CN105923898B - 一种蜂窝膜柱霉菌氧化法处理污水中有机物设备及其工作方法 - Google Patents

一种蜂窝膜柱霉菌氧化法处理污水中有机物设备及其工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种蜂窝膜柱霉菌氧化法处理污水中有机物设备及其工作方法，由有机物污水池，输水装置，霉菌氧化罐，清水集水池，排渣管，杂质储存池，灭菌装置，清水管，气液分离系统，霉菌氧化罐支架，控制系统组成；控制系统启动输水装置将有机物污水池中的污水从底部输入霉菌氧化罐内，污水在净化罐内依次通过曝气及生物氧化处理，处理后的沉降物通过排渣管排放到杂质储存池中，气液混合物上升至霉菌氧化罐上檐，经气液分离系统分离后的清水汇集到清水集水池由清水管排出，分离后的气体由气液分离系统上方排出。本发明所述的一种蜂窝膜柱霉菌氧化法处理污水中有机物设备及其工作方法结构新颖合理，有机物去除率高，适用范围广阔。

Description

一种蜂窝膜柱霉菌氧化法处理污水中有机物设备及其工作 方法
技术领域
本发明属于污水净化装置领域，具体涉及一种蜂窝膜柱霉菌氧化法处理污水中有机物设备及其工作方法。
背景技术
水环境的污染治理是全球性可持续发展的重要战略问题之一。特别是我国人口众多、水资源十分匾乏，污水处理尤其重要。随着我国城镇数量以及人口总量的不断增加，城市污水处理厂作为重要的基础设施之一，必将随着城市化的进程得到迅猛发展，因此我国将成为世界范围内使用水处理设备的大国。
污水处理设备在我国的广泛应用与发展是从20世纪90年代初开始的，随着我国经济的高速发展，环境污染程度也日益严重，特别是水污染的范围与程度不断扩大，已严重影响到我国国民经济的发展。污水治理已经成为刻不容缓的紧迫课题，主要城市污水处理厂的兴建初步缓解了环境污染，而污水处理设备的应用也随着污水处理规模的扩大而不断扩大。然而由于各种原因，我国污水处理行业所用设备中70％以上为国外进口。这不但浪费了我国大量资金，而且很大程度上不利于污水处理设备的国产化发展。由于我国水处理设备的起步较晚，目前，我国污水处理设备的技术水平与国际先进设备相比，尚有差距。随着我国污水处理规模的不断扩大，我国对污水处理的相关设备的需求也会日益增加，而且污水治理将是未来发展中必不可少的环节。因而，我国对污水处理设备的需求将会不断增加，而且也是持久的。污水处理设备有着广阔的发展空间，而污水处理设备的国产化有着巨大的经济价值与社会意义。
污水处理设备的发展同污水处理技术的发展是分不开的，社会资源的短缺必然使得污水处理向着经济、实用、节约、有效的方向发展，而对设备的要求则也会随之变化，购买成本低、使用方便、处理与使用效果好、节约能源的产品才能适应污水处理工业发展变化需求。因而，掌握先进技术、预见未来污水处理工业发展走向，在此基础上开发出经济、实效、节能、简洁的产品是发展的趋势，设备的机械化、自动化程度要求也会越来越高，这样会节约人力与物力成本，符合未来社会总体发展趋势，由于污水处理工艺多样性的需求，污水处理设备的多元化也是发展趋势。
污水处理过程是一个变量繁多生化反应过程，对污水进行有效处理已成为当今世界为解决水环境问题的重要议题。为了提高污水处理装置运行效率、保证出水质量、降低运行费用，研究新型的智能优化控制方法来实现节能达标的目标，是当前污水处理行业的发展趋势。
现有的常用污水处理设备有:曝气系统设备、拦污设备、排泥排渣设备、分离设备、搅拌设备、过滤设备、提升设备、消毒设备、各式污泥浓缩机、污泥螺杆泵、污泥脱水机、污泥烘干机、污泥离心分离机、污泥堆肥机械、污泥焚烧机械、污泥厌氧消化气储存设备、发电设备、污水厂供电设备、溶药设备、水质水量监测设备、控制设备等。
在现有技术条件下，处理生活污水的设备建设成本和运行成本的增加将成为必然，现有的传统工艺、处理方法具有工艺流程长，控制复杂，占地大，处理成本高等缺点。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种蜂窝膜柱霉菌氧化法处理污水中有机物设备，包括：
有机物污水池1，输水装置2，霉菌氧化罐3，清水集水池4，排渣管5，杂质储存池6，灭菌装置7，清水管8，气液分离系统9，霉菌氧化罐支架10，控制系统11；所述霉菌氧化罐支架10上部表面设有控制系统11及霉菌氧化罐3，所述霉菌氧化罐支架10左侧设有有机物污水池1，所述有机物污水池1与霉菌氧化罐3底部之间通过输水装置2连接，所述霉菌氧化罐3外壁上端设有清水集水池4，所述清水集水池4侧壁设有清水管8，所述清水管8上设有灭菌装置7，所述霉菌氧化罐支架10底部设有杂质储存池6，所述霉菌氧化罐3底部与杂质储存池6之间设有排渣管5，所述霉菌氧化罐3内部正上方设有气液分离系统9；
所述清水集水池4上端檐口高于霉菌氧化罐3上端檐口15cm～30cm；
所述输水装置2中的水泵、水体流量计、电磁阀与控制系统11导线控制连接；
所述排渣管5上的电磁阀与控制系统11导线控制连接；
所述灭菌装置7与控制系统11导线控制连接；
所述清水管8上的电磁阀与控制系统11导线控制连接。
