CN104437423B - 一种处理工业废水的厌氧生物流化床混合载体及应用 - Google Patents
一种处理工业废水的厌氧生物流化床混合载体及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104437423B CN104437423B CN201410564119.1A CN201410564119A CN104437423B CN 104437423 B CN104437423 B CN 104437423B CN 201410564119 A CN201410564119 A CN 201410564119A CN 104437423 B CN104437423 B CN 104437423B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- diatomite
- mixed carrier
- modified
- activated carbon
- resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical class [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 76
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical class O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 67
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 40
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 23
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 18
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 16
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 14
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 13
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 13
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 13
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 11
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 10
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 6
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 claims description 6
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 claims description 5
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 claims description 5
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 5
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 5
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 3
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims 1
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 239000010802 sludge Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 abstract 1
- -1 modified diatomite modified activated carbon Chemical class 0.000 abstract 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 18
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 9
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 7
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 5
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 4
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 4
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 4
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 4
- 230000010148 water-pollination Effects 0.000 description 4
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000003138 coordinated effect Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 2
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006361 Polyflon Polymers 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N [N].[P] Chemical compound [N].[P] YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013060 biological fluid Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010336 energy treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000003837 high-temperature calcination Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229920005990 polystyrene resin Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/28—Anaerobic digestion processes
- C02F3/2833—Anaerobic digestion processes using fluidized bed reactors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/28—Anaerobic digestion processes
- C02F3/2806—Anaerobic processes using solid supports for microorganisms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F2003/001—Biological treatment of water, waste water, or sewage using granular carriers or supports for the microorganisms
- C02F2003/003—Biological treatment of water, waste water, or sewage using granular carriers or supports for the microorganisms using activated carbon or the like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/06—Nutrients for stimulating the growth of microorganisms
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
本发明公开了一种处理工业废水的厌氧生物流化床混合载体及应用：其特征在于是由改性活性炭、改性硅藻土、改性树脂组成的混合载体，其中改性活性炭体积为混合载体体积的55‑62％，改性树脂体积为混合载体体积的31‑42％，改性硅藻土体积为混合载体体积的3‑7％；应用中混合载体总体积为厌氧生物流化床总体积的9‑11％，本发明混合载体在生物流化床中的应用能够提高传质效率，降低能耗，减少污泥产量，缩短HRT(水力停留时间)，并使得厌氧生物流化床耐冲击负荷能力更强，因此混合载体厌氧生物流化床处理工业废水时，化学需氧量(chemical oxygen demand，COD)去除效果远高于传统厌氧生物处理方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种处理工业废水的厌氧生物流化床混合载体及应用，属于废水处理领域。
背景技术
