CN106966510A - 一种高效脱氮生物载体填料及其在污水处理中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高效脱氮生物载体填料及其在污水处理中的应用，包括外壳和空心竹球，该生物载体填料由镂空的塑料球状外壳和多个内置的由楠竹条编织而成的空心竹球构成。所述楠竹表面含有大量的羟基、羧基自由基，具有良好的亲水性和生物亲和性，活性污泥挂膜迅速，挂膜牢固，当碳源不足时，所述空心竹球可被分解为反硝化细菌提供碳源。本发明的有益效果为具有竹子填料挂膜迅速、成膜牢固特点，和塑料填料机械强度高的特点；大大增加填料的表面积，提高单位容积生物量，大大提升了反应器中活性污泥的浓度；提高了硝化作用和反硝化作用，使高浓度含氮废水的脱氮效率大大提升。

Description

一种高效脱氮生物载体填料及其在污水处理中的应用
技术领域
本发明涉及一种污水处理材料，具体为一种高效脱氮生物载体填料及其在污水处理中的应用。
背景技术
生物填料为微生物提供栖息和繁殖的稳定环境，影响着微生物的生长、繁殖和脱落。填料是反应器中生物膜与废水接触的场所，且能对水流有强制性的紊动作用，使废水能够再分布。填料的材质、比表面积大小、填料表面粗糙度、布水布气性能、强度、密度和造价等，直接影响废水处理的效率和运行的可行性。有机高分子填料是目前最具发展前途的生物膜载体之一，目前市场上常见的生物填料主要以聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯或聚酷等为原材料而制成。这些填料在使用中常会遇到堵塞、结团、布气布水不均匀等问题，尽管这些填料在污水处理工程中发挥着重要的作用，但随着环境标准的不断提高，其性能已经不能很好地满足实际的要求。加上述填料多需安装在辅助支架上，造成安装、更换等诸多不便，使工程投资和运行管理费用相对提高。
楠竹是我国经济价值最大的竹种，也是竹类植物中分布最广、面积最大的。楠竹在我国的覆盖面积达到300万hm2，占我国竹林面积的70％之多。楠竹为单轴型散生竹，其生长快，产量高，且竹秆高大通直，材性坚軔轻强，弹性好。楠竹表面具有丰富的羟基、羧基等亲水性基团、比表面积较大、价格低廉，是较为优良的生物载体材料，可为微生物的生长繁殖提供良好的场所。但目前，现有竹子填料比表面积普遍太小，不能为微生物提高更大的附着空间导致活性污泥浓度较低，不利于高效降解废水中的有机物。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种高效脱氮生物载体填料，由镂空的塑料球状外壳和多个内置的楠竹条编织而成的空心球构成。竹条表面的沟槽、内部空穴及竹条编织成的内外球面给微生物提供了较大的附着空间，大大增加填料的表面积，可负载更多的微生物，提高单位容积生物量；该填料可作为反硝化过程的补充碳源，提高生物脱氮效率，以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种高效脱氮生物载体填料，包括外壳和空心竹球，该生物载体填料由镂空的塑料球状外壳和多个内置的由楠竹条编织而成的空心竹球构成；空心竹球具有极好的亲水性、生物亲和性，且具有较大的比表面积，可负载更多的微生物；塑料球状外壳对内置竹球起保护和固定的作用，所述空心竹球中的竹片宽0.3-1.0cm，各所述竹片等宽，采用圆孔编的方式，形成前后两个对称的圆孔，圆孔直径1-2cm，所述空心竹球的相邻竹片之间留有一定间距，间距为0.2-0.5cm。
本发明中。进一步的，所述空心竹球的制作工艺包括对楠竹进行锯竹、卷节、剖竹、刮青、劈篾、劈丝和编织七道工序加工而成。
本发明中，进一步的，所述空心竹球的直径为2cm-5cm。
本发明中，进一步的，所述塑料球状外壳由聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯材料制成，其工艺是将其中一种或多种材料混合后投入到注塑机，通过填料模具挤出成型。
高效脱氮生物载体在污水处理中的应用，所述楠竹表面含有大量的羟基、羧基自由基，具有良好的亲水性和生物亲和性，活性污泥挂膜迅速，挂膜牢固，所述空心竹球表面的沟槽、内部空穴及竹条编织成的内外球面给微生物提供了较大的附着空间，可负载更多的微生物，提高活性污泥的浓度，在处理高浓度含氮废水过程中，当碳源不足时，所述空心竹球可被分解为反硝化细菌提供碳源。
