CN113979687A - 一种微生物复合填料、其制备方法及其应用 - Google Patents

一种微生物复合填料、其制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种微生物复合填料，包括：60～70wt％的矿物质原料；5～10wt％的表面活性剂；10～20wt％的亲水亲和物质；15～25wt％的粘结剂；其中，所述矿物质原料包括火山灰以及选自腐殖土、泥炭、沸石、明矾石、高岭土和褐铁矿石中的一种或多种原料；所述火山灰占所述矿物质原料的15wt％～25wt％。本发明提供的复合填料具有亲水性、弱酸性、无毒性、孔隙率高、比表面积大等特点，能够迅速诱发污水中除臭微生物大量繁殖并能增强其活性，从而对污水污泥中的硫化氢、氨气等恶臭物质进行降解去除。

Description

一种微生物复合填料、其制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其是涉及一种微生物复合填料、其制备方法及其应用。
背景技术
目前，在污/废水处理行业中最普遍的处理方法就是活性污泥法，利用污水处理系统中的厌氧、缺氧、好氧来培养驯化活性污泥中的有益微生物菌群，利用这类菌群进行对污水中的有机物，营养盐类物质进行去除消解，使污水达到净化的目的。而在传统工艺环境中培养微生物菌群数量是有限的，所以很多环保企业进行研究各类方法使微生物菌群能够大幅度的增加及增强，例如：在好氧池有限空间内的加入MBBR填料，可增大其表面积，使微生物的覆膜效率增大，同时能大幅度提高其微生物菌群的个体数，在微生物菌群个体数的增加可更好地去除污废水中的有机物及营养盐类。但MBBR类填料无法诱发除臭微生物的繁殖，难以去除污废水中的臭气物质。
现有技术公开了多种除臭微生物填料，如中国专利CN108325378A公开了一种除臭微生物填料，包括10～20份碳酸钙、25～35份秸秆粉、10～28份水泥，3～8份珍珠岩，25～35份草木灰和4～6份树脂粘合剂，该填料需要烧结炭化，制备较为复杂，且对臭气的处理效果并不如人意。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种微生物复合填料、其制备方法及其应用，本发明提供的微生物复合填料制备简单，且对臭气的去除较为彻底。
本发明提供了一种微生物复合填料，包括：
60～70wt％的矿物质原料；
5～10wt％的表面活性剂；
10～20wt％的亲水亲和物质；
15～25wt％的粘结剂；
其中，所述矿物质原料包括火山灰以及选自腐殖土、泥炭、沸石、明矾石、高岭土和褐铁矿石中的一种或多种原料；所述火山灰占所述矿物质原料的15wt％～25wt％；
所述表面活性剂选自羟基化合物类起泡剂；
所述亲水亲和物质选自硅藻土、淀粉、石灰石、活性炭和碳酸钙中的一种或多种；
所述粘结剂选自硅酸钠和硅酸盐水泥中的一种或多种。
本发明以矿物质原料、表面活性剂、亲水亲和物质和粘结剂为原料制备除臭微生物复合填料，其中，矿物质原料至少包括火山灰以及选自选自腐殖土、泥炭、沸石、明矾石、高岭土和褐铁矿石中的一种或多种的其他矿物质原料，表面活性剂选自羟基化合物类起泡剂，亲水亲和物质选自硅藻土、淀粉、石灰石、活性炭和碳酸钙中的一种或多种，粘结剂选自硅酸钠和硅酸盐水泥中的一种或多种。由上述物质形成的复合填料具有亲水性、弱酸性、无毒性、孔隙率高、比表面积大等特点，能够迅速诱发污水中除臭微生物大量繁殖并能增强其活性，从而对污水污泥中的硫化氢、氨气等恶臭物质进行降解去除。实验结果表明，以本发明提供的复合微生物作为废水处理填料，能够显著去除污水处理站各个站点的氨气、硫化氢、甲烷、臭气等，去除效果远远高于现有技术，排放浓度远远低于国标规定。
在一个实施例中，所述矿物质原料包括质量比为10～15:15～25:10～20:1～5:1～5:5～10:1～5的火山灰、腐殖土、泥炭、沸石、明矾石、高岭土和褐铁矿石。
在一个实施例中，所述矿物质原料包括质量比为13:21:15:3:3:7:3的火山灰、腐殖土、泥炭、沸石、明矾石、高岭土和褐铁矿石。
在一个实施例中，所述表面活性剂选自F550或Florrea。
在一个实施例中，所述亲水亲和物质包括质量比为3～8:1～3:1～5:3～8的硅藻土、淀粉、石灰石和碳酸钙。