工业废水中的污染物种类复杂、浓度大、含有大量难降解的有机物、重金属以及造成水体富营养化的氮磷和危害人类健康的其他物质如氟等，传统的厌氧处理方法存在处理效果差、污泥产量大、污泥泥龄长等问题。生物流化床反应器(biological fluidized bed reactor，FBBR)是一种微生物同时具有附着生长和悬浮生长特征的废水处理反应器，与传统污水生化处理技术相比，生物流化床具有微生物菌浓度高，传质效率高，不易阻塞，剩余污泥量少等优势，从而其污水处理效率高，并可大幅节省用地面积。生物流化床极大提高了生化反应器的废水处理的综合性价比，这在当今土地资源紧缺、废水排放标准日趋严格的情况下，对生物流化床这种高效的新型废水生物处理装备开发尤其显得更为迫切。
载体作为生物流化床的介质，是微生物附着生长的主体，并起着决定生物流化床能耗和处理效率的关键作用，因此载体的性能是衡量生物流化床成功与否的决定性因素。载体一方面可以为微生物提供附着的场所，提高微生物菌的浓度，另一方面也增大了微生物与污水的接触面积，使其能够更好地与营养物质接触，保证生物膜的正常生长。开发一种密度适宜、生物亲和力和亲水性高、表面粗糙多孔的载体将是生物流化床废水处理领域的重要研究方向。
发明内容
本发明的目的是针对传统生物流化床载体比重过大会造成流化能耗高，比重过小易堆积于床层顶部形成悬浮床，以及孔隙率小，亲水性和生物亲和力差，不易挂膜等缺点，而提供了一种以活性炭、硅藻土、树脂为基本原料，制备密度适宜、孔径大、吸附能力强、生物亲和性好、易于微生物挂膜的处理工业废水的厌氧生物流化床混合载体，本发明的另一目的是提供上述厌氧生物流化床混合载体的应用。
本发明的技术方案为：一种处理工业废水的厌氧生物流化床混合载体，其特征在于：是由改性活性炭、改性硅藻土、改性树脂组成的混合载体，其中改性活性炭体积为混合载体体积的55-62％，改性树脂体积为混合载体体积的31-42％，改性硅藻土体积为混合载体体积的3-7％；其中改性活性炭、改性硅藻土和改性树脂分别由以下方法制备得到：
A、活性炭改性：
1)将活性炭用蒸馏水煮沸，洗涤烘干，将活性炭在300-350℃的强氧化性的溶液中活化3-4h，进行表面改性和扩孔反应；得到改性活性炭；
B、硅藻土改性：
1)将硅藻土洗涤风干，再将硅藻土放入碱溶液中，在80-90℃的条件下搅拌浸泡6-8h，将浸泡后的硅藻土洗净风干；
2)将步骤1)中所得的硅藻土放于酸性溶液中，搅拌浸泡2-3h，将浸泡后的硅藻土洗净风干；
3)将步骤2)风干所得硅藻土在400-600℃的温度下煅烧1-2h，将煅烧后的硅藻土用水冷却，洗涤风干，得到改性硅藻土；
C、树脂改性：
将淀粉与水混合均匀，于57-68℃下恒温搅拌糊化0.5-1h；淀粉糊化后，加入引发剂，充分搅拌后以连续加料方式加入树脂，在72-83℃的温度下反应1-2h得接枝共聚物，用蒸馏水洗涤得改性树脂。
优选上述的活性炭为椰壳活性炭、木质活性炭、果壳活性炭或橡胶-塑料活性炭中的一种或几种；步骤B中的硅藻土为可以为原始未处理的或者是经有机溶剂处理的硅藻土；优选所述的树脂为大孔离子交换树脂或凝胶离子交换树脂中的一种或几种；更优选聚乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚四氟乙烯树脂、聚丙烯树脂(PP)或聚碳酸酯树脂(PC)中的一种或几种。
优选活性炭粒径为0.5-2.0mm，比重为1.0-1.4g/mL；优选上述的强氧化性溶液为硫酸、硝酸或盐酸溶液中的一种或几种。
优选硅藻土粒径为0.5-2.0mm；优选上述的碱溶液为氢氧化钠或氢氧化钾种的一种或两种；碱溶液的浓度为1-5mol/L；优选所述的酸溶液为硫酸、硝酸或盐酸中的一种或几种，酸溶液的pH值为2-5。
优选树脂的粒径0.5-2.0mm，比重1.0-1.4g/mL；树脂与淀粉的质量比为1-2： 1；所述的引发剂为硝酸高铈；引发剂与淀粉质量比为0.014-0.019。
本发明还提供了上述的厌氧生物流化床混合载体在处理工业废水中的应用，其特征在于：混合载体总体积为厌氧生物流化床总体积的9-11％。
有益效果：
通过对活性炭改性，活性炭的生物亲和力和亲水性增加，中孔、大孔增多，中孔和微孔孔径变大，吸附能力变强，缩短了挂膜时间，增加了吸附水中有机物、重金属、微生物等的能力；强碱的浸泡大大增加了硅藻土的孔径，比表面积，使得其吸附效果增加，孔径的增大更有利于微生物挂膜生长。强酸处理后去除了硅藻土中的金属氧化物，减小了硅藻土的比重，使得其在生物流化床中更易于流化，减小了能耗，高温煅烧水冷后，硅藻土密度减小、孔径增大，从而增加了吸附能力，且密度进一步减小更利于其在生物流化床中流化。树脂的接枝反应，引入亲水性基团，增加了树脂的生物亲和性与亲水性，使得淀粉树脂接枝共聚物具有超强吸水和保水性能，从而使得树脂更利于微生物挂膜生长。
由于各载体密度不同，粒径不同，当载体以不同比例混合后，增加了微生物对各种污染物的针对性；密度的不同导致载体间流化差异较大，易于促进整个混合载体的混合及流化，提高整个床层的有效利用率，混合载体提高了相间对流，使得载体达到全混流的状态，提高了传质效率。解决了载体过轻漂浮于床层顶部而形成类似悬浮床，从而没有了载体与水之间的相间对流。