进一步的，所述霉菌氧化罐3包括：沉淀区3-1，泡沫发生器3-2，蜂窝生物柱3-3，曝气能力检测器3-4，氧化能力检测器3-5，液位传感器3-6；所述沉淀区3-1位于霉菌氧化罐3最底端位置，沉淀区3-1为倒圆台结构，圆形截面上大下小，沉淀区3-1底端与输水装置2及排渣管5相连通；所述泡沫发生器3-2位于霉菌氧化罐3内部正中心位置，泡沫发生器3-2设置在沉淀区3-1上方，泡沫发生器3-2底端面距沉淀区3-1上端面10cm～30cm，泡沫发生器3-2水平布置，泡沫发生器3-2与霉菌氧化罐3中心轴线重合，泡沫发生器3-2与控制系统11导线控制连接；所述蜂窝生物柱3-3位于霉菌氧化罐3内部正中心位置，蜂窝生物柱3-3设置在泡沫发生器3-2上方，蜂窝生物柱3-3底端面距泡沫发生器3-2上端面30cm～60cm，蜂窝生物柱3-3外径与霉菌氧化罐3内径大小相同且中心轴线重合，蜂窝生物柱3-3顶端距霉菌氧化罐3上端檐口60cm～160cm，蜂窝生物柱3-3内部包含大量的多边形蜂窝孔3-3-1，所述多边形蜂窝孔3-3-1为五边形或六边形上下通孔结构，多边形蜂窝孔3-3-1数量不少于2000个；所述曝气能力检测器3-4位于泡沫发生器3-2上方，曝气能力检测器3-4与控制系统11导线控制连接；所述氧化能力检测器3-5位于蜂窝生物柱3-3内部，氧化能力检测器3-5与控制系统11导线控制连接；所述液位传感器3-6距霉菌氧化罐3上端檐口6cm～12cm，液位传感器3-6与控制系统11导线控制连接。
进一步的，所述气液分离系统9包括：气液导流口9-1，气液旋流分离器9-2，排气管9-3，排气电控阀9-4；所述气液导流口9-1位于蜂窝生物柱3-3正上方位置，气液导流口9-1下端面距蜂窝生物柱3-3上端面10cm～15cm，气液导流口9-1为斗型结构，截面为矩形，气液导流口9-1由下到上逐渐收缩且下檐口受控缩放，下檐口缩放面积范围10cm2～30cm2；所述气液旋流分离器9-2位于气液导流口9-1上方并与气液导流口9-1无缝连接，且与气液导流口9-1互相贯通，气液旋流分离器9-2与控制系统11导线控制连接；所述排气管9-3位于气液旋流分离器9-2上方并与气液旋流分离器9-2相连通；所述排气电控阀9-4位于排气管9-3上，排气电控阀9-4与控制系统11导线控制连接。
进一步的，所述蜂窝生物柱3-3由高分子材料压模成型而制得，蜂窝生物柱3-3的组成成分和制造过程如下：
一、蜂窝生物柱3-3组成成分：
按重量份数计，二-正-丁基邻苯二甲酸酯10～55份，甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚(400)酯16～28份，α-磺基硬脂酸聚乙二醇双酯钠盐33～75份，聚氧乙烯脂肪酸乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠120～285份，脂肪醇氧乙烯(15)醚磺基琥珀酸单酯二钠盐140～280份，N-歧化松香酰基肌氨酸70～160份，浓度为25ppm～65ppm的D-(S)-3-乙酰巯基-2-甲基丙酰基-L-脯氨酸30～70份，N-(S-三苯甲基巯基乙酰基)丙氨酰甘氨酰甘氨酸135～225份，2-氨基-4-苯基噻唑-3,5-二溴水杨醛150～280份，交联剂30～115份，N-甲基-N-环己基-2-氨基-3,5-二溴苯甲胺105～260份，对-[2-(5-氯-邻甲氧苯甲酰氨基)乙基]苯磺酰氯40～90份，5-氨基-2-氯-N-(2,4-二甲基苯基)-苯磺酰胺25～95份，3-N,N-双(β-甲氧基乙基)氨基-4-甲氧基乙酰苯胺115～240份；
所述交联剂为对甲基苯乙烯、二聚乙烯酮、二甘醇二乙酯中的任意一种；
二、蜂窝生物柱3-3的制造过程，包含以下步骤：
第1步：在反应釜中加入电导率为0.7μS/cm～1.60μS/cm的超纯水900～1700份，启动反应釜内搅拌器，转速为105rpm～210rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至40℃～65℃；依次加入二-正-丁基邻苯二甲酸酯、甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚(400)酯、α-磺基硬脂酸聚乙二醇双酯钠盐，搅拌至完全溶解，调节pH值为5.0～8.5，将搅拌器转速调至165rpm～370rpm，温度为70℃～130℃，酯化反应10～20小时；
第2步：取聚氧乙烯脂肪酸乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠、脂肪醇氧乙烯(15)醚磺基琥珀酸单酯二钠盐进行粉碎，粉末粒径为300～1000目；加入N-歧化松香酰基肌氨酸混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为25mm～80mm，采用剂量为4.0kGy～9.0kGy、能量为5.0MeV～15MeV的α射线辐照60～100分钟，以及同等剂量的β射线辐照75～175分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于D-(S)-3-乙酰巯基-2-甲基丙酰基-L-脯氨酸中，加入反应釜，搅拌器转速为60rpm～145rpm，温度为70℃～125℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.30MPa～-0.85MPa，保持此状态反应10～30小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.70MPa～0.90MPa，保温静置10～25小时；搅拌器转速提升至110rpm～230rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入N-(S-三苯甲基巯基乙酰基)丙氨酰甘氨酰甘氨酸、2-氨基-4-苯基噻唑-3,5-二溴水杨醛完全溶解后，加入交联剂搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为3.0～7.0，保温静置12～28小时；
