CN103212287A - 一种高效生物除臭混合填料的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效生物除臭混合填料的制作方法，包括以下步骤：1)制备无机炭质填料：(1)选料；(2)原料炭化；(3)破碎分选；(4)质量检测；2)制备有机生物质填料：(1)选料；(2)腐熟；(3)烘干；3)合成最终成品：(1)取备用料；(2)混合；(3)深加工处理。本发明适用于制作污水处理中使用的除臭剂，制作成本低，该方法制成的填料透水性、通气性、与微生物的亲和性更好，利于大量多种微生物的生长，且用水量少，启动运行快，除臭效果好，效率高，可长时间稳定有效运行。

Description

一种高效生物除臭混合填料的制作方法

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体是一种用于污水处理过程中消除臭味，减少环境污染的一种填料，也适用于各种工业和生活污水的除臭。

背景技术

生物除臭技术以其广谱适用性、高效、低耗、可实现大范围推广等优点，成为市政污水处理行业首选的除臭技术。由于填料是微生物生存和工作的场所，既是微生物生长的支撑载体，又是气液固传质介质，其性能直接影响除臭效果，因此填料是生物除臭装置的核心技术之一。

几种常用生物除臭填料的性能比较：

生物除臭填料种类繁多，如塑料、半软性塑料、炭质生物媒、干树皮、木片、干草、陶粒、沸石、纤维性泥炭或其混合物等等。污水处理厂除臭工程中常用的大致可划分为木片树皮类有机填料、塑料填料、陶粒填料和炭质填料几种。其性能不尽相同：

1、木片树皮类有机填料

木片树皮类有机填料由于成本低，取材方便，在我国污水处理厂导入生物除臭技术的早期阶段被广泛采用，应用实例较多。该类填料存在下述几个比较明显的缺欠：首先，木片树皮类填料抗酸能力较差，容易腐烂。往往除臭装置在使用初期效果尚可，但是在使用2-3年之后，由于填料变形腐烂，逐渐失去原有的形状，物理性质也发生了改变。填料的最终充填高度塌陷至初始充填高度的60％左右，频繁的更换填料不但造成工程量和费用的增加，每次更换填料后的微生物驯养阶段，会对周围的环境造成一定的影响，除臭系统长期稳定运行会受到影响。其次，木片树皮类填料机械强度差，塌陷变形后，降低了空气在填料中的停留时间，从而降低了处理效果；同时导致空气通过阻力增加，通过风量减少，容易造成气流、水流在填料中的不均匀分布，影响传质过程。从而使整个系统处理能力和处理效果大幅度下降。

2、塑料填料

塑料填料是廉价且形式多种多样的无机填料，具有强度高、通透性和结构稳定性良好、生物膜易生易落、pH值稳定、压力损失低、使用寿命长、不易被腐蚀、不易因发生厌氧情况而产生另外的臭味等优点；但是同时也存在比表面积小、保湿性亲水性差、吸附能力差的缺点。

3、陶粒填料

陶粒是以粘土、陶瓷等为主要原料，掺加少量辅助原料和造孔剂，经配料、破碎、成球、高温烧制、筛分等一系列工艺加工而成的球形材料。表面粗糙微孔发达，颗粒粒径分为多种，其机械强度、孔隙率、比表面面积、容重等理化指标因制作原料和工艺不同而有所区别。陶粒填料的内部孔隙主要由孔径约5μm左右的不贯通孔洞构成，属较大孔径，因此其吸附能力强于塑料填料，弱于炭质填料；有利于微生物附着生长，有更多种类的微生物可以进入陶粒内部，进而被吸附的有机物可以有更长的时间被降解。但是同样也存在比表面积小、保湿性亲水性较差、吸附能力较差的缺点。

4、炭质填料

炭质填料其特性是多孔质、保水性高、有良好的透水性和通气性。其具有多孔性表面，与微生物的相容性好，有利于多种微生物生长，可形成种类丰富的生物群落，使各种臭气成分同时被有效去除。由于炭质填料保湿性好，可在较长时间内维持一定的含水率，有利于微生物的存活，喷淋水间歇运行，水的消耗量少，并且脱臭装置在闲置一定时间后重新运行启动相对容易，可长期稳定运行。炭质填料内部孔隙主要由纳米级的微孔构成，因此炭质填料与陶粒相比，有数倍于陶粒的表面积，因此其自身具有较强的吸附能力，在运转前期生物没有培养好的时候，也可以保证对臭气起到处理作用。但该吸附能力随运行时间增长而趋于饱和，取而代之是生物吸附。

