方法，其技术原理就是将小比重的悬浮载体直接投加到曝气池中，使活性污泥附着到载体上，形成高生物密度、高生物活性、生物相丰富的载体微生物集团，以提高生化处理的效果和效率，所以性能优越的悬浮载体的开发研制，对强化活性污泥的处理功能，提高生化处理效率具有重要意义。目前主要应用于生物脱氮、处理难降解有毒有害废水、处理重金属废水、地表水修复等。
目前生物载体的作用主要包括以下几个方面：①固定、容纳微生物，为微生物提供栖息和繁殖的稳定环境，其丰富的内表面为微生物提供附着的表面和内部空间，使反应器保持尽可能高的微生物量；②提供生物与废水接触的场所，并且对水流有强制性的紊动作用，使水流在载体内部形成交叉流，为载体和生物体的接触创造良好的水力条件，同时载体对好氧反应器中的气泡有重复切割作用，增大了气水接触面积，提高了传质效果，使水中的溶解氧浓度提高，从而强化了微生物、有机物和溶解氧三者之间的传质关系；③由于传质阻力的存在，可在载体内形成不同的“好氧”、“兼氧”和“厌氧”微环境，为不同种类微生物的共同生长、发挥协调作用创造条件，进而提高反应器的处理效率和效果；④在微生物受到毒害作用时，载体起到“屏蔽”保护作用。正是这种作用，使载体微生物的抗毒害能力大大增强，允许进入反应器的毒性物质的闭值提高。对悬浮载体最主要的技术要求是微生物附着速度和最终附着量的大小，而这主要取决于载体表面的物理化学特性，但是现有的生物载体普遍存在着附载生物量低的问题。悬浮载体生物膜法已经成为污水生物处理发展的一个新方向，其中新型载体的开发及其应用研究是关键。目前该类载体的研制，尚处于发展阶段，远没有达到成熟的程度，还有待进一步深入。由于天然材料很难达到悬浮载体的技术要求，所以必须利用人工合成高分子材料才能实现这一目标。内外研究最多的生物载体，国内应用较广，也出现了不少专利产品，如以聚氨脂泡沫/互穿聚合聚氨脂泡沫为母体先后通过或分别通过氰乙基化、胺化、氨解、缩合、水解反应制成集反应性、亲水性、通透性、回弹性、高比表面积及交联网络结构于一体的功能泡沫塑料生物载体(俗称环保海绵)，尽管软质聚氨脂泡沫是目前研究应用最广的生物载体，但聚氨脂凝胶的单体甲苯二异氰酸酷和低不饱和度聚醚多元醇组分破坏微生物细胞的结构组成，造成微生物细胞裂解，使得该方法得到的生物载体活性差，最终影响了水处理的效果，极大的限制了该类载体的进一步发展，这成为悬浮载体生物膜法发展中面临的主要问题。
【发明内容】
本发明的目的是为了解决现有的生物载体附载生物量低、活性差地问题，而提供了一种用于污水处理的填料及其制备方法。
本发明用于污水处理的填料按照重量份数由77～90份的聚氨酯泡沫材料、0.1～0.5份的微生物生长促进剂、0.1～0.3份的微生物活性激活剂、2～7份的活性生物酶制剂和8～15份的活性污泥制成。
用于污水处理的填料的制备按照以下步骤进行：一、按照重量份数称取77～90份的聚氨酯泡沫材料、0.1～0.5份的微生物生长促进剂、0.1～0.3份的微生物活性激活剂、2～7份的活性生物酶制剂和8～15份的功能性活性污泥；二、将称取的聚氨酯泡沫材料放入到污水处理的反应器，然后加入称取的微生物生长促进剂、微生物活性激活剂和活性污泥搅拌，同时进行曝气，在20～40℃的条件下培养24～72小时，即得到了用于污水处理的填料。
本发明的制备方法通过曝气的方法，以聚氨酯泡沫材料为载体，在微生物生长促进剂、微生物活性激活剂、活性生物酶制剂、功能性活性污泥的共同驯化下制备得到，用于污水处理的填料上附载的生物量达到了30kg/m3以上，本发明的填料活性好，且稳定性强，抗冲击能力强，对污水中COD的平均去除率为70%～90%，氨氮的去除率为20%～40%，处理效果好。
本发明的填料适用于各种生活污水的处理以及普通的工艺废水的处理。
【附图说明】
图1为具体实施方式十四的填料进行污水处理的效果图。
【具体实施方式】
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式污水处理的填料按照重量份数由77～90份的聚氨酯泡沫材料、0.1～0.5份的微生物生长促进剂、0.1～0.3份的微生物活性激活剂、2～7份的活性生物酶制剂和8～15份的活性污泥制成。
本实施方式的用于污水处理的填料上附载的生物量达到了30kg/m3以上。
本实施方式中的聚氨酯泡沫材料用二苯基甲烷二异氰酸脂的预聚体与聚醚多元醇在发泡剂、催化剂、泡沫稳定剂以及必要时扩散剂存在的条件下，采用常用的工艺制备得到；其中聚氨酯泡沫材料的密度为30kg/m3，孔隙率为25目，拉伸为250，硬度为2.7，回弹为40%。
本实施方式的活性污泥取自于用于处理生活污水的活性污泥或者是用于处理工业废水的活性污泥，活性污泥的选择可根据实际所处理的污水进行选择。
本实施方式的用于污水处理的填料上附载的生物量达到了30kg/m3以上。