根据不同废水将上述改性载体按不同比例混合，针对废水中的不同污染物，活性炭、硅藻土、树脂起到了不同的处理效果：活性炭可吸附有机污染物并供微生物挂膜生长；树脂可吸附废水中的金属离子、氨氮、硝氮以及离子型有机污染物，并且可以降低盐浓度改善微生物生长环境，消除盐浓度过高对微生物挂膜的抑制；硅藻土不仅可以吸附废水中的金属离子和有机污染物，在一定程度上还为微生物挂膜生长提供场所。混合载体更有利于微生物发挥其对污染物的选择性处理，从而大幅提高厌氧生物流化床处理各种污染物的能力，提高处理效率，缩短停留时间，降低能耗。
附图说明
图1为厌氧生物流化床系统进行处理的流程示意图；其中1出样口；2三相分离器；3内筒；4进样口；5外筒；6法兰；7沼气出口；8进样泵；9原水槽； 10循环泵。
具体实施方式
实施例1
按如下步骤制备该混合载体：
A、活性炭改性：
1)以粒径0.7mm，比重1.1g/mL的椰壳活性炭、木质活性炭为原料，其体积比为1:1，用蒸馏水煮沸，洗涤烘干，将活性炭在312℃的硝酸与硫酸的混合液中活化3h，进行表面改性和扩孔反应。
B、硅藻土改性：
1)以粒径0.9mm的硅藻土为原料，将硅藻土洗涤风干，再将硅藻土放入2mol/L的氢氧化钾溶液中，在82℃的条件下搅拌浸泡6.5h，将浸泡后的硅藻土洗净风干；
2)将1)中所得的硅藻土放于pH＝2的硫酸溶液中，搅拌浸泡2h，将浸泡后的硅藻土洗净风干；
3)将2)中所得硅藻土在450℃的温度下煅烧1h，将煅烧后的硅藻土用水冷却，洗涤风干，得到改性硅藻土。
C、树脂改性：
以粒径0.7mm，比重为1.0g/mL的苯乙烯树脂为原料，将3kg淀粉与46L水混合均匀，于67℃下恒温搅拌糊化0.5h；淀粉糊化后，加入51g硝酸高铈，充分搅拌后以连续加料方式加入3.2kg树脂，在73℃的温度下反应1h得接枝共聚物，用蒸馏水洗涤得所需树脂。
将步骤A、B、C制得的改性活性炭、改性硅藻土、改性树脂作为载体，三种载体的总体积占生物流化床总体积的10％，其中三种载体按照58％、36％、6％的体积比进行混合。
某石化厂PTA废水CODCr浓度5000mg/L，TA浓度1800mg/L，pH＝4-5，Mn2+浓度11.3mg/L，Co2+浓度9.7mg/L。以该PTA废水为处理对象，并使用该厂PTA废水厌氧处理反应器中的活性污泥作为厌氧生物流化床菌种，实验过程中维持pH＝6.8-7.5。进行处理的流程图如图1所示：
表1.混合载体厌氧生物流化床对PTA废水的处理效果
混合载体厌氧生物流化床处理PTA废水时，CODCr去除率为73％，TA去除率为70％，HRT为12h，相比传统厌氧生物处理工艺(COD去除率不足60％，TA去除不足40％，HRT为23h)COD和TA去除率显著提高，HRT大幅缩短。另外，混合载体能够吸附废水中Mn2+、Co2+，使其浓度分别降至1.7mg/L、1.1mg/L，从而减少重金属离子对生物膜的抑制，这也是混合载体厌氧流化床性能提升的重要原因。
实施例2
A、活性炭改性：
1)以粒径1.0mm，比重1.2g/mL的椰壳活性炭、木质活性炭、果壳活性炭为原料，其体积比为1:2:1，用蒸馏水煮沸，洗涤烘干，将活性炭在324℃、硝酸与硫酸混合液中活化4h，进行表面改性和扩孔反应。
B、硅藻土改性：
1)以粒径1.0mm的硅藻土为原料，将硅藻土洗涤风干，再将硅藻土放入3mol/L的氢氧化钠与氢氧化钾的混合溶液中，在82℃的条件下搅拌浸泡7h，将浸泡后的硅藻土洗净风干；
2)将1)中所得的硅藻土放于pH＝4的硫酸溶液中，搅拌浸泡2.5h，将浸泡后的硅藻土洗净风干；
3)将2)中所得硅藻土在500℃的温度下煅烧1.6h，将煅烧后的硅藻土用水冷却，洗涤风干，得到改性硅藻土。
C、树脂改性：
以粒径1.0mm，比重为1.3g/mL的丙烯酸树脂为原料，将2.5kg淀粉与40L水混合均匀，于59℃恒温搅拌糊化40min；淀粉糊化后，加入36g硝酸高铈，充分搅拌后以连续加料方式加入2.9kg树脂，在81℃的温度下反应1.5h得接枝共聚物，用蒸馏水洗涤得所需树脂。
将步骤A、B、C制得的活性炭、硅藻土、树脂作为载体，三种载体的总体积占生物流化床总体积的11％，其中三种载体按照55％、42％、3％的体积比进 行混合。
某炼油厂废水CODCr浓度为2000mg/L，pH＝5-6，总溶解固体(total dissolved solids，TDS)983mg/L。以该炼油厂废水为处理对象，并使用该炼油厂废水厌氧处理反应器中的活性污泥作为厌氧生物流化床菌种，实验过程中维持pH＝6.8-7.5。
表2.混合载体厌氧生物流化床对某炼油厂废水的处理效果
实验结果表明：混合载体厌氧生物流化床处理炼油废水，COD去除率可达75.9％，HRT为16h，比传统厌氧生物处理方法缩短13h。混合载体对炼油厂废水中盐的去除率为51.4％。
含盐污水大多含有无机盐、难降解有机物以及SS等，含有过多的无机盐严重抑制微生物的生长，从而难进行生物处理，以上数据表明：以该混合载体作为厌氧生物流化床的载体，COD和盐的去除率都显著提高，HRT大幅缩短，载体间起到了相互协调的作用。
