[发明专利]一种纳米氧化镁修饰的蜂巢石填料以及促进UASB反应器快速启动的方法

说明书

本发明涉及高浓度有机废水处理技术领域，提供了一种纳米氧化镁修饰的蜂巢石填料以及促进UASB反应器快速启动的方法。本发明将纳米氧化镁修饰在蜂巢石上，修饰后的蜂巢石具有更大的比表面积和更强的吸附性能，可以为微生物的附着生长提供表面，增强了微生物多样性，提高厌氧处理效率。将本发明的纳米氧化镁修饰的蜂巢石填料应用于UASB反应器中，可以大幅缩短UASB反应器的启动时间。采用本发明提供的方法可以将UASB反应器的启动时间缩短至24d，和传统方法相比启动时间缩短了40d。

技术领域

本发明涉及高浓度有机废水处理技术领域，尤其涉及一种纳米氧化镁修饰的蜂巢石填料以及促进UASB反应器快速启动的方法。

背景技术

UASB反应器由反应区和三相分离区两部分组成。反应区内，在厌氧污泥中微生物的作用下废水中污染物进行降解并产生沼气，在气泡的携带作用、水力提升和剪切作用下，沉降性能稍差的污泥被带入污泥悬浮区，通过三相分离器实现气、固、液分离。与其他厌氧生物处理技术相比，UASB反应器具有结构简单、运行费用低、运行高效稳定且产生二次能源等优势，在处理高浓度有机废水领域广泛应用。

但是，UASB反应器存在启动困难、污泥流失严重造成生物量的减少等问题。厌氧反应器内颗粒污泥形成的过程称之为颗粒污泥化，颗粒污泥化是UASB反应器启动的目标和启动成功的标志。厌氧颗粒污泥的驯化培养是至关重要的，颗粒污泥沉降性好、代谢效率高，能适应较大幅度的负荷冲击、温度和pH变化，可有效系统的运行性能。因此，促进颗粒污泥的形成以及维持反应器较高的生物量是反应器快速启动的关键。

目前，促进UASB启动的方法包括逐渐增加负荷、添加金属或惰性载体等方法。韩红军(王冰，韩洪军，刘硕，等.颗粒活性炭加速厌氧反应器污泥颗粒化的研究[J].中国给水排水.2011,27(11):72-74)等研究了颗粒活性炭对厌氧污泥颗粒化的影响，发现向UASB反应器中投加颗粒活性炭能够缩短污泥颗粒化时间，UASB厌氧颗粒污泥的启动时间可由以前的3～5个月缩短至64天，并且运行效果稳定。王晶(王晶，田东军，刘芳，等.生物炭固定化UASB去除中药废水有机物性能研究[J].工业水处理.2019,39(11):66-69.)等以牛粪生物炭作为UASB的载体材料，以污水处理厂脱水机房干污泥为接种污泥处理中药废水，运行64天后COD_Cr去除率达到91.3％±1.9％，反应器成功启动。

可以看出，目前本领域中UASB反应器的启动时间仍然较长，缩短UASB反应器的启动时间是本领域亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种纳米氧化镁修饰的蜂巢石填料以及促进UASB厌氧颗粒污泥快速启动的方法。本发明提供的纳米氧化镁修饰的蜂巢石填料吸附性能强，可以为微生物的吸附生长提供表面，将其应用于UASB反应器中，能够大幅缩短UASB反应器的启动时间。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种纳米氧化镁修饰的蜂巢石填料，包括蜂巢石和负载在蜂巢石上的纳米氧化镁；所述蜂巢石上纳米氧化镁的负载量为0.6～2.0g/g。

优选的，所述纳米氧化镁修饰的蜂巢石填料的粒径为3～5mm。

本发明还提供了上述方案所述纳米氧化镁修饰的蜂巢石填料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将蜂巢石、可溶性镁盐、碱性物质和水混合进行第一热处理，得到第一反应液；

(2)将所述第一反应液、可溶性镁盐、碱性物质和水混合进行第二热处理，得到第二反应液；

(3)重复步骤(2)若干次，按照热处理的总次数，将最后一次热处理记为第n热处理，将第n热处理后所得反应液固液分离，将所得产物洗涤、干燥后进行退火，得到纳米氧化镁修饰的蜂巢石填料；所述n≥4。