專利名稱：生物海綿鐵的制備及其在水處理中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于污水處理的微生物固定化載體，具體涉及一種生物海綿鐵。
背景技術(shù)：
水污染，尤其是N、P元素的污染是我國環(huán)境保護(hù)面臨的主要問題之一。污水生化處理技術(shù)是污水處理中的主要技術(shù)，作為一種經(jīng)濟(jì)有效的手段，在防止水體污染，提高水體功能方面發(fā)揮著極其重要的作用。目前，污水生化處理工藝不斷更新，但對N、P元素及難降解有機(jī)物的處理普遍存在投資大，效果不理想的問題。提高污水生化處理效果，特別是N、P的處理效果，降低運(yùn)行成本，是目前污水生化處理中亟待解決的主要問題。
微生物固定化技術(shù)是將微生物限定在一定區(qū)域保持活性反復(fù)利用的方法。固定化微生物技術(shù)用于廢水處理，具有一系列優(yōu)點(diǎn)，如可以在反應(yīng)器內(nèi)保持高生物濃度，反應(yīng)啟動速度快，污泥齡提高，處理效率高，操作穩(wěn)定，固液分離簡單，耐毒害能力增強(qiáng)，微生物流失少，污水設(shè)備小型化，剩余污泥少等優(yōu)點(diǎn)。與游離細(xì)胞相比，明顯地顯示出優(yōu)越性。因此，該技術(shù)在有機(jī)污染物污水治理中越來越受到關(guān)注，成為改善污水生化工藝的主要手段。目前，微生物的固定化方法主要有吸附固定法，交聯(lián)固定法和包埋固定法等幾種，但他們多采用特殊的天然或人工合成高分子材料進(jìn)行微生物的固定化，效果上僅具有固定微生物的作用，普遍存在成本高，效果單一，實(shí)用性差的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種成本低、水處理效果好、速度快，特別是對污水中P元素的去除率高的生物海綿鐵。
本發(fā)明的另一目的是提供該生物海綿鐵在處理污水中的應(yīng)用。
本發(fā)明的生物海綿鐵，是由下述工藝制備而成①預(yù)處理將海綿鐵做成2～5cm的粒狀，在清水中浸泡4～12h，然后沖洗；②生物海綿鐵的制作在生化反應(yīng)器中，投加上述經(jīng)預(yù)處理的海綿鐵，并通入pH值為6～9的待處理污水直至反應(yīng)器中的海綿鐵完全浸沒，再加入活性污泥作為接種菌群，于悶曝條件下進(jìn)行微生物馴化和固定化反應(yīng)，待反應(yīng)器出水水質(zhì)指標(biāo)趨于穩(wěn)定時，即認(rèn)為生物海綿鐵的制作完成。
本發(fā)明的生物海綿鐵，應(yīng)用于污水處理，是將生物海綿鐵置于普通生化處理池中，在好氧的條件下處理污水。
本發(fā)明的生物海綿鐵與現(xiàn)有普通污水處理工藝或微生物固定化載體技術(shù)比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、污水處理效果好，處理速度快本發(fā)明的生物海綿鐵是以海綿鐵為載體填料，采用吸附的方法通過人工接種活性污泥而形成的一種固定化生物體系。海綿鐵作為生物固定化載體填料具有以下優(yōu)點(diǎn)①由于海綿鐵特殊的海綿狀立體結(jié)構(gòu)，為微生物的富集生長提供充足的空間，為生化反應(yīng)器中各種好氧、兼氧及厭氧微生物的協(xié)同共生提供良好的“微環(huán)境”；②由于海綿鐵特殊的化學(xué)成分，可以形成大量原電池，電極反應(yīng)產(chǎn)生的新生態(tài)的Fe+2和進(jìn)一步氧化生成的Fe+3以及它們的水化物，在沉淀、絮凝、吸附和卷掃等作用下，使出水中的P指標(biāo)大幅度降低；③具有生物鐵的作用，兼具化學(xué)除P和生物內(nèi)電解作用的多功能微生物吸附載體，可以強(qiáng)化活性污泥的凈化功能，加強(qiáng)污水中COD、NH3-N的去除效果。
2、成本低傳統(tǒng)的生物除P工藝普遍采用厭氧—好氧、厭氧—缺氧—好氧或厭氧—好氧—化學(xué)沉淀的工藝，不僅流程長，而且需要大量的污泥回流；而本發(fā)明將生物海綿鐵置于普通生化處理池中，就可以使出水中的P指標(biāo)大幅度降低，工藝簡單，占地小，投資少，運(yùn)行成本低。
3、本發(fā)明的生物海綿鐵用于處理城市污水，在P≤5mg/L，HRT＝8h的運(yùn)行條件下，可使出水中P達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中一級A標(biāo)準(zhǔn)。
4、本發(fā)明的生物海綿鐵用于污水處理，運(yùn)行管理方便，設(shè)備可?？赊D(zhuǎn)，不影響處理效果，整個設(shè)備停止運(yùn)行較長時間，恢復(fù)曝氣一周后處理效果即可恢復(fù)正常。
5、本發(fā)明的生物海綿鐵，兼有生物與化學(xué)除磷的雙重功能，因此與傳統(tǒng)的生物除磷工藝相比，大大減少了污泥排放量。
具體實(shí)施例方式
下面通過具體實(shí)施例，對本發(fā)明生物海綿鐵處理污水的效果加以進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1本發(fā)明生物海綿鐵處理生活污水1、海綿鐵的選擇與預(yù)處理本發(fā)明選擇的海綿鐵，具有適合微生物繁殖、生長和保持活性的空間結(jié)構(gòu)特征。其具體特征見表1表1海綿鐵的組成及各項性能指標(biāo)