第4步：在搅拌器转速为130rpm～220rpm时，依次加入N-甲基-N-环己基-2-氨基-3,5-二溴苯甲胺、对-[2-(5-氯-邻甲氧苯甲酰氨基)乙基]苯磺酰氯、5-氨基-2-氯-N-(2,4-二甲基苯基)-苯磺酰胺和3-N,N-双(β-甲氧基乙基)氨基-4-甲氧基乙酰苯胺，提升反应釜压力，使其达到0.70MPa～1.10MPa，温度为120℃～240℃，聚合反应8～17小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至30℃～45℃，出料，入压模机即可制得蜂窝生物柱3-3。
进一步的，本发明还公开了一种蜂窝膜柱霉菌氧化法处理污水中有机物的方法，该方法包括以下几个步骤：
第1步：控制系统11通过液位传感器3-6检测到霉菌氧化罐3中水位下降到最低水位时，启动输水装置2中的水泵，将储存在有机物污水池1中的含有机物污水从底部输入霉菌氧化罐3中，输水装置2上的电磁水阀使出水量控制在26m3/h～48m3/h，污水先流经沉淀区3-1，污水中杂质随沉淀区3-1锥形壁而沉积在沉淀区3-1底部，随着水位升高，控制系统11启动泡沫发生器3-2向污水中进行曝气，在曝气过程中，控制系统11启动曝气能力检测器3-4对曝气量是否达标进行实时监控，当曝气能力检测器3-4检测到霉菌氧化罐3内曝气量未达标时，向控制系统11发出信号，控制系统11加大泡沫发生器3-2的曝气量，增加污水中的含氧量；当曝气能力检测器3-4检测到霉菌氧化罐3内曝气量完全达标时，向控制系统11发出信号，控制系统11减少泡沫发生器3-2曝气量，减少设备不必要的能耗；同时控制系统11控制气液导流口9-1下檐口收缩，并使得下檐口面积收缩到10cm2；
第2步：经曝气后的污水逐渐上升至蜂窝生物柱3-3中，污水中的氧气为蜂窝生物柱3-3上的微生物提供生存环境使蜂窝生物柱3-3表面形成一层生物膜，污水中的有机物被微生物氧化分解，分解后的杂质向下堆积在沉淀区3-1底部，控制系统11启动排渣管5上的电磁阀将沉淀区3-1内的杂质排入杂质储存池6中；与此同时，控制系统11启动氧化能力检测器3-5对氧化分解能力是否达标进行实时监控，当氧化能力检测器3-5检测到氧化分解能力未达标时，向控制系统11发出信号并音频报警20s，提示工作人员更换蜂窝生物柱3-3，同时控制系统11控制气液导流口9-1下檐口放大，并使得下檐口面积放大到30cm2；
第3步：经蜂窝生物柱3-3氧化分解后的气液混合物液面向上升高进入气液导流口9-1内，控制系统11启动气液旋流分离器9-2对气液混合物进行分离，分离后的气体经由排气管9-3排出，分离后的清水汇集到清水集水池4中，控制系统11启动灭菌装置7对清水进行杀菌后由清水管8排出；
第4步：液位传感器3-6对霉菌氧化罐3内运行水位进行安全实时监测，当运行水位位于霉菌氧化罐3上檐18cm～26cm时，液位传感器3-6向控制系统11发出反馈信号，控制系统11将关闭系统电源，使得整个系统停止工作，并发出音频报警25s；当运行水位恢复正常值时，液位传感器3-6向控制系统11发出反馈信号，控制系统11将开启系统电源，使得整个系统恢复正常工作。
本发明专利公开的一种蜂窝膜柱霉菌氧化法处理污水中有机物设备及其工作方法，其优点在于：
(1)该装置采用杀菌装置处理污水，净化效果更加彻底；
(2)该装置结构设计合理紧凑，集成度高；
(3)该装置蜂窝生物柱采用高分子材料制备，有机物净化率提升显著。
本发明所述的一种蜂窝膜柱霉菌氧化法处理污水中有机物设备及其工作方法结构新颖合理，有机物去除率高，适用范围广阔。
附图说明
图1是本发明中所述的一种蜂窝膜柱霉菌氧化法处理污水中有机物设备示意图。
图2是本发明中所述的霉菌氧化罐内部结构示意图。
图3是本发明中所述的蜂窝生物柱结构示意图。
图4是本发明中所述的气液分离系统结构示意图。
图5是本发明所述的蜂窝生物柱材料与有机物总氧化分解率关系图。
以上图1～图4中，有机物污水池1，输水装置2，霉菌氧化罐3，沉淀区3-1，泡沫发生器3-2，蜂窝生物柱3-3，多边形蜂窝孔3-3-1，曝气能力检测器3-4，氧化能力检测器3-5，液位传感器3-6，清水集水池4，排渣管5，杂质储存池6，灭菌装置7，清水管8，气液分离系统9，气液导流口9-1，气液旋流分离器9-2，排气管9-3，排气电控阀9-4，霉菌氧化罐支架10，控制系统11。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明提供的一种蜂窝膜柱霉菌氧化法处理污水中有机物设备进行进一步说明。
如图1所示，是本发明提供的一种蜂窝膜柱霉菌氧化法处理污水中有机物设备的示意图。图中看出，包括有机物污水池1，输水装置2，霉菌氧化罐3，清水集水池4，排渣管5，杂质储存池6，灭菌装置7，清水管8，气液分离系统9，霉菌氧化罐支架10，控制系统11；所述霉菌氧化罐支架10上部表面设有控制系统11及霉菌氧化罐3，所述霉菌氧化罐支架10左侧设有有机物污水池1，所述有机物污水池1与霉菌氧化罐3底部之间通过输水装置2连接，所述霉菌氧化罐3外壁上端设有清水集水池4，所述清水集水池4侧壁设有清水管8，所述清水管8上设有灭菌装置7，所述霉菌氧化罐支架10底部设有杂质储存池6，所述霉菌氧化罐3底部与杂质储存池6之间设有排渣管5，所述霉菌氧化罐3内部正上方设有气液分离系统9；
