CN107673487A - 过滤单元及其制备方法、污水处理装置及污水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种过滤单元及其制备方法、污水处理装置及污水处理方法，涉及污水处理技术领域。一种过滤单元的制备方法，主要包括以下步骤：使含有预设元素的多孔基体与含有预设微生物的溶液接触。预设微生物为能代谢预设元素的微生物，以使预设微生物聚集于多孔基体表面形成生物过滤膜。预设微生物的聚集，能够进一步提高过滤单元的过滤能力，污水通过预设微生物形成的生物过滤膜后，净化率大大提高。预设微生物本身具有一定的生长周期，在其生长周期内，预设生物的数量、分布将会不断更新，使其形成的生物过滤膜成为一种动态的过滤膜，使得其始终具有良好的过滤能力和污水处理能力。

Description

过滤单元及其制备方法、污水处理装置及污水处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体而言，涉及一种过滤单元及其制备方法、污水处理装置及污水处理方法。

背景技术

城市污水主要是生活污水、生产废水、雨水等，其数量非常巨大。其中大量的污水仅含有粉尘泥土等无毒颗粒，如果因此废弃则十分浪费。如果能将这些无毒废水去除杂质后再次利用，不仅可以提高城市用水的利用率，对于水资源缺乏地区则更为珍贵。现有的污水处理设备，不仅处理成本高且处理效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种过滤单元的制备方法，其制备的过滤单元具有优异的过滤能力，能够大大提高污水的净化程度。

本发明的另一目的在于提供一种过滤单元，其成本低，可重复利用，过滤能力优异。

本发明的再一目的在于提供一种污水处理装置，其能够大大提高污水的净化程度。

本发明的又一目的在于提供一种污水处理方法，该方法简便易行，能使污水达到较好的净化效果。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种过滤单元的制备方法，主要包括以下步骤：

使含有预设元素的多孔基体与含有预设微生物的溶液接触。预设微生物为能代谢预设元素的微生物，以使预设微生物聚集于多孔基体表面形成生物过滤膜。上述接触方式例如可以是将多孔基体放置于溶液中使两者进行接触。

本发明提出一种过滤单元，其主要由上述制备方法制得。过滤单元包括相互连接的多孔基体以及由预设微生物形成的生物过滤膜。

本发明提出一种污水处理装置，其包括上述过滤单元。

本发明提出一种污水处理方法，主要包括以下步骤：

将含有预设元素的多孔基体置于污水中，然后向污水中投放能够代谢预设元素的预设微生物，预设微生物聚集于多孔基体表面形成用于对污水进行过滤的生物过滤膜。

本发明还提出另一种污水处理方法，主要包括以下步骤：

向含有预设微生物的污水中放置含有预设元素的多孔基体。预设元素能被预设微生物代谢，预设微生物聚集于多孔基体上形成用于对污水进行过滤的生物过滤膜。

本发明实施例提供的过滤单元及其制备方法、污水处理装置及污水处理方法的有益效果是：

本发明实施例提供的过滤单元主要采用以下制备方法制得：使含有预设元素的多孔基体与含有预设微生物的溶液接触。预设元素与预设微生物需要具备一定的对应关系，即预设元素能被预设微生物代谢。满足该条件，预设微生物才能够被预设元素大量吸引使其生长在多孔基体上，从而使预设微生物能够聚集于多孔基体上形成生物过滤膜。预设微生物的聚集，能够进一步提高过滤单元的过滤能力，污水通过预设微生物形成的生物过滤膜后，净化率大大提高。预设微生物本身具有一定的生长周期，在其生长周期内，预设生物的数量、分布将会不断更新，使其形成的生物过滤膜成为一种动态的过滤膜，使得其始终具有良好的过滤能力和污水处理能力。多孔基体本身具备一定的过滤能力，但是基于现有的生产条件，还无法直接生产一种具有上述生物过滤膜过滤能力的多孔基体。如果将上述生物过滤膜单独使用，其力学性能又不能完全满足使用环境的要求，使用寿命和达到的过滤效果也非常有限。本发明实施例提供的过滤单元通过预设微生物与预设元素的匹配，有效将多孔基体和自发形成的生物过滤膜相结合，使过滤单元不仅具有较好的力学性能，还具有优异的过滤能力。