在一个实施例中，所述亲水亲和物质包括质量比为5:2:3:5的硅藻土、淀粉、石灰石和碳酸钙。
在一个实施例中，所述粘结剂为硅酸盐水泥。
在一个实施例中，所述复合填料的性向成分分析为：
SiO2:45％～50％；
Al2O3：8％～10％；
CaO：0.5～1％；
MgO：0.4～0.5％；
Fe2O3：3.5％～4.5％；
P2O5：0.1％～0.2％。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的微生物复合填料的制备方法，包括以下步骤：
将矿物质原料和亲水亲和物质研磨粉碎后与表面活性剂、粘结剂和水混合均匀，成型、干燥后得到微生物复合填料。
本发明首先将矿物质原料和亲水亲和物质研磨粉碎，具体而言，可以先将矿物质原料研磨粉碎，再与亲水亲和物质混合继续研磨，然后与表面活性剂、粘结剂和水混合均匀。在一个实施例中，将矿物质原料和亲水亲和物质研磨粉碎至150目以下。在另一个实施例中，将矿物质原料和亲水亲和物质研磨粉碎至100目左右。
混合均匀后，将得到的混合物料成型、干燥，即可得到微生物复合填料。在一个实施例中，将得到的混合物在圆柱状成型机进行挤压造粒成型，成型后放置阴凉干燥货架上常温干燥即可。在一个实施例中，挤压成型过程中，粒径设为Ф25mm，长度55mm时进行切条造粒，得到的复合填料体积约为20～30cm3，平均重量为20～30g，比重为0.7～0.9，孔隙率为60～70％，形态为圆柱型。
本发明提供的复合填料具有亲水性、弱酸性、无毒性、孔隙率高、比表面积大等特点，能够迅速诱发污水中除臭微生物大量繁殖并能增强其活性，从而对污水污泥中的硫化氢、氨气等恶臭物质进行降解去除。
本发明还提供了上述技术方案所述的微生物复合填料在水处理中的应用。
除臭微生物是一种腐生性细菌，是兼性厌氧菌，它在污水处理中起到非常关键的作用，其典型代表便是“不动杆菌”，“芽孢杆菌”等。试验证明，“芽孢杆菌”中的α，β类菌群可直接将难以氧化分解的氨、硫化氢转化分解，使其不以气体的形式排出处理站，这就从根源上防止了恶臭的产生。
具体而言，可以将上述技术方案所述的复合填料添加到水处理的除臭设备当中，例如除臭微生物培养罐中，当污废水处理厂的污水污泥进入培养罐内通过循环和接触反应，该复合填料可诱发除臭微生物菌群的大量增殖并促进活性化芳香族的代谢，同时抑制恶臭物质的增殖和活性(如腐败菌、大肠杆菌)，使除臭微生物数量急速增加，对污水中的硫化氢、氨气等进行降解去除，从而使恶臭物质数量减少。同时，大量除臭微生物增殖后，能够随水货污泥回流到处理站的各个系统中，重新参与有机物的分解、转化，从而去除污水处理站内的臭味。实验结果表明，以本发明提供的复合微生物作为废水处理填料，能够显著去除污水处理站各个站点的氨气、硫化氢、甲烷、臭气等。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明提供的微生物复合填料、其制备方法及应用进行详细描述。
实施例1
将67％的矿物质原料混合研磨至100目左右加入7％的表面活性剂F550、15％的亲水亲和性物质和水继续搅拌，水和矿物原料的质量体积比为1kg：0.2L，再加入18％的硅酸盐水泥继续搅拌；其中，矿物质原料包括质量比为21：15：13：3：3：7：3的腐殖土、泥炭、火山灰、沸石、明矾石、高岭土、褐铁矿石；所述亲水亲和物质包括质量比为5:2:3:5的硅藻土、淀粉、石灰石和碳酸钙；
将物料混合均匀后利用圆柱状造粒成型机进行挤压造粒成型，粒径设为Ф25mm，长度55mm时进行切条造粒，将切完的填料放在货架上常温干燥固化，得到微生物复合填料，所述微生物复合填料的粒径为Ф25mm，长约为55mm，体积约为27cm3，平均重量为23.6g，比重为0.87，孔隙率为68％，形态为圆柱型。
所述微生物复合填料的性向分析结果为：SiO2:47.6％；Al2O3：8.9％；CaO：0.6％；MgO：0.42％；Fe2O3：3.79％；P2O5：0.13％。
实施例2
以北京通州马驹桥再生水厂为例，该污水处理厂进水水量为20000m3/d,进水BOD为200mg/L，根据进水量及进水BOD计算，需要4台使用除臭微生物培养罐，复合填料需使用1600kg，将实施例1制备的填料按照400kg/台填充到培养罐内进行培养繁殖除臭微生物，通过24小时培养，其污水处理厂中的除臭微生物菌群个体数就可满足该污水处理厂的除臭作用，连续运1个月以上之后，按照GB18918-2002排放标准测试其无组织排放臭气指标，其结果参见表1，表1为本发明实施例2提供的臭气处理结果：