所述清水集水池4上端檐口高于霉菌氧化罐3上端檐口15cm～30cm；
所述输水装置2中的水泵、水体流量计、电磁阀与控制系统11导线控制连接；
所述排渣管5上的电磁阀与控制系统11导线控制连接；
所述灭菌装置7与控制系统11导线控制连接；
所述清水管8上的电磁阀与控制系统11导线控制连接。
如图2、图3所示，是本发明中所述的霉菌氧化罐内部结构示意图、蜂窝生物柱结构示意图。从图2、图3或图1中看出，所述霉菌氧化罐3包括：沉淀区3-1，泡沫发生器3-2，蜂窝生物柱3-3，曝气能力检测器3-4，氧化能力检测器3-5，液位传感器3-6；所述沉淀区3-1位于霉菌氧化罐3最底端位置，沉淀区3-1为倒圆台结构，圆形截面上大下小，沉淀区3-1底端与输水装置2及排渣管5相连通；所述泡沫发生器3-2位于霉菌氧化罐3内部正中心位置，泡沫发生器3-2设置在沉淀区3-1上方，泡沫发生器3-2底端面距沉淀区3-1上端面10cm～30cm，泡沫发生器3-2水平布置，泡沫发生器3-2与霉菌氧化罐3中心轴线重合，泡沫发生器3-2与控制系统11导线控制连接；所述蜂窝生物柱3-3位于霉菌氧化罐3内部正中心位置，蜂窝生物柱3-3设置在泡沫发生器3-2上方，蜂窝生物柱3-3底端面距泡沫发生器3-2上端面30cm～60cm，蜂窝生物柱3-3外径与霉菌氧化罐3内径大小相同且中心轴线重合，蜂窝生物柱3-3顶端距霉菌氧化罐3上端檐口60cm～160cm，蜂窝生物柱3-3内部包含大量的多边形蜂窝孔3-3-1，所述多边形蜂窝孔3-3-1为五边形或六边形上下通孔结构，多边形蜂窝孔3-3-1数量不少于2000个；所述曝气能力检测器3-4位于泡沫发生器3-2上方，曝气能力检测器3-4与控制系统11导线控制连接；所述氧化能力检测器3-5位于蜂窝生物柱3-3内部，氧化能力检测器3-5与控制系统11导线控制连接；所述液位传感器3-6距霉菌氧化罐3上端檐口6cm～12cm，液位传感器3-6与控制系统11导线控制连接。
如图4所示，是本发明中所述的气液分离系统结构示意图。从图4、图2或图1中看出，所述气液分离系统9包括：气液导流口9-1，气液旋流分离器9-2，排气管9-3，排气电控阀9-4；所述气液导流口9-1位于蜂窝生物柱3-3正上方位置，气液导流口9-1下端面距蜂窝生物柱3-3上端面10cm～15cm，气液导流口9-1为斗型结构，截面为矩形，气液导流口9-1由下到上逐渐收缩且下檐口受控缩放，下檐口缩放面积范围10cm2～30cm2；所述气液旋流分离器9-2位于气液导流口9-1上方并与气液导流口9-1无缝连接，且与气液导流口9-1互相贯通，气液旋流分离器9-2与控制系统11导线控制连接；所述排气管9-3位于气液旋流分离器9-2上方并与气液旋流分离器9-2相连通；所述排气电控阀9-4位于排气管9-3上，排气电控阀9-4与控制系统11导线控制连接。
本发明所述的一种蜂窝膜柱霉菌氧化法处理污水中有机物设备的工作过程是：
第1步：控制系统11通过液位传感器3-6检测到霉菌氧化罐3中水位下降到最低水位时，启动输水装置2中的水泵，将储存在有机物污水池1中的含有机物污水从底部输入霉菌氧化罐3中，输水装置2上的电磁水阀使出水量控制在26m3/h～48m3/h，污水先流经沉淀区3-1，污水中杂质随沉淀区3-1锥形壁而沉积在沉淀区3-1底部，随着水位升高，控制系统11启动泡沫发生器3-2向污水中进行曝气，在曝气过程中，控制系统11启动曝气能力检测器3-4对曝气量是否达标进行实时监控，当曝气能力检测器3-4检测到霉菌氧化罐3内曝气量未达标时，向控制系统11发出信号，控制系统11加大泡沫发生器3-2的曝气量，增加污水中的含氧量；当曝气能力检测器3-4检测到霉菌氧化罐3内曝气量完全达标时，向控制系统11发出信号，控制系统11减少泡沫发生器3-2曝气量，减少设备不必要的能耗；同时控制系统11控制气液导流口9-1下檐口收缩，并使得下檐口面积收缩到10cm2；
第2步：经曝气后的污水逐渐上升至蜂窝生物柱3-3中，污水中的氧气为蜂窝生物柱3-3上的微生物提供生存环境使蜂窝生物柱3-3表面形成一层生物膜，污水中的有机物被微生物氧化分解，分解后的杂质向下堆积在沉淀区3-1底部，控制系统11启动排渣管5上的电磁阀将沉淀区3-1内的杂质排入杂质储存池6中；与此同时，控制系统11启动氧化能力检测器3-5对氧化分解能力是否达标进行实时监控，当氧化能力检测器3-5检测到氧化分解能力未达标时，向控制系统11发出信号并音频报警20s，提示工作人员更换蜂窝生物柱3-3，同时控制系统11控制气液导流口9-1下檐口放大，并使得下檐口面积放大到30cm2；
第3步：经蜂窝生物柱3-3氧化分解后的气液混合物液面向上升高进入气液导流口9-1内，控制系统11启动气液旋流分离器9-2对气液混合物进行分离，分离后的气体经由排气管9-3排出，分离后的清水汇集到清水集水池4中，控制系统11启动灭菌装置7对清水进行杀菌后由清水管8排出；
第4步：液位传感器3-6对霉菌氧化罐3内运行水位进行安全实时监测，当运行水位位于霉菌氧化罐3上檐18cm～26cm时，液位传感器3-6向控制系统11发出反馈信号，控制系统11将关闭系统电源，使得整个系统停止工作，并发出音频报警25s；当运行水位恢复正常值时，液位传感器3-6向控制系统11发出反馈信号，控制系统11将开启系统电源，使得整个系统恢复正常工作。
