CN101182512A

CN101182512A - 一种生物硅藻水处理剂及其制备方法

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Publication number: CN101182512A
Application number: CNA2007101967271A
Authority: CN
Inventors: 蔺嘉梅; 吴效祥; 顾文柳; 陈华华; 李伟
Original assignee: JIANGSU JIAQING WATER TREATMENT CO Ltd
Current assignee: JIANGSU JIAQING WATER TREATMENT CO Ltd
Priority date: 2007-08-01
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2027-11-30
Also published as: CN100427595C

Abstract

本发明公开了一种生物硅藻水处理剂，由硅藻土、絮凝剂、活性炭和水处理工程菌组成，其中絮凝剂的含量为硅藻土质量的20～50％，活性炭的含量为硅藻土质量的1～5％，水处理工程菌的含量为硅藻土质量的1～10‰。本发明的生物硅藻水处理剂，一方面对水中污染物具有良好的吸附作用，另一方面利用固定化微生物的脱氮能力改善了硅藻土脱氮能力不足的状况，同时又能提高水处理效率、使设备结构紧凑、操作方便、使出水水质高且稳定。

Description

一种生物硅藻水处理剂及其制备方法

技术领域

本发明属水处理领域，具体涉及一种含有微生物的硅藻(硅壳)水处理剂。

背景技术

目前，用于微生物固定化的方法种类较多，包括交联法、吸附法、共价键结合法、包埋法等，其优缺点如下表所示。

性能	交联法	吸附法	共价键结合法	包埋法
性能	交联法	吸附法	共价键结合法	包埋法	制备难易结合力活性保留固定化成本存活力适用性稳定性载体的再生空间位阻	适中强低适中无小高不能较大	易弱高低有适中低能小	难强低高无小高不能较大	适中适中适中低有大高不能大

由比较可知，化学固定化法中化学试剂的毒性对细胞会有损害，因此不适用于制备固定化活细胞。物理交联法的机械性能较差。半透膜法集反应和分离于一体，膜表面较大，又具有选择性，因而具有很大潜力，但膜的性质、膜反应器的设计与操作运行方面还存在许多问题。而吸附法由于其较低的成本及制备容易而受到广泛关注。

吸附法固定载体又分为无机吸附法固定载体及有机吸附固定载体。常用的无机吸附法固定载体包括硅胶、活性炭、天然沸石、陶粒等。作为微生物固定化无机载体，其存在结合力较小等缺陷；而作为无机吸附剂，则存在选择性差、吸附能力不强、吸附性能无法调整等缺陷。常用的有机法吸附固定载体一大缺陷是再生难，此外，其造价较高、易老化。

就水处理工艺而言，我国目前常用的城市污水二级处理工艺为污水→格栅→沉砂池→初沉池→生物处理池→二沉池→出水。这种工艺技术成熟、管理经验丰富。但该工艺对污水的处理效果一般且很难将出水中氨氮浓度处理到排放标准以内。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有污水处理技术处理深度不足、中水回用困难等问题，提供了一种能够使处理效率高、设备结构紧凑、操作方便、出水水质高且稳定的污水处理剂。

本发明的另一目的是提供一种上述水处理剂的制备方法。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种生物硅藻(硅壳)水处理剂，由硅藻土、絮凝剂、活性碳和水处理工程菌组成，其中絮凝剂的含量为硅藻土质量的20～50％，活性碳的含量为硅藻土质量的1～5％，水处理工程菌的含量为硅藻土质量的1～10‰。

一种生物硅藻(硅壳)水处理剂的制备方法，在硅藻土中添加其质量20～50％的絮凝剂和其质量1～5％的活性碳，混合均匀后配制成污水处理剂初品；在初品中添加硅藻土质量1～10‰的水处理工程菌，均匀搅拌固定后，制成生物硅藻水处理剂。

其中硅藻土中硅藻壳体的含量优选在70％以上。絮凝剂可以选用无机絮凝剂或有机絮凝剂。

有机絮凝剂可以选用聚丙烯酰胺等非离子型有机高分子絮凝剂，或者聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钙等阴离子型有机高分子絮凝剂。无机絮凝剂可以选用铝盐或铁盐类无机絮凝剂，如碱式氯化铝、硫酸铝、硫酸铁、三氯化铁、明矾、氢氧化铝凝胶、聚合硫酸铝或聚合硫酸铁等。