本实施方式的填料对污水中COD的平均去除率为70%～90%，氨氮的去除率为20%～40%，本实施方式的填料对污水中的COD和氨氮的去处效果好。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是污水处理的填料按照重量份数由80～85份的聚氨酯泡沫材料、0.2～0.4份的微生物生长促进剂、0.15～0.25份的微生物活性激活剂、4～6份的活性生物酶制剂和10～12份的活性污泥制成。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是污水处理的填料按照重量份数由83份的聚氨酯泡沫材料、0.3份的微生物生长促进剂、0.2份的微生物活性激活剂、5份的活性生物酶制剂和11份的活性污泥制成。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三不同的是微生物生长促进为电气石。其他与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四不同的是微生物活性激活剂为微量元素铁、微量元素锰或微量元素钴。其他与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五不同的是活性生物酶制剂为硝酸盐还原酶或脱氢酶。其他与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式用于污水处理的填料的制备按照以下步骤进行：一、按照重量份数称取77～90份的聚氨酯泡沫材料、0.1～0.5份的微生物生长促进剂、0.1～0.3份的微生物活性激活剂、2～7份的活性生物酶制剂和8～15份的功能性活性污泥；二、将称取的聚氨酯泡沫材料放入到污水处理的反应器中，然后加入称取的微生物生长促进剂、微生物活性激活剂和活性污泥搅拌，同时进行曝气，在20～40℃的条件下培养24～72小时，即得到了用于污水处理的填料。
本实施方式步骤一中的聚氨酯泡沫材料用二苯基甲烷二异氰酸脂的预聚体与聚醚多元醇在发泡剂、催化剂、泡沫稳定剂以及必要时扩散剂存在的条件下，采用常用的工艺制备得到；其中聚氨酯泡沫材料的密度为30kg/m3，孔隙率为25目，拉伸为250，硬度为2.7，回弹为40%。
本实施方式步骤一中的活性污泥取自于用于处理生活污水的活性污泥或者是用于处理工业废水的活性污泥，活性污泥的选择可根据实际所处理的污水进行选择。
本实施方式的用于污水处理的填料上附载的生物量达到了30kg/m3以上。
本实施方式的填料对污水中COD的平均去除率为70%～90%，氨氮的去除率为20%～40%，本实施方式的填料对污水中的COD和氨氮的去处效果好。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式七不同的是步骤一中按照重量份数称取80～85份的聚氨酯泡沫材料、0.2～0.4份的微生物生长促进剂、0.15～0.25份的微生物活性激活剂、4～6份的活性生物酶制剂和10～12份的活性污泥。其他步骤及参数与具体实施方式七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式七不同的是步骤一中按照重量份数称取83份的聚氨酯泡沫材料、0.3份的微生物生长促进剂、0.2份的微生物活性激活剂、5份的活性生物酶制剂和11份的活性污泥。其他步骤及参数与具体实施方式七相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式七至九不同的是步骤一中微生物生长促进为电气石。其他步骤及参数与具体实施方式七至九相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式七至十不同的是步骤一中微生物活性激活剂为微量元素铁、微量元素锰或微量元素钴。其他步骤及参数与具体实施方式七至十相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式七至十一不同的是步骤一中活性生物酶制剂为硝酸盐还原酶或脱氢酶。其他步骤及参数与具体实施方式七至十一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式七至十二不同的是步骤一中曝气时控制反应器中溶解氧的含量为0.5~2mg/L。其他步骤及参数与具体实施方式七至十二相同。
具体实施方式十四：本实施方式用于污水处理的填料的制备按照以下步骤进行：一、按照重量份数称取83份的聚氨酯泡沫材料、0.3份的微生物生长促进剂、0.2份的微生物活性激活剂、5份的活性生物酶制剂和11份的功能性活性污泥；二、将称取的聚氨酯泡沫材料放入到污水处理的反应器中，然后加入称取的微生物生长促进剂、微生物活性激活剂和活性污泥搅拌，同时进行曝气，在30℃的条件下培养60小时，即得到了用于污水处理的填料。
本实施方式步骤一中的聚氨酯泡沫材料用二苯基甲烷二异氰酸脂的预聚体与聚醚多元醇在发泡剂、催化剂、泡沫稳定剂以及必要时扩散剂存在的条件下，采用常用的工艺制备得到；其中聚氨酯泡沫材料的密度为30kg/m3，孔隙率为25目，拉伸为250，硬度为2.7，回弹为40%。
本实施方式步骤一中微生物生长促进为电气石。
本实施方式步骤一中微生物活性激活剂为微量元素铁。
本实施方式步骤一中活性生物酶制剂为硝酸盐还原酶。
本实施方式步骤一中的活性污泥取自于用于处理生活污水的活性污泥。
本实施方式步骤一中曝气时控制反应器中溶解氧的含量为0.5～2mg/L。
本实施方式的用于污水处理的填料上附载的生物量为41kg/m3。
本实施方式的填料放入到生物填料反应器中对生活污水进行处理，其中对污水中COD和氨氮的去处效果如图1所示，图中1表示进水COD的含量，2表示出水COD的含量，3表示进水氨氮的含量，4表示出水氨氮的含量，从图1可以看出COD的平均去除率为70%～90%，氨氮的去除率为20%～40%，本实施方式的填料对污水中的COD和氨氮的去处效果好。