本发明实施例提供的污水处理装置包括上述过滤单元。污水处理装置的污水处理成本降低，且能够达到较优的污水处理效果。

本发明实施例提供的污水处理方法，主要包括以下步骤：将含有预设元素的多孔基体置于污水中，并向污水中投放能够代谢预设元素的预设微生物(预设微生物也可以先行投放至污水中，再将多孔基体置于污水中)。这样的设计，才能更好、更快地引导预设微生物至多孔基体上进行生长，最终预设微生物聚集于多孔基体上形成用于对污水进行过滤的生物过滤膜。该种污水处理方法简单有效，成本低廉且污水处理效果好。预设微生物的聚集将有效阻拦污水中的有害物质通过，从而提高污水净化率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明提供的过滤单元的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的过滤单元及其制备方法、污水处理装置及污水处理方法进行具体说明。

本发明实施例提供一种过滤单元，其包括相互连接的多孔基体以及由预设微生物形成的生物过滤膜，主要采用以下方法进行制备：

使含有预设元素的多孔基体与含有预设微生物的溶液接触。预设微生物为能代谢预设元素的微生物，以使预设微生物聚集于多孔基体表面形成生物过滤膜。上述接触方式可以是将多孔基体直接放置于溶液内，使溶液内的预设微生物能够聚集到多孔基体上。

优选地，将含有预设元素的多孔基体置于含有预设微生物的溶液中。预设微生物为能代谢预设元素的微生物，以使预设微生物聚集于多孔基体表面形成生物过滤膜。

优选地，将含有预设元素的多孔基体置于溶液中，再向溶液中投放预设微生物。预设微生物为能代谢预设元素的微生物，以使预设微生物聚集于多孔基体表面形成生物过滤膜。

预设微生物可以是溶液中自带的，也可以是后续通过投放、培养等方式进入溶液中的。选用的预设元素和预设微生物需要具备以下对应关系：预设元素能被预设微生物代谢。预设微生物将以预设元素为营养源，使得预设微生物不断聚集于多孔基体上最终形成生物过滤膜，得到所需过滤单元。预设微生物聚集过程中自发形成生物过滤膜，不仅简化了人为的制膜过程，且得到的生物过滤膜具有非常优异的过滤能力。

电解锰行业是高污染行业，电解锰渣是工业生产金属锰过程中产生的一种工业废渣。当今世界资源紧缺、环境污染问题严重，如何高效利用电解锰渣对于社会发展尤为重要。发明人将电解锰渣作为制备多孔基体材料的一种原料，使多孔基体中最终含有预设元素-锰元素(锰元素在多孔基体内的质量百分数可达到20％-70％)。这样不仅解决了电解锰渣的污染问题，还使其得到有效利用，同时降低了污水处理的成本。当然，如果不是为了解决电解锰渣的污染问题，也可以使用其他来源的含锰物质作为原料。

预设元素包括锰元素时，预设微生物可以选用镰刀菌、芽孢杆菌、节杆菌、假单胞菌以及硫杆菌中的一种或多种。这几类微生物都可以代谢锰元素，当然还有其他微生物可以代谢锰元素，此处不作列举。溶液可以包括含锰元素的污水。当含锰污水流经过滤单元时，预设微生物能够有效将锰元素捕获，进一步减少污水中的锰元素含量，提高污水的净化率。当然，如果需要过滤的污水中含有其他需要滤除的特定元素，也可以选用相应种类的预设微生物，并在制备多孔基体的原料中加入含有特定元素的物质即可。例如氧化铁硫杆菌可以代谢二价的铁离子，青霉菌属可以代谢二价的铜离子，球形红细菌H菌株可以代谢铅离子，蜡状芽孢杆菌可以代谢六价的铬离子。这种设置下，预设微生物形成的生物过滤膜同时发挥捕获特定元素以及过滤的作用，较现有的净化技术，本发明的过滤单元能够起到更好的污水净化作用。

多孔基体进一步包括具有梯度孔的多孔陶瓷(后面简称孔梯度陶瓷)，具有较好的力学性能，能够对生物过滤膜提供良好的支撑。当然，多孔基体也可以由普通孔与梯度孔共同组成。

优选地，多孔基体包括相互连通的进水侧和出水侧，进水侧的孔隙直径小于出水侧的孔隙直径，预设元素至少位于进水侧。优选地，预设元素位于进水侧，以使生物过滤膜靠近进水侧所在的一端。优选地，进水侧和出水侧均有预设元素，在进水侧和出水侧均形成生物过滤膜。两侧均有生物过滤膜可以提高过滤效果。

