[发明专利]一种好氧预膜改性材料的应用

说明书

一种好氧预膜改性材料及其制备方法和应用，该方法先利用颗粒填料在曝气生物滤池进行快速挂膜；将形成的生物膜与填料置于马弗炉内500～600℃下焙烧，形成新型生物炭；将该生物炭通过FeCl₂·4H₂O与NaBH₄还原改性后制得ZVI生物炭；将ZVI生物炭投加到厌氧UASB反应器中进行颗粒污泥培养。本发明的优点主要体现在：通过好氧挂膜能够在短时间内得到大量的生物膜材料，通过高温焙烧形成的生物炭基材料，经过ZVI改性后，不仅可以作为颗粒污泥内核，快速吸附附着微生物，为微生物提供载体，还可以为微生物提供微量元素促进微生物生长并形成颗粒污泥，强化污染物的降解效率和颗粒污泥的成型速度。

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体一种好氧预膜改性材料的应用。

背景技术

随着工业化的不断发展，人类活动产生大量污染物，这些污染物经水、空气等途径进入环境，往往对环境造成极大的污染。厌氧发酵产沼气是一条符合当前循环经济发展理念的可行性资源化途径，是处理高浓度污染物较为有效的方法，并且厌氧发酵是污泥减量化、稳定化的常用手段之一，是目前大型污水厂最为经济的废水、污泥处理方法。而厌氧发酵过程中优良性能的厌氧颗粒污泥的产生常常是反应器运行成功的标志。虽然厌氧发酵具有很多优点，但污泥成型需要较长时间，并且厌氧发酵过程各种不稳定因素的影响，往往很难形成处理效果好的颗粒污泥。在现有技术中，常投加各种聚合物、惰性物质以及其他吸附材料等方法来加速厌氧发酵。虽然在短期内效果明显，但投加物常常因为投加量难以把握，对厌氧微生物产生毒害作用或抑制微生物的活性，进而影响厌氧反应器处理效果，造成污泥解体，甚至造成水体酸化，污染物的浓度达不到排放的要求，反应器运行失败。

发明内容

解决的技术问题：为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种好氧预膜改性材料及其制备方法和应用，通过投加新型生物炭，既可以避免因生物相容性问题造成微生物死亡，而且可以起到高效厌氧发酵并快速形成颗粒污泥。

技术方案：一种好氧预膜改性材料的制备方法，制备步骤为：曝气生物滤池中填加填料；取污水处理厂活性污泥到滤池内，投加量需完全浸没滤池中填料，闷曝1～4d；采用间歇培养并逐渐提高流速的方法进水，并在底部进行曝气，等待挂膜成功；将负载有生物膜的填料取出并置于马弗炉中，在氮气氛围中500～600℃高温焙烧4～6h形成生物炭，冷却至室温后，研磨至粒径为0.1～0.75mm；取研磨的颗粒与FeCl₂·4H₂O，超声分散在去离子水中，加入NaBH₄后，氮气氛围下搅拌过滤，所述生物炭:FeCl₂·4H₂O:NaBH₄质量比为1:(1～1.6):(0.2～0.3)，过滤物在真空干燥箱内105℃烘3～5h，制得改性ZVI生物炭。

优选的，上述填料为直径1～3mm的沸石、陶粒、秸秆微粒或煤渣，所加填料体积占滤池体积的30～50％。

优选的，上述活性污泥为污泥混合液，所述混合液为污泥上清液或污泥悬液。

优选的，上述滤池进水COD浓度100～500mg/L，NH₃-N 20～50mg/L，进水水温10～25℃,初期进水，初始滤速设定为0.4m/h，COD去除率逐渐稳定后调整为0.8m/h，曝气使水中溶解氧范围为1～10mg/L。

优选的，上述挂膜成功的标志为COD、NH₃-N去除率稳定，填料表面有大量微生物膜。

优选的，上述生物膜与填料置于马弗炉焙烧，在氮气氛围中，控制升温幅度5℃/min。

优选的，上述生物炭与FeCl₂·4H₂O、NaBH₄的质量比为1:1.4:0.27。

上述制备方法制得的改性ZVI生物炭。