综上，各种填料均有其优点和不足，所述炭质填料有更多的优点，但仍需要改进，提出一种效果更好的填料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高效生物除臭混合填料的制作方法，该填料由无机炭质填料和有机生物质填料混合后，再经过深度加工处理而成，成本低，该方法制成的填料透水性、通气性、与微生物的亲和性更好，利于大量多种微生物的生长，且用水量少，启动运行快，除臭效果好，效率高，可长时间稳定有效运行。

本发明的目的是通过以下技术方法来实现的：

一种高效生物除臭混合填料的制作方法，其特征是包括以下步骤：

1)制备无机炭质填料：

(1)选料：取4-6年生毛竹干燥中部和底部；

(2)原料炭化：使用设备：改进型土窑，烧结温度：500-700℃，烧结处理周期：6-10天，其中高温加热：3-5天，闷炉：3-5天，烧结后形成半成品备用；

(3)破碎分选：先用破碎机将上一步半成品破碎，然后进行筛选，筛孔尺寸：10mm；

(4)质量检测：当上一步制成的填料的质量符合下述指标要求时，即制成无机炭质填料备用；

A、满足浙江省地方标准“竹炭”DB33/T467-2004；

B、粒度分布指标：

粒径(mm)10    9    8    7    6    5    ＜5

重量份数5-10  5-10  15-20  15-20  15-20  5-10  15-20；

检测方法：GBT12496.2-1999木质活性炭试验方法粒度分布的测定；

C、强度：90-95％，检测方法：GBT20451-2006活性炭球盘法强度测试方法

D、表观密度：200-400kg/m³，，检测方法：GBT12496.1-1999木质活性炭试验方法表观密度的测定；

2)制备有机生物质填料：

(1)选料：选取干燥木片、木块、树皮、腐殖质、市政污泥，不限比例的混合物，使得混合物的初始碳氮比：C/N在25-35∶1之间；

(2)腐熟：将上一步选出的有机物料堆集，

保持湿度：45％--50％，最高不超过60％。；

堆肥温度：55℃-60℃之间，不超过60℃；

通风：堆体中空气氧气浓度控制在5％～15％，按体积计；

pH：7.5-8.5；

进行高温好氧发酵，通过好氧微生物的生物代谢作用产生热量，待堆料温度升高至55-60℃，保持5-7天，杀死病生物料中的病原菌、寄生虫卵和杂草种籽；

有机生物制填料的质量满足：《有机肥料标准》NY525-2011标准；

(3)烘干：将上一步腐熟的生物料晒干或烘干，含水份20％以下，制成有机生物质填料备用；

3)合成最终成品：

(1)取备用料：取第1)步制备的无机炭质填料，按重量份数：1-3；取第2)步制备的有机生物质填料，按重量份数：1；

(2)混合：将所取备用料混合均匀；

(3)深加工处理：放置于深度处理反应器中，进行初期微生物接种培养处理：

A、取生物滴滤床作为填料的深度处理反应器；

B、制备喷淋液：制备深度处理反应器进行深加工所需的喷淋液；喷淋液组成：每公升蒸溜水中加入：牛肉膏5g、蛋白胨10g、氯化钠5g，混合均匀，调节pH值为7.0～7.2，加温到121℃，高温灭菌20分钟，置常温下备用；

C、装料：将待深度处理填料装入深度处理反应器；

D、取营养源：从污水处理厂污水处理池吸取臭气作为营养源供给深度处理反应器，作为营养源；

E、培育微生物：取第B步骤制备的喷淋液供给深度处理器作为循环喷淋液，喷淋要求为：喷淋液喷淋量：0.8m³水/m³填料*h，喷淋2min/半小时，深度处理器中保持温度：15-25℃，；