活性碳的粒径为50～500目，以100～400目为佳，其中优选使用椰壳活性碳。

本发明的生物菌可以采用常规的水处理工程菌，如美国勇新环保科技股份有限公司(Advanced Concept Thermal System，Inc.)的威宝菌以及super-CM生物菌(美国专利号：US005578486A)等等。前者具备以下特点：1.分解水中有机物，减少池底沉积物；2.有利于污水中磷的去除；3.使用方式容易且经济效益高。而后者的高效性可降低工程投资和运行费用、提高处理效果。当这些工程菌固定在硅藻(硅壳)水处理剂上后，能够防治工程菌的流失，保障工程菌的优势地位，另一方面也能提高工程菌的性能，保障出水的处理效果。同时，这也可以在使用之前在原水条件将其驯化。

本发明的生物硅藻(硅壳)水处理剂具体可以通过以下方法制备：

第一步：硅藻(硅壳)的富集

通过现有的选矿方法(酸洗、煅烧或者物理选矿等)将硅藻原土进行选洗，形成硅藻(硅壳)含量达到70％以上的纯土。

第二步：硅藻(硅壳)水处理剂的制备方法

在硅藻(硅壳)含量为70％以上的硅藻纯土中添加20％～50％的碱式氯化铝、三氯化铁等絮凝剂后，再添加1％～5％粒径在100～500目的活性碳(其目的是起到架桥作用，改善、提高硅藻(硅壳)水处理剂性能)，经过均匀搅拌后，配制成污水处理剂初品；

第三步：固定生物菌

由于微生物菌含天然活性酵素(酶)，微生物在水处理应用中起到迅速降解污染物及提高生化效果的作用。因此，将微生物菌固定于硅藻(硅壳)上后，将大大提高处理效果及出水水质。

在第二步制备成的硅藻(硅壳)水处理剂初品中添加重量比为1‰～10‰的在水处理工程中具有优良效果或具有某种特殊处理功能的液体或固体纯种水处理工程菌，将其进行均匀搅拌后，配制成污水处理所需的生物硅藻(硅壳)水处理剂。

该试剂要求根据不同水质在使用前一个星期内配制。其中，生物硅藻(硅壳)水处理剂在保存时不得透X光，同时防止其长时间在阳光下照射。

制备好的生物硅藻(硅壳)水处理剂按10～100ppm的投加量投入到污水中进行处理。

本发明的生物硅藻水处理剂在水处理中的运用：

①运用于城市生活污水处理中：

与传统生化工艺(如A/O、A²/O、SBR、CASS等)相结合，能够起到缩短停留时间、提高生化效果的作用，在进水条件满足传统生化工艺承受范围的前提下，最终处理出水能够达到：COD≤20mg/L，氨氮≤1mg/L，T-P≤0.5mg/L。图2为在A/O工艺中使用生物硅藻(硅壳)水处理剂的示意图。

②运用于工业废水处理中：

可作为深度处理单元操作工艺，使原出水水质进一步提高，达到中水回用要求。

③硅藻处理单元：

在生化池中，通过添加生物硅藻(硅壳)水处理剂，并将其与活性污泥充分混合、固定后一起提升到水力循环澄清池或机械加速澄清池或专用的水处理设备内发生吸附、絮凝、过滤作用，同时再将部分硅藻(硅壳)回流到生化池内，起到增加微生物与载体接触时间的目的。

④在现有污水处理中任何一种工艺上，增加一套硅藻处理单元，可以使处理出水有效提高去除率，起到节能减排作用。

本发明的生物硅藻(硅壳)水处理剂，一方面利用硅藻表面的不平衡电位能中和悬浮粒子的电荷，使其相斥电位受到破坏而与硅藻形成醪羽，凝集成较大的絮花，加上其巨大的比表面积和表面吸附性，脱稳胶体极易被吸附到硅藻土上，因此，该水处理剂对水中污染物具有良好的吸附作用；另一方面，硅藻土表面良好的孔结构也为微生物的固定提供了良好的条件。该技术是在硅藻土强大的污染物吸附能力的基础上，利用固定化微生物的脱氮能力来改善硅藻土脱氮能力不足的状况，并最终通过这两方面作用达到进一步提高其他出水水质指标的目的。本发明的水处理剂同时又能提高处理效率、使设备结构紧凑、操作方便、使出水水质高且稳定。

附图说明

图1是本发明生物硅藻(硅壳)水处理剂的一种制备方法示意图。

图2是本发明生物硅藻(硅壳)水处理剂在现有工艺中的运用示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