本发明所述的一种蜂窝膜柱霉菌氧化法处理污水中有机物设备及其工作方法结构新颖合理，有机物去除率高，适用范围广阔。
以下是本发明所述蜂窝生物柱3-3的制造过程的实施例，实施例是为了进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。
若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
按照以下步骤制造本发明所述蜂窝生物柱3-3，并按重量分数计：
第1步：在反应釜中加入电导率为0.7μS/cm的超纯水900份，启动反应釜内搅拌器，转速为105rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至40℃；依次加入二-正-丁基邻苯二甲酸酯10份、甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚(400)酯16份、α-磺基硬脂酸聚乙二醇双酯钠盐33份，搅拌至完全溶解，调节pH值为5.0，将搅拌器转速调至165rpm，温度为70℃，酯化反应10小时；
第2步：取聚氧乙烯脂肪酸乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠120份、脂肪醇氧乙烯(15)醚磺基琥珀酸单酯二钠盐140份进行粉碎，粉末粒径为300目；加入N-歧化松香酰基肌氨酸70份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为25mm，采用剂量为4.0kGy、能量为5.0MeV的α射线辐照60分钟，以及同等剂量的β射线辐照75分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于浓度为25ppm的D-(S)-3-乙酰巯基-2-甲基丙酰基-L-脯氨酸30份中，加入反应釜，搅拌器转速为60rpm，温度为70℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.30MPa，保持此状态反应10小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.70MPa，保温静置10小时；搅拌器转速提升至110rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入N-(S-三苯甲基巯基乙酰基)丙氨酰甘氨酰甘氨酸135份、2-氨基-4-苯基噻唑-3,5-二溴水杨醛150份完全溶解后，加入交联剂30份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为3.0，保温静置12小时；
第4步：在搅拌器转速为130rpm时，依次加入N-甲基-N-环己基-2-氨基-3,5-二溴苯甲胺105份、对-[2-(5-氯-邻甲氧苯甲酰氨基)乙基]苯磺酰氯40份、5-氨基-2-氯-N-(2,4-二甲基苯基)-苯磺酰胺25份和3-N,N-双(β-甲氧基乙基)氨基-4-甲氧基乙酰苯胺115份，提升反应釜压力，使其达到0.70MPa，温度为120℃，聚合反应8小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至30℃，出料，入压模机即可制得蜂窝生物柱3-3；
所述交联剂为对甲基苯乙烯。
实施例2
按照以下步骤制造本发明所述蜂窝生物柱3-3，并按重量分数计：
第1步：在反应釜中加入电导率为1.60μS/cm的超纯水1700份，启动反应釜内搅拌器，转速为210rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至65℃；依次加入二-正-丁基邻苯二甲酸酯55份、甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚(400)酯28份、α-磺基硬脂酸聚乙二醇双酯钠盐75份，搅拌至完全溶解，调节pH值为8.5，将搅拌器转速调至370rpm，温度为130℃，酯化反应20小时；
第2步：取聚氧乙烯脂肪酸乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠285份、脂肪醇氧乙烯(15)醚磺基琥珀酸单酯二钠盐280份进行粉碎，粉末粒径为1000目；加入N-歧化松香酰基肌氨酸160份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为80mm，采用剂量为9.0kGy、能量为15MeV的α射线辐照100分钟，以及同等剂量的β射线辐照175分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于浓度为65ppm的D-(S)-3-乙酰巯基-2-甲基丙酰基-L-脯氨酸70份中，加入反应釜，搅拌器转速为145rpm，温度为125℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.85MPa，保持此状态反应30小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.90MPa，保温静置25小时；搅拌器转速提升至230rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入N-(S-三苯甲基巯基乙酰基)丙氨酰甘氨酰甘氨酸225份、2-氨基-4-苯基噻唑-3,5-二溴水杨醛280份完全溶解后，加入交联剂115份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为7.0，保温静置28小时；