F、检测：维持上一步操作，并每天从深度处理器中抽取填料，使用MPN检测法检测填料中微生物生长量，待以湿重填料计，达到10⁸个/g微生物时，即可完成上一步的操作过程，所述微生物为嗜酸性脱硫细菌：硫杆菌属中的氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌；

G、干燥：取出上一步完成的填料，风力吹干填料表面，使填料含水量50％以下，常温储藏。

本发明的方法制成的高效生物除臭混合填料的有益效果：成本低，该方法制成的填料透水性、通气性、与微生物的亲和性更好，利于大量多种微生物的生长，且用水量少，启动运行快，除臭效果好，效率高，可长时间稳定有效运行。

具体实施方法

下面结合实施例对本发明进行说明：实施例：一种高效生物除臭混合填料的制作方法，按以下步骤制作：

1)制备无机炭质填料：

(1)选料：取4-6年生毛竹干燥中部和底部600公斤；

(2)原料炭化：使用设备：改进型土窑，烧结温度：500-700℃，烧结处理周期：9天，其中高温加热：5天，闷炉：4天，烧结后形成半成品备用；

(3)破碎分选：先用破碎机将上一步半成品破碎，然后进行筛选，筛孔尺寸：10mm；

(4)质量检测：当上一步制成的填料的质量符合下述指标要求时，即制成无机炭质填料备用；

A、满足浙江省地方标准“竹炭”DB33/T467-2004；

B、粒度分布指标：

粒径(mm)10    9    8    7    6    5    ＜5

重量份数8    7    18    16    19    7    16；

检测方法：GBT12496.2-1999木质活性炭试验方法粒度分布的测定；

C、强度：93％，检测方法；GBT20451-2006活性炭球盘法强度测试方法

D、表观密度：350kg/m^3，，检测方法：GBT12496.1-1999木质活性炭试验方法表观密度的测定；

制成100公斤无机炭质填料备用；

2)制备有机生物质填料：

(1)选料：选取干燥木片、木块、树皮、腐殖质、市政污泥，各100公斤，混合在一起，测得混合物的初始碳氮比：C/N在32∶1之间；

(2)腐熟：将上一步选出的有机物料堆集，

保持湿度：45％--50％，最高不超过60％；

堆肥温度：55℃-60℃之间，不超过60℃；

通风：堆体中空气氧气浓度控制在5％～15％，按体积计；

pH：7.5-8.5；

进行高温好氧发酵，通过好氧微生物的生物代谢作用产生热量，待堆料温度升高至60℃，保持6天，检测填料中的病原菌、寄生虫卵和杂草种籽基本杀死；

经检测，有机生物制填料的质量满足：《有机肥料标准》NY525-2011标准；

(3)烘干：将上一步腐熟的生物料烘干，含水份20％以下，制成有机生物质填料100公斤备用；

3)合成最终成品：

(1)取备用料：按重量份数：1-3∶1取第1)步制备的无机炭质填料，100公斤，取第2)步制备的有机生物质填料50公斤；

(2)混合：将所取备用料混合均匀；

(3)深加工处理：放置于深度处理反应器中，进行初期微生物接种培养处理：

A、取生物滴滤床作为填料的深度处理反应器；

B、制备喷淋液：制备深度处理反应器进行深加工所需的喷淋液；喷淋液组成：每公升蒸溜水中加入：牛肉膏5g、蛋白胨10g、氯化钠5g，混合均匀，调节pH值为7.1，加温到121℃，高温灭菌20分钟，置常温下备用；

C、装料：将待深度处理填料装入深度处理反应器；

D、取营养源：从某污水处理厂污水处理池吸取臭气，用管道通入，作为营养源供给深度处理反应器，作为营养源；

E、培育微生物：取第B步骤制备的喷淋液供给深度处理器作为循环喷淋液，喷淋要求为：喷淋液喷淋量：0.8m³水/m³填料*h，喷淋2min/半小时，深度处理器中保持温度：15-25℃，；

F、检测：维持上一步操作，并每天从深度处理器中抽取填料，使用MPN检测法检测填料中微生物生长量，待以湿重填料计，经10天培育，达到10⁸个/g微生物，完成上一步的操作过程，所述微生物为嗜酸性脱硫细菌：硫杆菌属中的氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌；