在硅藻壳体含量为70％以上的硅藻纯土中添加40％的絮凝剂碱式氯化铝后，再添加3％粒径在200～400目的椰壳活性碳，经过均匀搅拌后，配制成污水处理剂初品；

在初品中添加重量比为5‰的水处理工程菌威宝菌，将其进行均匀搅拌后，配制成污水处理所需的生物硅藻(硅壳)水处理剂。

实施例2

在硅藻含量为70％以上的硅藻纯土中添加25％的絮凝剂三氯化铁后，再添加2％粒径在200～400目的活性碳，经过均匀搅拌后，配制成污水处理剂初品；

在初品中添加重量比为2‰的水处理工程菌威宝菌，将其进行均匀搅拌后，配制成污水处理所需的生物硅藻(硅壳)水处理剂。

实施例3

在硅藻含量为70％以上的硅藻纯土中添加50％的絮凝剂碱式氯化铝后，再添加5％粒径在200～400目的活性碳，经过均匀搅拌后，配制成污水处理剂初品；

在初品中添加重量比为9‰的水处理工程菌super-CM生物菌，将其进行均匀搅拌后，配制成污水处理所需的生物硅藻(硅壳)水处理剂。

对比例

在硅藻含量为70％以上的硅藻纯土中添加40％的絮凝剂碱式氯化铝后，再添加3％粒径在200～400目的椰壳活性碳，经过均匀搅拌后，配制成污水处理剂初品。

如图2所示，在传统A/O工艺后面利用一个生物硅藻处理系统代替原有的二沉池单元，一方面通过往生物硅藻一体化反应器中不断投加生物硅藻(硅壳)水处理剂，对污水中污染物进行吸附、絮凝、过滤作用及微生物对污染物的降解作用；另一方面，通过污泥的回流，按照10％～200％的回流比将部分生物硅藻(硅壳)回流至生化系统，增加了微生物菌与硅藻(硅壳)的接触时间，增强了微生物的固定化效果及其对污染物的降解作用，增强生物硅藻(硅壳)水处理剂的性能。

将实施例1得到的生物硅藻水处理剂与对比例分别加入上述工艺中来处理相同水质的城市生活污水，具体结果见下表所示：

处理效果	实施例1			对比例
处理效果	实施例1			对比例				进水(mg/L)	出水(mg/L)	去除率	进水(mg/L)	出水(mg/L)	去除率
COD	450.3	10.7	97.6％	450.3	107.1	76.2％		进水(mg/L)	出水(mg/L)	去除率	进水(mg/L)	出水(mg/L)	去除率
COD	450.3	10.7	97.6％	450.3	107.1	76.2％	氨氮	45.7	0.35	99％	45.7	42.1	7.9％
TP	5.7	0.8	86.0％	5.7	1.1	80.3％	氨氮	45.7	0.35	99％	45.7	42.1	7.9％
TP	5.7	0.8	86.0％	5.7	1.1	80.3％	SS	152	9.6	93.7％	152	23.5	84.5％

从上表可以看出：通过对比例处理后的出水中氨氮去除率很低且出水COD较高，即使与生化技术相联，出水中氨氮浓度仍较高，很难达到中水回用标准；相比，本配方能较好地除去水中的氨氮，并且其余三项指标均具有较高的去除率，当其与生化技术相结合时，最终出水达到中水回用标准。

Claims

1.一种生物硅藻水处理剂，由硅藻土、絮凝剂、活性碳和水处理工程菌组成，其中絮凝剂的含量为硅藻土质量的20～50％，活性碳的含量为硅藻土质量的1～5％，水处理工程菌的含量为硅藻土质量的1～10‰。

2.根据权利要求1所述的生物硅藻水处理剂，其特征在于所述的硅藻土中硅藻壳体的含量在70％以上。

3.根据权利要求1所述的生物硅藻水处理剂，其特征在于所述的絮凝剂为碱式氯化铝、硫酸铝、硫酸铁、三氯化铁、聚合硫酸铝或聚合硫酸铁。

4.根据权利要求1所述的生物硅藻水处理剂，其特征在于所述的活性碳的粒径为50～500目。

5.根据权利要求1所述的生物硅藻水处理剂，其特征在于所述的水处理工程菌为威宝菌或super-CM生物菌。

6.一种生物硅藻水处理剂的制备方法，其特征在于在硅藻土中添加其质量20～50％的絮凝剂和其质量1～5％的活性碳，混合均匀后配制成污水处理剂初品；在初品中添加硅藻土质量1～10‰的水处理工程菌，均匀搅拌固定后，制成生物硅藻水处理剂。