第4步：在搅拌器转速为220rpm时，依次加入N-甲基-N-环己基-2-氨基-3,5-二溴苯甲胺260份、对-[2-(5-氯-邻甲氧苯甲酰氨基)乙基]苯磺酰氯90份、5-氨基-2-氯-N-(2,4-二甲基苯基)-苯磺酰胺95份和3-N,N-双(β-甲氧基乙基)氨基-4-甲氧基乙酰苯胺240份，提升反应釜压力，使其达到1.10MPa，温度为240℃，聚合反应17小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至45℃，出料，入压模机即可制得蜂窝生物柱3-3；
所述交联剂为二甘醇二乙酯。
实施例3
按照以下步骤制造本发明所述蜂窝生物柱3-3，并按重量分数计：
第1步：在反应釜中加入电导率为1.20μS/cm的超纯水1300份，启动反应釜内搅拌器，转速为180rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至55℃；依次加入二-正-丁基邻苯二甲酸酯30份、甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚(400)酯22份、α-磺基硬脂酸聚乙二醇双酯钠盐50份，搅拌至完全溶解，调节pH值为6.5，将搅拌器转速调至270rpm，温度为100℃，酯化反应13小时；
第2步：取聚氧乙烯脂肪酸乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠200份、脂肪醇氧乙烯(15)醚磺基琥珀酸单酯二钠盐210份进行粉碎，粉末粒径为800目；加入N-歧化松香酰基肌氨酸110份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为50mm，采用剂量为7.0kGy、能量为10MeV的α射线辐照80分钟，以及同等剂量的β射线辐照120分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于浓度为40ppm的D-(S)-3-乙酰巯基-2-甲基丙酰基-L-脯氨酸50份中，加入反应釜，搅拌器转速为105rpm，温度为95℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.55MPa，保持此状态反应20小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.80MPa，保温静置15小时；搅拌器转速提升至180rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入N-(S-三苯甲基巯基乙酰基)丙氨酰甘氨酰甘氨酸185份、2-氨基-4-苯基噻唑-3,5-二溴水杨醛230份完全溶解后，加入交联剂70份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为5.0，保温静置18小时；
第4步：在搅拌器转速为180rpm时，依次加入N-甲基-N-环己基-2-氨基-3,5-二溴苯甲胺160份、对-[2-(5-氯-邻甲氧苯甲酰氨基)乙基]苯磺酰氯60份、5-氨基-2-氯-N-(2,4-二甲基苯基)-苯磺酰胺70份和3-N,N-双(β-甲氧基乙基)氨基-4-甲氧基乙酰苯胺175份，提升反应釜压力，使其达到0.90MPa，温度为170℃，聚合反应10小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至35℃，出料，入压模机即可制得蜂窝生物柱3-3；
所述交联剂为二聚乙烯酮。
对照例
对照例为市售某品牌的蜂窝生物柱用于有机物氧化分解的处理过程。
实施例4
将实施例1～3制备获得的蜂窝生物柱3-3和对照例所述的蜂窝生物柱用于有机物氧化分解的处理对比。处理结束后分别对氧化分解的性质，及其对氧化分解过程各项参数的影响做检测，结果如表1所示。
表1为实施例1～3和对照例所述的蜂窝生物柱用于有机物氧化分解的处理过程中的性能参数的影响，从表1可见，本发明所述的蜂窝生物柱3-3，其氧化分解聚合度、氧化分解强度提升率、氧化分解产量提升率、氧化分解净化率均高于现有技术生产的产品。
此外，如图5所示，是本发明所述的蜂窝生物柱3-3对污水中有机物总氧化分解率的试验研究。图中看出，由高分子材料制造的蜂窝生物柱3-3材质分布均匀，材质表面积与体积比较大，表面分散性好，连续相中游离的分散载体的浓度相对对照例高；使用本发明的蜂窝生物柱3-3，使有机物易于聚集成团，形成聚合结构的沉淀体；使用本发明所述蜂窝生物柱3-3，其对污水中有机物总氧化分解率均优于现有产品。

Claims (4)

1.一种蜂窝膜柱霉菌氧化法处理污水中有机物设备，包括：有机物污水池（1），输水装置（2），霉菌氧化罐（3），清水集水池（4），排渣管（5），杂质储存池（6），灭菌装置（7），清水管（8），气液分离系统（9），霉菌氧化罐支架（10），控制系统（11）；其特征在于，所述霉菌氧化罐支架（10）上部表面设有控制系统（11）及霉菌氧化罐（3），所述霉菌氧化罐支架（10）左侧设有有机物污水池（1），所述有机物污水池（1）与霉菌氧化罐（3）底部之间通过输水装置（2）连接，所述霉菌氧化罐（3）外壁上端设有清水集水池（4），所述清水集水池（4）侧壁设有清水管（8），所述清水管（8）上设有灭菌装置（7），所述霉菌氧化罐支架（10）底部设有杂质储存池（6），所述霉菌氧化罐（3）底部与杂质储存池（6）之间设有排渣管（5），所述霉菌氧化罐（3）内部正上方设有气液分离系统（9）；