G、干燥：取出上一步完成的填料，风力吹干填料表面，使填料含水量50％以下，最后制成合格的高效生物除臭混合填料150公斤，常温储藏。

本方法制作的除臭剂与传统的除臭剂除臭效果的比较如下：

设计参数：大气温度：15-35；大气压力：常压；停留时间：15-25s；

设计表面负荷：300-400m3/m2*h；喷淋量：0.5-1.0m3水/m3填料*h；

从上表可以清楚地看出，本发明的实施例制成的高效生物除臭混合填料除臭效果大大优于常规的除臭剂。

Claims (1)

1.一种高效生物除臭混合填料的制作方法，其特征是包括以下步骤：

1)制备无机炭质填料：

(1)选料：取4-6年生毛竹干燥中部和底部；

(2)原料炭化：使用设备：改进型土窑，烧结温度：500-700℃，烧结处理周期：6-10天，其中高温加热：3-5天，闷炉：3-5天，烧结后形成半成品备用；

(3)破碎分选：先用破碎机将上一步半成品破碎，然后进行筛选，筛孔尺寸：10mm；

(4)质量检测：当上一步制成的填料的质量符合下述指标要求时，即制成无机炭质填料备用；

A、满足浙江省地方标准“竹炭”DB33/T467-2004；

B、粒度分布指标：

粒径(mm)10    9    8    7    6    5    ＜5

重量份数5-10  5-10  15-20  15-20  15-20  5-10  15-20；

检测方法：GBT12496.2-1999木质活性炭试验方法粒度分布的测定；

C、强度：90-95％，检测方法：GBT20451-2006活性炭球盘法强度测试方法

D、表观密度：200-400kg/m^3，，检测方法：GBT12496.1-1999木质活性炭试验方法表观密度的测定；

2)制备有机生物质填料：

(1)选料：选取干燥木片、木块、树皮、腐殖质、市政污泥，不限比例的混合物，使得混合物的初始碳氮比：C/N在25-35∶1之间；

(2)腐熟：将上一步选出的有机物料堆集，

保持湿度：45％--50％，最高不超过60％。；

堆肥温度：55℃-60℃之间，不超过60℃；

通风：堆体中空气氧气浓度控制在5％～15％，按体积计；

pH：7.5-8.5；

进行高温好氧发酵，通过好氧微生物的生物代谢作用产生热量，待堆料温度升高至55-60℃，保持5-7天，杀死病生物料中的病原菌、寄生虫卵和杂草种籽；

有机生物制填料的质量满足：《有机肥料标准》NY525-2011标准；

(3)烘干：将上一步腐熟的生物料晒干或烘干，含水份20％以下，制成有机生物质填料备用；

3)合成最终成品：

(1)取备用料：取第1)步制备的无机炭质填料，按重量份数：1-3；取第2)步制备的有机生物质填料，按重量份数：1；

(2)混合：将所取备用料混合均匀；

(3)深加工处理：放置于深度处理反应器中，进行初期微生物接种培养处理：

A、取生物滴滤床作为填料的深度处理反应器；

B、制备喷淋液：制备深度处理反应器进行深加工所需的喷淋液；喷淋液组成：每公升蒸溜水中加入：牛肉膏5g、蛋白胨10g、氯化钠5g，混合均匀，调节pH值为7.0～7.2，加温到121℃，高温灭菌20分钟，置常温下备用；

C、装料：将待深度处理填料装入深度处理反应器；

D、取营养源：从污水处理厂污水处理池吸取臭气作为营养源供给深度处理反应器，作为营养源；

E、培育微生物：取第B步骤制备的喷淋液供给深度处理器作为循环喷淋液，喷淋要求为：喷淋液喷淋量：0.8m³水/m³填料*h，喷淋2min/半小时，深度处理器中保持温度：15-25℃，；

F、检测：维持上一步操作，并每天从深度处理器中抽取填料，使用MPN检测法检测填料中微生物生长量，待以湿重填料计，达到10⁸个/g微生物时，即可完成上一步的操作过程，所述微生物为嗜酸性脱硫细菌：硫杆菌属中的氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌；

G、干燥：取出上一步完成的填料，风力吹干填料表面，使填料含水量50％以下，常温储藏。