表1本发明实施例2提供的臭气处理结果
Figure BDA0003232318770000051
实施例3
以淮南潘集污水处理厂为例，该污水处理厂进水水量为40000m3/d，进水BOD为160mg/L，根据进水量及进水BOD计算，需要8台使用除臭微生物培养罐，复合填料需使用2560kg，将实施例1制备的填料按照320kg/台填充到培养罐内进行培养繁殖除臭微生物，通过24小时培养，其污水处理厂中的除臭微生物菌群个体数就可满足该污水处理厂的除臭作用，连续运1个月以上之后，按照GB18918-2002排放标准测试其无组织排放臭气指标，其结果参见表2，表2为本发明实施例3提供的臭气处理结果：
表2本发明实施例3提供的臭气处理结果
Figure BDA0003232318770000061
实施例4
以北京通州台湖第二再生水厂为例，该污水处理厂进水水量为10000m3/d，进水BOD为200mg/L，根据进水量及进水BOD计算，需要2台使用除臭微生物培养罐，复合填料需使用800kg，将实施例1制备的填料按照400kg/台填充到培养罐内进行培养繁殖除臭微生物，通过24小时培养，其污水处理厂中的除臭微生物菌群个体数就可满足该污水处理厂的除臭作用，连续运1个月以上之后，按照GB18918-2002排放标准测试其无组织排放臭气指标，其结果参见表3，表3为本发明实施例4提供的臭气处理结果：
表3本发明实施例4提供的臭气处理结果
Figure BDA0003232318770000071
由表1、表2、表3可知，采用本发明提供的微生物复合填料对废水进行处理，能够显著提高对于臭气物质的处理效果。
在主工艺系统调试稳定后，除臭微生物培养设备培养12～24h，即可起到除臭效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种微生物复合填料，其特征在于，包括：
60～70wt％的矿物质原料；
5～10wt％的表面活性剂；
10～20wt％的亲水亲和物质；
15～25wt％的粘结剂；
其中，所述矿物质原料包括火山灰以及选自腐殖土、泥炭、沸石、明矾石、高岭土和褐铁矿石中的一种或多种原料；所述火山灰占所述矿物质原料的15wt％～25wt％；
所述表面活性剂选自羟基化合物类起泡剂；
所述亲水亲和物质选自硅藻土、淀粉、石灰石、活性炭和碳酸钙中的一种或多种；
所述粘结剂选自硅酸钠和硅酸盐水泥中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的微生物复合填料，其特征在于，所述矿物质原料包括质量比为10～15:15～25:10～20:1～5:1～5:5～10:1～5的火山灰、腐殖土、泥炭、沸石、明矾石、高岭土和褐铁矿石。
3.根据权利要求2所述的微生物复合填料，其特征在于，所述矿物质原料包括质量比为13:21:15:3:3:7:3的火山灰、腐殖土、泥炭、沸石、明矾石、高岭土和褐铁矿石。
4.根据权利要求1所述的微生物复合填料，其特征在于，所述表面活性剂选自F550或Florrea。
5.根据权利要求1所述的微生物复合填料，其特征在于，所述亲水亲和物质包括质量比为3～8:1～3:1～5:3～8的硅藻土、淀粉、石灰石和碳酸钙。
6.根据权利要求5所述的微生物复合填料，其特征在于，所述亲水亲和物质包括质量比为5:2:3:5的硅藻土、淀粉、石灰石和碳酸钙。
7.根据权利要求1所述的微生物复合填料，其特征在于，所述粘结剂为硅酸盐水泥。
8.权利要求1～7任意一项所述的微生物复合填料的制备方法，包括以下步骤：
将矿物质原料和亲水亲和物质研磨粉碎后与表面活性剂、粘结剂和水混合均匀，成型、干燥后得到微生物复合填料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，将矿物质原料和亲水亲和物质研磨粉碎至150目以下。
10.权利要求1～7任意一项所述的微生物复合填料在水处理中的应用。
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