孔梯度陶瓷一般具有依次连接的分离层、过渡层以及载体层。分离层、过渡层以及载体层上的孔径由小逐渐增大，一般来说层与层之间结合良好，无缝隙，无缺陷。净化污水时，污水从分离层流至载体层。这样一旦极细粉尘微粒穿过分离层后,也能通过过渡层和载体层,使得孔梯度陶瓷堵塞的机率大大降低,延长了孔梯度陶瓷的使用寿命。当对孔梯度陶瓷再生时,清洗液从载体层流至分离层,有利于孔梯度陶瓷清洗再生,清洗后通量、过滤精度恢复率高。这种不对称的、孔径成梯度变化的多层结构,就是其与普通多孔陶瓷的不同之处。层数越多,微孔梯度变化越平缓,则陶瓷分离层的抗热震性越好。本发明实施例制得的孔梯度陶瓷，分离层的孔径在5-10微米左右，过渡层的孔径在10-30微米左右，载体层在30-100微米左右。

当生物过滤膜形成于分离层上远离载体层的一侧时，不仅保证了优异的过滤能力，也防止载体层一侧由于微生物的聚集，造成孔梯度陶瓷难以清洗。

请参照图1，图1所示即为过滤单元的结构示意图。图1所示为板状的孔梯度陶瓷负载生物过滤膜所形成的过滤单元的结构示意图。当然，多孔基体可以根据具体使用场合的需要进行相应形状的调整，例如球形、三角形、菱形等等。过滤时，使污水从图1所示的左侧向右侧流动，清洗过滤单元时，使清水从图1所示的右侧向左侧流动。通过调整预设元素在多孔基体上的分布，可以控制预设微生物的聚集位置(例如可以是分离层、各层的孔隙内、载体层)；通过调整预设元素在多孔基体上的含量，可以控制预设微生物的生长，达到控制生物过滤膜的厚度、疏密程度的目的。

孔梯度陶瓷一方面为预设微生物提供生长空间，另一方面其狭长曲折的孔道进一步延长了污水的停留时间，使预设微生物对预设元素的捕获成功率大大提高，增强污水净化效果。

当然，也可以采用其他普通的多孔材料，例如孔分布均匀的多孔材料。

进一步地，孔梯度陶瓷主要由按重量份数计的以下原料制成：

电解锰渣30-70份、高岭土10-30份、页岩5-25份、滑石3-19份、长石1-8份、碳粉5-50份。电解锰渣主要含有锰、硅、钙、镁、铁、硫等多种元素。若锰作为预设元素为预设微生物提供生长，则可在电解锰渣30-70份时，向污水中投放10⁴-10¹²cfu的菌剂。可以根据多孔基体上的预设元素含量，调节菌剂投放量，以调整微生物在多孔基体上的聚集疏密程度，以达到所需的过滤效果。

进一步地，上述原料还可以按照以下配比取料：

电解锰渣40-60份、高岭土15-25份、页岩10-20份、滑石8-15份、长石3-6份、碳粉15-35份。

当然，在孔梯度陶瓷制备过程中，还可以按照具体需求添加其他物质。以电解锰渣为主要原料，同时解决电解锰渣的污染废弃问题和污水净化效果不佳的问题。

本发明实施例中的孔梯度陶瓷的具体制备方法按照如下步骤进行：

将电解锰渣、高岭土、页岩、滑石、长石、碳粉等原料按比例配料,将物料混合后进行湿磨。湿磨是为了使各原料充分混合，在球磨罐中加水对混合物料进行球磨，湿磨时间30-90分钟。将湿磨后的物料干燥后再次进行研磨，研磨时间10-20分钟，研磨至混合物料能够过120-180目筛即可。再将混合物料放入造粒机进行造粒，造粒后将混合物料装好，并在混合物料上喷洒一定水量，放置24-48小时(该过程为陈腐过程)，使水分充分进入混合物料内部，保证水分在混合物料内均匀分布。再将混合物料进行半干压成型，成型压力30-60MPa。最后将半干压后的物料依次进行干燥、烧成即可得到孔梯度陶瓷，烧成温度1120-1200℃。碳粉作为造孔剂，能够在烧成过程中使孔隙形成。湿磨和研磨过程将各物料混合均匀，使得锰元素能够存在于多孔基体的表面，便于吸引预设微生物。由于各物料混合均匀，预设微生物在多孔基体的外表面和孔隙的内表面均可以进行生长。