实施例3
A、活性炭改性：
1)以粒径1.9mm，比重1.3g/mL的椰壳活性炭、木质活性炭、果壳活性炭、橡胶-塑料活性炭为原料，其体积比为3：1：1：1，用蒸馏水煮沸，洗涤烘干，将活性炭在345℃、硝酸溶液中活化3.5h，进行表面改性和扩孔反应。
B、硅藻土改性：
1)以粒径1.6mm的硅藻土为原料，将硅藻土洗涤风干，再将硅藻土放入5mol/L的氢氧化钠溶液中，在84℃的条件下搅拌浸泡7.5h，将浸泡后的硅藻土洗净风干；
2)将1)中所得的硅藻土放于pH＝3的硫酸与硝酸混合溶液中，搅拌浸泡3h，将浸泡后的硅藻土洗净风干；
3)将2)中所得硅藻土在586℃的温度下煅烧2h，将煅烧后的硅藻土用水冷却，洗涤风干，得到改性硅藻土。
C、树脂改性：
以粒径1.7mm，比重为1.4g/mL的丙烯酸树脂和苯乙烯树脂为原料，丙烯酸树脂和苯乙烯树脂质量比为1:1，将3kg淀粉与51L水混合均匀，于65℃下恒温搅拌糊化1h；淀粉糊化后，加入56g硝酸高铈，充分搅拌后以连续加料方式加入3.5kg树脂，在76℃的温度下反应2h得接枝共聚物，用蒸馏水洗涤得所需树脂。
将步骤A、B、C制得的活性炭、硅藻土、树脂作为载体，三种载体的总体积占生物流化床总体积的9％，其中三种载体按照62％、31％、7％的体积比进行混合。
某有机化工工业废水CODCr浓度4000mg/L，pH＝3-5，硝氮浓度638mg/L。以该有机化工工业废水为处理对象，并使用该有机化工工业废水厌氧处理反应器中的活性污泥作为厌氧生物流化床菌种，实验过程中维持pH＝6.8-7.5。
表3.混合载体厌氧生物流化床对某有机化工工业废水的处理效果
混合载体厌氧生物流化床处理有机化工工业废水时，COD去除率可达78.7％，硝氮的去除率为81.2％，HRT为13h，相比传统厌氧生物处理工艺(COD去除率为65％，HRT为22h)COD和硝氮去除率显著提高，HRT大幅缩短。
以上数据表明：该混合载体作为厌氧生物流化床的载体，对废水中COD、重金属离子、硝氮、盐的去除效果较好。HRT可大幅缩短，载体间起到了相互协调的作用，且混合载体厌氧生物流化床针对不同工业废水三种载体采取不同比例混合方式同样起到比较好的处理效果。
Claims (6)
1.一种处理工业废水的厌氧生物流化床混合载体，其特征在于：是由改性活性炭、改性硅藻土、改性树脂组成的混合载体，其中改性活性炭体积为混合载体体积的55-62％，改性树脂体积为混合载体体积的31-42％，改性硅藻土体积为混合载体体积的3-7％；其中改性活性炭、改性硅藻土和改性树脂分别由以下方法制备得到：
A、活性炭改性：
1)将活性炭用蒸馏水煮沸，洗涤烘干，将活性炭在300-350℃的强氧化性的溶液中活化3-4h，进行表面改性和扩孔反应；得到改性活性炭；其中活性炭粒径为0.5-2.0mm，比重为1.0-1.4g/mL；
B、硅藻土改性：
1)将硅藻土洗涤风干，再将硅藻土放入碱溶液中，在80-90℃的条件下搅拌浸泡6-8h，将浸泡后的硅藻土洗净风干；其中硅藻土粒径为0.5-2.0mm；
2)将步骤1)中所得的硅藻土放于酸性溶液中，搅拌浸泡2-3h，将浸泡后的硅藻土洗净风干；
3)将步骤2)风干所得硅藻土在400-600℃的温度下煅烧1-2h，将煅烧后的硅藻土用水冷却，洗涤风干，得到改性硅藻土；
C、树脂改性：
将淀粉与水混合均匀，于57-68℃下搅拌糊化0.5-1h；淀粉糊化后，加入引发剂，充分搅拌后以连续加料方式加入树脂，在72-83℃的温度下反应1-2h得接枝共聚物，用蒸馏水洗涤得改性树脂；树脂的粒径0.5-2.0mm，比重1.0-1.4g/mL。
2.如权利要求1所述的厌氧生物流化床混合载体，其特征在于：所述的活性炭为椰壳活性炭、木质活性炭、果壳活性炭或橡胶-塑料活性炭中的一种或几种；所述的树脂为大孔离子交换树脂或凝胶离子交换树脂中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的厌氧生物流化床混合载体，其特征在于：所述的强氧化性的溶液为硝酸溶液。
4.如权利要求1所述的厌氧生物流化床混合载体，其特征在于：所述的碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的一种或两种；碱溶液的浓度为1-5mol/L；所述的酸性溶液为硫酸溶液、硝酸溶液或盐酸溶液中的一种或几种，酸性溶液的pH值为2-5。
5.如权利要求1所述的厌氧生物流化床混合载体，其特征在于：树脂与淀粉的质量比为1-2：1；所述的引发剂为硝酸高铈；引发剂与淀粉质量比为0.014-0.019。
6.一种利用如权利要求1所述的厌氧生物流化床混合载体在处理工业废水中的应用，其特征在于：混合载体总体积为厌氧生物流化床总体积的9-11％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410564119.1A CN104437423B (zh) | 2014-10-21 | 2014-10-21 | 一种处理工业废水的厌氧生物流化床混合载体及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410564119.1A CN104437423B (zh) | 2014-10-21 | 2014-10-21 | 一种处理工业废水的厌氧生物流化床混合载体及应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104437423A CN104437423A (zh) | 2015-03-25 |