本发明的有益效果：
1、所述高效脱氮生物载体填料，由塑料球状外壳和楠竹条编织而成的空心球两部分组成，同时具有竹子填料挂膜迅速、成膜牢固特点，和塑料填料机械强度高的特点。
2、所述高效脱氮生物载体填料竹条表面的沟槽、内部空穴及竹条编织成的内外球面给微生物提供了较大的附着空间，可负载更多的微生物；球状外壳将数个竹球聚集在一起，大大增加填料的表面积，提高单位容积生物量，大大提升了反应器中活性污泥的浓度。
3、所述高效脱氮生物载体填料的主要成分是纤维素和木质素，在处理高浓度含氮废水过程中，当碳源不足时，竹纤维被分解为反硝化细菌提供碳源，有效解决了反硝化过程碳源不足的问题，提高了硝化作用和反硝化作用，使高浓度含氮废水的脱氮效率大大提升。
附图说明
图1为本发明中塑料外壳的结构示意图；
图2为本发明中空心竹球的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1和图2所示：一种高效脱氮生物载体填料及其在污水处理中的应用，其工艺及应用如下：
(1)将楠竹经锯竹、卷节、剖竹、刮青、劈篾、劈丝和编织等7道工序编织成两端留有圆孔的空心竹球。所述竹片宽0.4cm，所述竹片大致等宽，采用圆孔编的方式，形成前后两个对称的圆孔，圆孔直径1cm。篾与篾之间留有一定间距，间距为0.2-0.5cm。所述空心竹球尺寸为：直径4cm。
(2)将聚乙烯原料投入到注塑机的进料漏斗中，通过填料模具挤出成型，即得到直径为10cm的镂空球状外壳。
(3)将编织好的空心竹球，置于球状外壳里，固定好，即制得高效脱氮生物载体填料。
畜禽养殖废水具有以下特点：(1)COD、SS、NH3-N含量高；(2)可生化性好，沉淀性能好；(3)水质水量变化大；(4)含有致病菌并有恶臭。针对养殖业高有机物浓度、高N、P含量和高有害微生物数量的“三高”废水。某养殖场的废水水质为：COD 4000mg/L，SS 1350mg/L，NH3-N 600mg/L。采用“UASB—A/O”的组合工艺，其中A/O工艺的A池和O池所用的就是所述高效脱氮生物载体填料。该填料无需安装支架，按一定比例直接投加到反应器中，在曝气作用下随水流四处翻转，可保持较好的流化状态。A池水力停留时间为8h，O池水力停留时间为16h。出水水质COD为157mg/L，NH3-N 45mg/L，氨氮去除率高达92.5％。使用所述高效脱氮生物载体填料，并结合上述组合工艺，可保证处理后的高浓度含氮养殖废水出水达到《畜禽养殖业污染物排放标准》。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种高效脱氮生物载体填料，其特征在于：包括外壳和空心竹球，该生物载体填料由镂空的塑料球状外壳和多个内置的由楠竹条编织而成的空心竹球构成；空心竹球具有极好的亲水性、生物亲和性，且具有较大的比表面积，可负载更多的微生物；塑料球状外壳对内置竹球起保护和固定的作用，所述空心竹球中的竹片宽0.3-1.0cm，各所述竹片等宽，采用圆孔编的方式，形成前后两个对称的圆孔，圆孔直径1-2cm，所述空心竹球的相邻竹片之间留有一定间距，间距为0.2-0.5cm。
2.根据权利要求1所述一种高效脱氮生物载体填料，其特征在于：所述空心竹球的制作工艺包括对楠竹进行锯竹、卷节、剖竹、刮青、劈篾、劈丝和编织七道工序加工而成。
3.根据权利要求1所述一种高效脱氮生物载体填料，其特征在于：所述空心竹球的直径为2cm～5cm。
4.根据权利要求1所述一种高效脱氮生物载体填料，其特征在于：所述塑料球状外壳由聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯材料制成，其工艺是将其中一种或多种材料混合后投入到注塑机，通过填料模具挤出成型。
5.高效脱氮生物载体在污水处理中的应用，其特征在于：所述楠竹表面含有大量的羟基、羧基自由基，具有良好的亲水性和生物亲和性，活性污泥挂膜迅速，挂膜牢固，所述空心竹球表面的沟槽、内部空穴及竹条编织成的内外球面给微生物提供了较大的附着空间，可负载更多的微生物，提高活性污泥的浓度，在处理高浓度含氮废水过程中，当碳源不足时，所述空心竹球可被分解为反硝化细菌提供碳源。
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