当然，本发明其他实施例中，孔梯度陶瓷也可以采用其他现有的制备方法进行制备，此处不再赘述。

本发明实施例还提供一种污水处理装置，其包括上述过滤单元。利用过滤单元优异的过滤能力，减轻污水处理装置其他工段的污水净化负荷，从而减少污水处理成本，提高污水净化程度。

本发明实施例还提供一种污水处理方法，主要包括以下步骤：

将含有预设元素的多孔基体置于污水中，并向污水中投放预设微生物。预设元素能被预设微生物代谢(预设微生物也可以先行投放至污水中，再将多孔基体放置于污水中)。预设微生物聚集于多孔基体上形成用于对污水进行过滤的生物过滤膜。预设微生物被吸引到多孔基体上，以便于预设微生物自身吸收、捕获预设元素。在预设微生物生长过程中，自发在多孔基体上形成了生物过滤膜。该生物过滤膜是一种动态过滤膜，由于预设微生物自身具有一定的生长周期，使得该生物过滤膜不断得到更新，也使得其始终具备优异的过滤能力和元素捕获能力。另外，由于多孔基体内预设元素的分布较为均匀，使得预设微生物在多孔基体上的生长分布也较为均匀，进一步保证了过滤单元的污水处理能力。根据污水的处理量，具体选择微生物的投放数量，例如1升污水大致投放10⁴-10⁸cfu/ml的菌剂。

如果污水中也含有预设元素，则当污水流经过滤单元时，预设微生物将能够有效将污水中的预设元素捕获。如果污水中的预设元素是一些对人体伤害较大的重金属元素，而普通的过滤方式根本无法将这些以离子状态或其他形态存在的有害元素除去，预设微生物对这类预设元素的捕获和过滤将对污水净化产生重要意义。预设微生物通过氧化还原、甲基化、去甲基化等作用将重金属转化成无毒或低毒物质。如果污水中也含有预设元素，则根据具体预设元素的浓度选择具体投放的微生物数量，例如1mg/L的预设元素对应投放10⁴-10⁸cfu/ml的菌剂。

多孔基体包括相对设置且相互连通的进水侧和出水侧。进水侧的孔隙直径小于出水侧的孔隙直径，生物过滤膜靠近进水侧所在的一端。污水由进水侧流向出水侧，污水先经过生物过滤膜的过滤后再进入出水侧，降低了多孔基体堵塞频率，同时也便于多孔基本从出水侧进行清洗。

以含锰污水的处理为例：

污水中含有预设元素-锰元素，向污水中安置多孔基体并投放预设微生物。预设微生物包括镰刀菌、芽孢杆菌、节杆菌、假单胞菌以及硫杆菌中的一种或多种，这几种微生物都能够起到代谢锰元素的作用。需要说明，一般污水中不含有或者是仅含有少量的这类微生物，因此需要额外向污水中投放或在污水中培养此类微生物。当然，如果某些污水中本身存在足够的预设微生物，则不需要另行投放或培养。多孔基体经过一段时间的停留后，过滤单元开始在污水中形成，此时可以开始进行污水的过滤。当污水连续流过过滤单元时，污水中的锰元素将被预设微生物捕获，同时其他杂质也将在生物过滤膜和多孔基体的作用下得到滤除，相较于现有的污水处理工艺大大提高了污水净化效果。

当然，针对含有不同污染元素的污水，可以对应投放不同的微生物，例如：

氧化铁硫杆菌可以代谢二价的铁离子，青霉菌属可以代谢二价的铜离子，球形红细菌H菌株可以代谢铅离子，蜡状芽孢杆菌可以代谢六价的铬离子，蓝藻和假单胞菌株可以将三价的砷转化为五价的砷，大肠杆菌可以将甲基汞转化为金属汞。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供一种过滤单元，主要制备步骤如下：

将含有锰元素的多孔基体置于含有镰刀菌的溶液中。镰刀菌将聚集于多孔基体上形成过滤单元。其中，多孔基体选用孔梯度陶瓷。分离层的孔隙孔径为5微米，过渡层的孔隙孔径为15微米，载体层的孔隙孔径为30微米。镰刀菌事先在溶液中培养好。镰刀菌投放数量10⁴cfu。