所述清水集水池（4）上端檐口高于霉菌氧化罐（3）上端檐口15 cm～30 cm；
所述输水装置（2）中的水泵、水体流量计、电磁阀与控制系统（11）导线控制连接；
所述排渣管（5）上的电磁阀与控制系统（11）导线控制连接；
所述灭菌装置（7）与控制系统（11）导线控制连接；
所述清水管（8）上的电磁阀与控制系统（11）导线控制连接；
所述霉菌氧化罐（3）包括：沉淀区（3-1），泡沫发生器（3-2），蜂窝生物柱（3-3），曝气能力检测器（3-4），氧化能力检测器（3-5），液位传感器（3-6）；其中所述沉淀区（3-1）位于霉菌氧化罐（3）最底端位置，沉淀区（3-1）为倒圆台结构，圆形截面上大下小，沉淀区（3-1）底端与输水装置（2）及排渣管（5）相连通；所述泡沫发生器（3-2）位于霉菌氧化罐（3）内部正中心位置，泡沫发生器（3-2）设置在沉淀区（3-1）上方，泡沫发生器（3-2）底端面距沉淀区（3-1）上端面10 cm～30 cm，泡沫发生器（3-2）水平布置，泡沫发生器（3-2）与霉菌氧化罐（3）中心轴线重合，泡沫发生器（3-2）与控制系统（11）导线控制连接；所述蜂窝生物柱（3-3）位于霉菌氧化罐（3）内部正中心位置，蜂窝生物柱（3-3）设置在泡沫发生器（3-2）上方，蜂窝生物柱（3-3）底端面距泡沫发生器（3-2）上端面30 cm～60 cm，蜂窝生物柱（3-3）外径与霉菌氧化罐（3）内径大小相同且中心轴线重合，蜂窝生物柱（3-3）顶端距霉菌氧化罐（3）上端檐口60cm～160 cm，蜂窝生物柱（3-3）内部包含大量的多边形蜂窝孔（3-3-1），所述多边形蜂窝孔（3-3-1）为五边形或六边形上下通孔结构，多边形蜂窝孔（3-3-1）数量不少于2000个；所述曝气能力检测器（3-4）位于泡沫发生器（3-2）上方，曝气能力检测器（3-4）与控制系统（11）导线控制连接；所述氧化能力检测器（3-5）位于蜂窝生物柱（3-3）内部，氧化能力检测器（3-5）与控制系统（11）导线控制连接；所述液位传感器（3-6）距霉菌氧化罐（3）上端檐口6 cm～12 cm，液位传感器（3-6）与控制系统（11）导线控制连接。
2.根据权利要求1所述的一种蜂窝膜柱霉菌氧化法处理污水中有机物设备，其特征在于，所述气液分离系统（9）包括：气液导流口（9-1），气液旋流分离器（9-2），排气管（9-3），排气电控阀（9-4）；其中所述气液导流口（9-1）位于蜂窝生物柱（3-3）正上方位置，气液导流口（9-1）下端面距蜂窝生物柱（3-3）上端面10 cm～15 cm，气液导流口（9-1）为斗型结构，截面为矩形，气液导流口（9-1）由下到上逐渐收缩且下檐口受控缩放，下檐口缩放面积范围10cm2～30cm2；所述气液旋流分离器（9-2）位于气液导流口（9-1）上方并与气液导流口（9-1）无缝连接，且与气液导流口（9-1）互相贯通，气液旋流分离器（9-2）与控制系统（11）导线控制连接；所述排气管（9-3）位于气液旋流分离器（9-2）上方并与气液旋流分离器（9-2）相连通；所述排气电控阀（9-4）位于排气管（9-3）上，排气电控阀（9-4）与控制系统（11）导线控制连接。
3.根据权利要求2所述的一种蜂窝膜柱霉菌氧化法处理污水中有机物设备，其特征在于，所述蜂窝生物柱（3-3）由高分子材料压模成型而制得，蜂窝生物柱（3-3）的组成成分和制造过程如下：
一、蜂窝生物柱（3-3）组成成分：
按重量份数计，二-正-丁基邻苯二甲酸酯10～55份，甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚(400)酯16～28份，α-磺基硬脂酸聚乙二醇双酯钠盐33～75份，聚氧乙烯脂肪酸乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠120～285份，脂肪醇氧乙烯(15)醚磺基琥珀酸单酯二钠盐140～280份，N-歧化松香酰基肌氨酸70～160份，浓度为25 ppm～65 ppm的D-(S)-3-乙酰巯基-2-甲基丙酰基-L-脯氨酸30～70份，N-(S-三苯甲基巯基乙酰基)丙氨酰甘氨酰甘氨酸135～225份，2-氨基-4-苯基噻唑-3,5-二溴水杨醛150～280份，交联剂30～115份，N-甲基-N-环己基-2-氨基-3,5-二溴苯甲胺105～260份，对-[2-(5-氯-邻甲氧苯甲酰氨基)乙基]苯磺酰氯40～90份，5-氨基-2-氯-N-(2,4-二甲基苯基)-苯磺酰胺25～95份，3-N,N-双(β-甲氧基乙基)氨基-4-甲氧基乙酰苯胺115～240份；
所述交联剂为对甲基苯乙烯、二聚乙烯酮、二甘醇二乙酯中的任意一种；
二、蜂窝生物柱（3-3）的制造过程，包含以下步骤：
第1步：在反应釜中加入电导率为0.7 μS/cm～1.60 μS/cm的超纯水900～1700份，启动反应釜内搅拌器，转速为105 rpm～210 rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至40 ℃～65 ℃；依次加入二-正-丁基邻苯二甲酸酯、甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚(400)酯、α-磺基硬脂酸聚乙二醇双酯钠盐，搅拌至完全溶解，调节pH值为5.0～8.5，将搅拌器转速调至165rpm～370 rpm，温度为70 ℃～130 ℃，酯化反应10～20小时；