| CN104437423B true CN104437423B (zh) | 2016-11-09 |
Family
ID=52884632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410564119.1A Expired - Fee Related CN104437423B (zh) | 2014-10-21 | 2014-10-21 | 一种处理工业废水的厌氧生物流化床混合载体及应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104437423B (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105906072A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-08-31 | 同济大学 | 一种去除水中高氯酸盐的方法 |
| CN110368898A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-10-25 | 邱越 | 一种用于污水处理的活性炭复合材料及其制备方法 |
| CN113277619B (zh) * | 2021-06-28 | 2022-02-18 | 扬州工业职业技术学院 | 一种厌氧生物流化床 |
| CN113307359B (zh) * | 2021-06-28 | 2022-03-04 | 扬州工业职业技术学院 | 一种生物流化床用复合载体材料及其制备方法 |
| CN114887435B (zh) * | 2022-05-05 | 2022-11-25 | 紫科装备股份有限公司 | 一种石油采油污水废气治理工艺 |
| CN115448451A (zh) * | 2022-10-11 | 2022-12-09 | 西安建筑科技大学 | 一种厌氧氨氧化重金属抑制的快速恢复方法 |
| CN117509901B (zh) * | 2023-12-25 | 2024-08-09 | 知和环保科技有限公司 | 一种低温厌氧生物膜反应器 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4454044A (en) * | 1981-07-13 | 1984-06-12 | Max Klein | Water treatment process |
| CN1282745A (zh) * | 1999-08-02 | 2001-02-07 | 吉林工学院 | 一种不需干燥过程的高吸水性树脂的制备方法 |
| CN1493530A (zh) * | 2002-10-28 | 2004-05-05 | 财团法人工业技术研究院 | 使用固定在多孔性担体的微生物的废水/水处理的方法 |
| KR20040078398A (ko) * | 2003-03-04 | 2004-09-10 | 조현준 | 오·폐수 고도 처리용 판접촉재와 그 제조방법 |
| CN1785842A (zh) * | 2004-12-06 | 2006-06-14 | 大连雅希科技有限公司 | 生物膜悬浮载体 |
| CN101284694A (zh) * | 2007-04-15 | 2008-10-15 | 于春荣 | 亲水性活性生物膜悬浮载体及其制造方法 |
| CN101381163A (zh) * | 2008-10-16 | 2009-03-11 | 清华大学 | 一种水解酸化-厌氧好氧耦合生化降解系统 |
| CN102351177A (zh) * | 2011-07-08 | 2012-02-15 | 浙江商达环保有限公司 | 一种处理含酚废水的竹质改性活性炭吸附剂的制备方法 |
| CN102786710A (zh) * | 2011-05-14 | 2012-11-21 | 纪群 | 一种多孔泡沫聚合物改性制备生物载体的方法 |
-
2014
- 2014-10-21 CN CN201410564119.1A patent/CN104437423B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4454044A (en) * | 1981-07-13 | 1984-06-12 | Max Klein | Water treatment process |
| CN1282745A (zh) * | 1999-08-02 | 2001-02-07 | 吉林工学院 | 一种不需干燥过程的高吸水性树脂的制备方法 |