多孔基体的原料包括：电解锰渣300g、高岭土100g、页岩50g、滑石30g、长石10g、碳粉50g。

多孔基体采用以下方法制备：

将电解锰渣、高岭土、页岩、滑石、长石、碳粉按比例配料，并将物料进行混合。将混合物料依次进行湿磨、干燥、研磨、过筛、造粒、陈腐、半干压成型、干燥、烧成。湿磨时间：30分钟；研磨时间10分钟；过筛目数：120目；陈腐时间：24小时；半干压成型压力：30MPa；烧成温度：1120℃。

实施例2

本实施例提供一种过滤单元，主要制备步骤如下：

将含有锰元素的多孔基体置于含有芽孢杆菌和节杆菌的溶液中。芽孢杆菌和节杆菌将聚集于多孔基体上形成过滤单元。其中，多孔基体选用孔梯度陶瓷。分离层的孔隙孔径为5微米，过渡层的孔隙孔径为10微米，载体层的孔隙孔径为30微米。芽孢杆菌和节杆菌事先在溶液中培养好。芽孢杆菌投放量：8×10⁴cfu；节杆菌：2×10⁴cfu。

多孔基体的原料包括：电解锰渣700g、高岭土300g、页岩250g、滑石190g、长石80g、碳粉500g。

多孔基体采用以下方法制备：

将电解锰渣、高岭土、页岩、滑石、长石、碳粉按比例配料，并将物料进行混合。将混合物料依次进行湿磨、干燥、研磨、过筛、造粒、陈腐、半干压成型、干燥、烧成。湿磨时间：90分钟；研磨时间20分钟；过筛目数：180目；陈腐时间：48小时；半干压成型压力：60MPa；烧成温度：1200℃。

实施例3

本实施例提供一种过滤单元，主要制备步骤如下：

将含有锰元素的多孔基体置于含有假单胞菌、硫杆菌以及镰刀菌的溶液中。假单胞菌、硫杆菌以及镰刀菌将聚集于多孔基体上形成过滤单元。其中，多孔基体选用普通多孔陶瓷。假单胞菌、硫杆菌以及镰刀菌事先在溶液中培养好。假单胞菌投放量：8×10⁴cfu；硫杆菌：2×10⁴cfu；镰刀菌5×10⁴cfu。

多孔基体的原料包括：电解锰渣400g、高岭土200g、页岩100g、滑石100g、长石50g、碳粉300g。

多孔基体采用以下方法进行制备：

将高岭土、页岩、滑石、长石、碳粉(200g)按比例配料，并将物料进行混合。将混合物料依次进行研磨(100分钟)、造粒、半干压成型(压力50MPa)，得到第一预制品。将电解锰渣和碳粉(100g)混合研磨120分钟，以提高电解锰渣和碳粉的混合均匀性。再将电解锰渣和碳粉的混合物均匀铺在预制品的一侧，得到第二预制品。将第二预制品进行半干压成型(压力60MPa)，然后干燥、烧成(烧成温度1150℃)得到多孔基体。该多孔基体能够将预设微生物吸引至电解锰渣所在的一侧。

实施例4

本实施例提供一种过滤单元，主要制备步骤如下：

将含有锰元素的多孔基体置于含有镰刀菌、芽孢杆菌、节杆菌以及假单胞菌的溶液中。镰刀菌、芽孢杆菌、节杆菌以及假单胞菌将聚集于多孔基体上形成过滤单元。其中，多孔基体选用孔梯度陶瓷。其分离层的孔隙孔径为10微米，过渡层的孔隙孔径为30微米，载体层的孔隙孔径为100微米。镰刀菌、芽孢杆菌、节杆菌以及假单胞菌事先在溶液中培养好。溶液为含锰元素的污水。假单胞菌投放量：8×10⁴cfu；芽孢杆菌：2×10⁴cfu；镰刀菌5×10⁴cfu；节杆菌2×10⁵cfu。

多孔基体的原料包括：电解锰渣500g、高岭土150g、页岩200g、滑石150g、长石30g、碳粉100g。

多孔基体采用以下方法进行制备：

将高岭土、页岩、滑石、长石、碳粉(200g)按比例配料，并将物料进行混合。将混合物料依次进行湿磨(80分钟)、干燥、研磨(100分钟)、过筛(150目)、造粒、陈腐(35小时)、半干压成型(压力50MPa)，得到第一预制品。将电解锰渣和碳粉(100g)混合研磨120分钟，以提高电解锰渣和碳粉的混合均匀性。再将电解锰渣和碳粉的混合物分别均匀铺在预制品相对的两侧(即进水侧和出水侧)，得到第二预制品。将第二预制品进行半干压成型(压力60MPa)，然后干燥、烧成(烧成温度1140℃)得到多孔基体。该多孔基体能够将预设微生物吸引至电解锰渣所在的二侧，即可以控制预设微生物聚集在进水侧和出水侧。