第2步：取聚氧乙烯脂肪酸乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠、脂肪醇氧乙烯(15)醚磺基琥珀酸单酯二钠盐进行粉碎，粉末粒径为300～1000目；加入N-歧化松香酰基肌氨酸混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为25 mm～80 mm，采用剂量为4.0 kGy～9.0 kGy、能量为5.0MeV～15 MeV的α射线辐照60～100分钟，以及同等剂量的β射线辐照75～175分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于D-(S)-3-乙酰巯基-2-甲基丙酰基-L-脯氨酸中，加入反应釜，搅拌器转速为60 rpm～145 rpm，温度为70 ℃～125 ℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.30 MPa～-0.85 MPa，保持此状态反应10～30小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.70 MPa～0.90 MPa，保温静置10～25小时；搅拌器转速提升至110 rpm～230 rpm，同时反应釜泄压至0 MPa；依次加入N-(S-三苯甲基巯基乙酰基)丙氨酰甘氨酰甘氨酸、2-氨基-4-苯基噻唑-3,5-二溴水杨醛完全溶解后，加入交联剂搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为3.0～7.0，保温静置12～28小时；
第4步：在搅拌器转速为130 rpm～220 rpm时，依次加入N-甲基-N-环己基-2-氨基-3,5-二溴苯甲胺、对-[2-(5-氯-邻甲氧苯甲酰氨基)乙基]苯磺酰氯、5-氨基-2-氯-N-(2,4-二甲基苯基)-苯磺酰胺和3-N,N-双(β-甲氧基乙基)氨基-4-甲氧基乙酰苯胺，提升反应釜压力，使其达到0.70 MPa～1.10 MPa，温度为120 ℃～240 ℃，聚合反应8～17小时；反应完成后将反应釜内压力降至0 MPa，降温至30 ℃～45 ℃，出料，入压模机即可制得蜂窝生物柱（3-3）。
4.一种蜂窝膜柱霉菌氧化法处理污水中有机物的方法，其特征在于，该方法包括以下几个步骤：
第1步：控制系统（11）通过液位传感器（3-6）检测到霉菌氧化罐（3）中水位下降到最低水位时，启动输水装置（2）中的水泵，将储存在有机物污水池（1）中的含有机物污水从底部输入霉菌氧化罐（3）中，输水装置（2）上的电磁水阀使出水量控制在26 m3/h～48 m3/h，污水先流经沉淀区（3-1），污水中杂质随沉淀区（3-1）锥形壁而沉积在沉淀区（3-1）底部，随着水位升高，控制系统（11）启动泡沫发生器（3-2）向污水中进行曝气，在曝气过程中，控制系统（11）启动曝气能力检测器（3-4）对曝气量是否达标进行实时监控，当曝气能力检测器（3-4）检测到霉菌氧化罐（3）内曝气量未达标时，向控制系统（11）发出信号，控制系统（11）加大泡沫发生器（3-2）的曝气量，增加污水中的含氧量；当曝气能力检测器（3-4）检测到霉菌氧化罐（3）内曝气量完全达标时，向控制系统（11）发出信号，控制系统（11）减少泡沫发生器（3-2）曝气量，减少设备不必要的能耗；同时控制系统（11）控制气液导流口（9-1）下檐口收缩，并使得下檐口面积收缩到10cm2；
第2步：经曝气后的污水逐渐上升至蜂窝生物柱（3-3）中，污水中的氧气为蜂窝生物柱（3-3）上的微生物提供生存环境使蜂窝生物柱（3-3）表面形成一层生物膜，污水中的有机物被微生物氧化分解，分解后的杂质向下堆积在沉淀区（3-1）底部，控制系统（11）启动排渣管（5）上的电磁阀将沉淀区（3-1）内的杂质排入杂质储存池（6）中；与此同时，控制系统（11）启动氧化能力检测器（3-5）对氧化分解能力是否达标进行实时监控，当氧化能力检测器（3-5）检测到氧化分解能力未达标时，向控制系统（11）发出信号并音频报警20 s，提示工作人员更换蜂窝生物柱（3-3），同时控制系统（11）控制气液导流口（9-1）下檐口放大，并使得下檐口面积放大到30cm2；
第3步：经蜂窝生物柱（3-3）氧化分解后的气液混合物液面向上升高进入气液导流口（9-1）内，控制系统（11）启动气液旋流分离器（9-2）对气液混合物进行分离，分离后的气体经由排气管（9-3）排出，分离后的清水汇集到清水集水池（4）中，控制系统（11）启动灭菌装置（7）对清水进行杀菌后由清水管（8）排出；
第4步：液位传感器（3-6）对霉菌氧化罐（3）内运行水位进行安全实时监测，当运行水位位于霉菌氧化罐（3）上檐18 cm～26 cm时，液位传感器（3-6）向控制系统（11）发出反馈信号，控制系统（11）将关闭系统电源，使得整个系统停止工作，并发出音频报警25 s；当运行水位恢复正常值时，液位传感器（3-6）向控制系统（11）发出反馈信号，控制系统（11）将开启系统电源，使得整个系统恢复正常工作。
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