[发明专利]一种固定化填料及其制备方法及基于该填料光合细菌-原生动物污水处理装置及方法

说明书

本发明公开了一种固定化填料及其制备方法及基于该填料光合细菌‑原生动物污水处理装置及方法，属于废水处理技术领域；本发明的固定化填料通过采用淀粉填充及淀粉酶刻蚀的方法，确保固定化材料具有一定的机械强度和物质交换功能，且内部孔径足够大，为原生动物提供了良好的定植空间，可大量繁殖；本发明的污水处理方法使得原生动物可捕食消化处理区内的大量剩余污泥，降低处理区中剩余污泥的产量，降低固废产生量。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，更具体地说，涉及一种固定化填料及其制备方法及基于该填料光合细菌-原生动物污水处理装置及方法。

背景技术

生活污水是在人类活动中产生的富含大量有机物、氮、磷等营养物质的废水，如未经妥善处理排放至环境中，易引起自然水体的发黑发臭，造成环境污染。传统处理生活污水的方法为好氧生物法，该方法具有处理工艺简单、运行成本低等特点，但是该方法会产生大量的剩余污泥，形成新的固体废弃物。本发明提供一种利用光合细菌-原生动物处理区处理污染河水的方法，可通过构建光合细菌-原生动物的生物系统，实现对生活污水的高负荷运行处理，提高处理区对生活污水的处理效果，且大幅削减剩余污泥的产生量，降低有机固废的产生。

经检索，公开号为CN111847657A的专利中公开了一种以光合细菌作为生化核心的污水处理工艺，该方案中，污水经过前处理/预处理工艺，接入以光合细菌作为生化核心的处理方法，通过光合细菌生化装置特殊的设计构型及运行控制，利用光合细菌的光能代谢与氧化代谢两套代谢途径来实现细菌自身生长与增值，其在一定程度上可以将污水中的有机污染物吸收、转化、降解，但是该方案中单纯的利用光合细菌的方式在处理污水后仍然会存留大量的污泥，并且污水处理效率难以得到有效提高。

而现有技术中，也有公开将光合细菌与原生动物结合处理污水的方式，如公开号为 CN207943925U的专利中，其方案中在好氧光照藻菌共生流化池中，投放有鞭毛虫、纤毛虫、肉足虫、哲水蚤、剑水蚤、轮虫、钟虫等浮游动物中的一种或几种，其水处理效率相比较而言得到提高。

但是现有技术中，一般光合细菌和原生动物一般都以游离的方式存在于活性污泥中，其极易随水被排出系统，导致处理区内生物浓度降低。但是现有技术中常规的固定化方式为海藻酸钠与氯化钙反应形成海藻酸钙，该方法仅适用于细菌的固定化，由于原生动物的体积较细菌的十分巨大，而传统的固定化技术形成的致密的交联空间不足以保证原生动物的生存，因此如何实现原生动物的有效固定化是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术中利用原生动物水处理过程中难以有效固定进而导致水处理效率下降的技术问题，提供了一种固定化填料及其制备方法及基于该填料光合细菌-原生动物污水处理方法，通过固定化填料淀粉酶刻蚀技术，有效盖上上述技术问题。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种固定化填料的制备方法，将海藻酸钠和淀粉溶液混合，然后添加氯化钙溶液制成凝胶颗粒；然后将制备得到的凝胶颗粒置于淀粉酶溶液中进行刻蚀，凝胶颗粒刻蚀后制得表面含孔隙的凝胶颗粒；最后向上述含孔隙的凝胶颗粒投加原生生物，制得原生生物的固定化填料，所述原生生物的固定化填料的孔隙率为55％～85％；通过采用淀粉填充及淀粉酶刻蚀的方法，确保固定化材料具有一定的机械强度和物质交换功能，且内部孔径足够大，可适合于原生动物生存，从而促使原生动物消耗剩余污泥，降低剩余污泥产生量，通过控制控制孔隙率为55％～85％，可保持较好的机械强度、物质交换能力，且为原生动物提供良好的定植的物理空间。

优选地，所述原生生物的固定化填料的孔隙率为65～75％。

优选地，所述添加的海藻酸钠与添加的淀粉质量比为k1，所述30≤k1≤50。

优选地，所述淀粉酶溶液的淀粉酶浓度为0.75％～1.20％。

优选地，凝胶颗粒置于淀粉酶溶液中进行刻蚀的时间为3.5h～6.0h。