实施例5

本实施例提供一种过滤单元，主要制备步骤如下：

将含有锰元素的多孔基体置于含有镰刀菌、芽孢杆菌、节杆菌、假单胞菌以及硫杆菌的溶液中。镰刀菌、芽孢杆菌、节杆菌、硫杆菌以及假单胞菌将聚集于多孔基体上形成过滤单元。其中，多孔基体选用孔梯度陶瓷，其制备方法参照实施例1。分离层的孔隙孔径为8微米，过渡层的孔隙孔径为20微米，载体层的孔隙孔径为60微米。镰刀菌、芽孢杆菌、节杆菌、硫杆菌以及假单胞菌事先在溶液中培养好。溶液为含锰元素的污水。假单胞菌投放量：2×10¹¹cfu；芽孢杆菌：1.5×10¹¹cfu；镰刀菌3×10¹¹cfu；节杆菌1.5×10¹¹cfu；硫杆菌2×10¹¹cfu。

多孔基体的原料包括：电解锰渣600g、高岭土250g、页岩150g、滑石80g、长石70g、碳粉400g。

实施例6

本实施例提供一种过滤单元，主要制备步骤如下：

将含有铁元素的多孔基体置于含有氧化铁硫杆菌的溶液中。氧化铁硫杆菌将聚集于多孔基体上形成过滤单元。其中，多孔基体选用孔梯度陶瓷，其制备方法参照实施例4。分离层的孔隙孔径为6微米，过渡层的孔隙孔径为15微米，载体层的孔隙孔径为40微米。氧化铁硫杆菌事先在溶液中培养好。溶液为含铁元素的污水。氧化铁硫杆菌投放量：4×10¹¹cfu。

多孔基体的原料包括：FeCl₃溶液(浓度10mol/L)、Fe56g、高岭土250g、页岩150g、滑石80g、长石70g、碳粉150g。

实施例7

本实施例提供一种污水处理方法，主要针对含锰污水进行过滤，主要包括以下步骤：

将含有预设元素的多孔基体置于含有预设微生物的污水中，预设元素能被预设微生物代谢。预设微生物聚集于多孔基体上形成用于对污水进行过滤的过滤单元。污水流过过滤单元即得到过滤。其中，预设元素为锰元素，预设微生物为镰刀菌，镰刀菌事先在污水中培养好。多孔基体采用孔梯度陶瓷。分离层的孔隙孔径为9微米，过渡层的孔隙孔径为25微米，载体层的孔隙孔径为80微米。

含锰污水原含锰量为100mg/L，镰刀菌投放量为10⁶cfu/ml。经过过滤单元过滤后的污水含锰量为2mg/L。

实施例8

本实施例提供一种污水处理方法，主要针对含三价砷离子的污水进行过滤，包括以下步骤：

将含有预设元素的多孔基体置于含有预设微生物的污水中，预设元素能被预设微生物代谢。预设微生物聚集于多孔基体上形成用于对污水进行过滤的过滤单元。污水流过过滤单元即得到过滤。其中，预设元素为三价砷离子，预设微生物为蓝藻和假单胞菌株，蓝藻和假单胞菌株事先在污水中培养好。多孔基体采用孔梯度陶瓷。分离层的孔隙孔径为7微米，过渡层的孔隙孔径为18微米，载体层的孔隙孔径为70微米。

含砷污水原含三价砷离子量为100mg/L，蓝藻和假单胞菌株投放量分别为5×10⁷cfu/ml、5×10⁷cfu/ml。经过过滤单元过滤后的污水含三价砷离子量为1.5mg/L。

对比例

本对比例提供一种市购800目的网筛。

试验例1

将市购800目网筛与实施例1-5制得的过滤单元分别放置于同样体积的污水中，污水为含锰污水，其原含锰量为100mg/L。污水过滤完毕后，对经过过滤的污水中的含锰量进行检测，结果如表1所示。