| CN1493530A (zh) * | 2002-10-28 | 2004-05-05 | 财团法人工业技术研究院 | 使用固定在多孔性担体的微生物的废水/水处理的方法 |
| KR20040078398A (ko) * | 2003-03-04 | 2004-09-10 | 조현준 | 오·폐수 고도 처리용 판접촉재와 그 제조방법 |
| CN1785842A (zh) * | 2004-12-06 | 2006-06-14 | 大连雅希科技有限公司 | 生物膜悬浮载体 |
| CN101284694A (zh) * | 2007-04-15 | 2008-10-15 | 于春荣 | 亲水性活性生物膜悬浮载体及其制造方法 |
| CN101381163A (zh) * | 2008-10-16 | 2009-03-11 | 清华大学 | 一种水解酸化-厌氧好氧耦合生化降解系统 |
| CN102786710A (zh) * | 2011-05-14 | 2012-11-21 | 纪群 | 一种多孔泡沫聚合物改性制备生物载体的方法 |
| CN102351177A (zh) * | 2011-07-08 | 2012-02-15 | 浙江商达环保有限公司 | 一种处理含酚废水的竹质改性活性炭吸附剂的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 废水处理生物流化床中载体选择的研究进展;曹玉成等;《青海环境》;20041231;第14卷(第4期);第3-5部分 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104437423A (zh) | 2015-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104437423B (zh) | 一种处理工业废水的厌氧生物流化床混合载体及应用 | |
| CN105642237B (zh) | 一种十一碳烯酰胺丙基甜菜碱改性硅藻土的制备方法 | |
| CN103723893B (zh) | 一种去除水中硝酸盐氮的方法 | |
| CN102050554B (zh) | 一种基于深度净化废水后树脂高浓脱附液的处置方法 | |
| CN104370358B (zh) | 利用炼油废催化剂及臭氧处理炼油含盐污水的方法及装置 | |
| CN101537315B (zh) | 二乙烯三胺五乙酸改性聚偏氟乙烯分离膜和树脂的制备工艺 | |
| CN102659221A (zh) | 用于废水处理的电催化氧化材料及制备方法和应用 | |
| CN1312063C (zh) | 一种小区污水脱氨氮的方法 | |
| CN105540949A (zh) | 一种用于碎煤加压气化工业废水的深度预处理方法 | |
| CN103193364B (zh) | 一种离子交换树脂脱附液的资源化利用的方法 | |
| CN103224308B (zh) | 亚铁还原与催化氧化协同强化废水生物处理工艺 | |
| CN105174663A (zh) | 染料废水的处理方法 | |
| CN108503012A (zh) | 一种芬顿废水处理工艺 | |
| CN107252686A (zh) | 一种含酚废水的处理方法 | |
| WO2015021884A1 (zh) | 一种使脱附液减量化的离子交换树脂再生方法 | |
| CN107459170A (zh) | 一种去除精细化工生化处理尾水毒性的方法 | |
| Misra et al. | Removal of dyes from industrial effluents by application of combined biological and physicochemical treatment approaches | |
| CN113526671A (zh) | 一种人工湿地组合填料及其应用 | |
| CN111606519A (zh) | 一种电镀废水深度处理方法 | |
| CN206538316U (zh) | 一种组合式印染废水处理系统 | |
| CN111250045B (zh) | 一种h2so4改性颗粒无烟煤的制备方法和h2so4改性颗粒无烟煤及应用 | |
| CN102671617B (zh) | 一种用于吸附难降解有机污染物的材料的制备方法 | |
| Matsumura et al. | Development of bioreactors for denitrification with immobilized cells | |
| CN114225928A (zh) | 高强度碳基非均相催化剂及其制备方法 | |
| CN114653369A (zh) | 生物炭基氧化还原介体及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20161109 |