表1污水经过滤后的含锰量

由表1的污水处理结果可知，本发明实施例提供的过滤单元相较于现有的800目网筛来说，其对特定元素的过滤效果优异。增加特定微生物的种类，也更有利于污水中特定元素的滤除。本发明为目前的污水处理提供了新的净化思路，尤其针对某些以离子状态存在的污染元素，本发明实施例能够有效对这类污染元素进行滤除。将本发明实施例提供的过滤单元用于污水处理中，不仅能够达到较好的净化效果，而且减少了投放其他化学物质带来的二次污染，也节约了污水处理成本。

试验例2

将市购800目网筛与实施例1制得的过滤单元分别放置于同样体积的污水中，污水成分未知。污水过滤完毕后，即刻观察污水的澄清程度。观察发现，市购800目网筛过滤后的污水虽然较过滤前浑浊程度降低，但过滤后仍然浑浊，不能观察到盛装污水的杯底。实施例1制得的过滤单元过滤后的污水明显具有较高的澄清度，能够清楚观察到盛装污水的杯底。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种过滤单元的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

使含有预设元素的多孔基体与含有预设微生物的溶液接触，所述预设微生物为能代谢所述预设元素的微生物，以使所述预设微生物聚集于所述多孔基体表面形成生物过滤膜。

2.根据权利要求1所述的过滤单元的制备方法，其特征在于，将含有所述预设元素的所述多孔基体置于含有所述预设微生物的溶液中，所述预设微生物为能代谢所述预设元素的微生物，以使所述预设微生物聚集于所述多孔基体表面形成生物过滤膜。

3.根据权利要求1所述的过滤单元的制备方法，其特征在于，将含有所述预设元素的所述多孔基体置于溶液中，再向所述溶液中投放预设微生物，所述预设微生物为能代谢所述预设元素的微生物，以使所述预设微生物聚集于所述多孔基体表面形成生物过滤膜。

4.根据权利要求1-3任一项所述的过滤单元的制备方法，其特征在于，所述预设元素包括锰元素，所述预设微生物包括镰刀菌、芽孢杆菌、节杆菌、假单胞菌以及硫杆菌中的一种或多种；

优选地，所述溶液包括含锰元素的污水。

5.根据权利要求4所述的过滤单元的制备方法，其特征在于，所述多孔基体包括具有梯度孔的多孔陶瓷；

优选地，所述多孔陶瓷包括依次连接的分离层、过渡层以及载体层，所述分离层的孔隙孔径为5-10微米，所述过渡层的孔隙孔径为10-30微米，所述载体层的孔隙孔径为30-100微米；

优选地，所述生物过滤膜形成于所述分离层上远离所述载体层的一侧；

优选地，所述多孔陶瓷主要由按重量份数计的以下原料制成：电解锰渣30-70份、高岭土10-30份、页岩5-25份、滑石3-19份、长石1-8份、碳粉5-50份；

优选地，所述多孔基体包括相互连通的进水侧和出水侧，所述进水侧的孔隙直径小于所述出水侧的孔隙直径，所述预设元素至少位于所述进水侧；

优选地，所述预设元素位于所述进水侧，以使所述生物过滤膜靠近所述进水侧所在的一端；

优选地，所述进水侧和所述出水侧均有所述预设元素，在所述进水侧和所述出水侧均形成所述生物过滤膜。

6.一种过滤单元，其特征在于，主要由如权利要求1-5任一项所述的过滤单元的制备方法制得，所述过滤单元包括相互连接的多孔基体以及由所述预设微生物形成的生物过滤膜。

7.一种污水处理装置，其特征在于，包括如权利要求6所述的过滤单元。

8.一种污水处理方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

将含有预设元素的多孔基体置于污水中，然后向所述污水中投放能够代谢所述预设元素的预设微生物，所述预设微生物聚集于所述多孔基体表面形成用于对所述污水进行过滤的生物过滤膜。

9.根据权利要求8所述的污水处理方法，其特征在于，所述污水中含有所述预设元素；优选地，所述多孔基体包括相对设置且相互连通的进水侧和出水侧，所述进水侧的孔隙直径小于所述出水侧的孔隙直径，所述生物过滤膜靠近所述进水侧所在的一端。

10.一种污水处理方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

向含有预设微生物的污水中放置含有预设元素的多孔基体，所述预设元素能被所述预设微生物代谢，所述预设微生物聚集于所述多孔基体上形成用于对所述污水进行过滤的生物过滤膜。