將海綿鐵做成2～5cm的粒狀，在清水中浸泡4～12h，然后沖洗。
2、生物海綿鐵的制作在生化反應(yīng)器中，投加上述海綿鐵填料，并通入待處理污水直至反應(yīng)器中的海綿鐵填料完全浸沒，再加入接種污泥，于悶曝條件下進(jìn)行微生物馴化和固定化反應(yīng)。待反應(yīng)器出水水質(zhì)指標(biāo)趨于穩(wěn)定時，即認(rèn)為生物海綿鐵的制作完成。
3、生物海綿鐵應(yīng)用于生活污水處理3.1廢水水質(zhì)，見表2表2廢水水質(zhì)

3.2污水處理工藝流程方法利用上述方法制作的生物海綿鐵在好氧的條件下處理污水。
3.3處理效果(1)采用厭氧—好氧生物海綿鐵柱串聯(lián)處理生活污水，在總HRT為8h、厭氧和好氧的HRT比例為3∶2條件下，盡管進(jìn)水各項指標(biāo)變化幅度較大，但出水COD平均為32mg/L，NH3-N＜1mg/L、TN＜8.5mg/L、TP＜0.5mg/L，完全達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中一級A標(biāo)準(zhǔn)。
(2)進(jìn)行加入不同量生物海綿鐵的SBR與普通活性污泥SBR處理生活污水效果的比較。試驗(yàn)結(jié)果表明，生物海綿鐵可以大大提高反應(yīng)器的處理效果，特別是脫N除P的效果，且處理效果與生物海綿鐵的投加量密切相關(guān)。當(dāng)生物海綿鐵加量為67g/L時COD的去除率最高，為100g/L時TN的去除率最高，海綿鐵加量越大，除磷的效果越好。當(dāng)海綿鐵加量為167g/L時，出水TP＜0.5mg/L，完全達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中一級A標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例2本發(fā)明生物海綿鐵處理高P生活污水1、海綿鐵的選擇與預(yù)處理本發(fā)明選擇的海綿鐵，具有適合微生物繁殖、生長和保持活性的空間結(jié)構(gòu)特征。其具體特征于實(shí)施例1相同。
將海綿鐵做成2～5cm的粒狀，在清水中浸泡4～12h，然后沖洗。
2、生物海綿鐵的制作在反應(yīng)器中，投加上述海綿鐵填料，并通入待處理污水直至反應(yīng)器中的海綿鐵填料完全浸沒，再加入接種污泥，于悶曝條件下進(jìn)行微生物馴化和固定化反應(yīng)。待反應(yīng)器出水水質(zhì)指標(biāo)趨于穩(wěn)定時，即認(rèn)為生物海綿鐵的制作完成。
3、生物海綿鐵處理高濃度含P生活污水3.1廢水水質(zhì)，見表3表3廢水水質(zhì)

3.2、工藝流程及處理效果采用生物接觸氧化-生物海綿鐵過濾的方法處理生活污水，在原水TP為10mg/L左右時，當(dāng)總停留時間為8h(其中生物海綿鐵過濾4h)時，出水平均TP＝3.67mg/L，平均去除率為62.16％；當(dāng)總停留時間為12h(其中生物海綿鐵過濾8h)時，出水平均TP＝0.65mg/L，平均去除率為93.30％；當(dāng)總停留時間為18h(其中生物海綿鐵過濾12h)時，出水平均TP＝0.548mg/L，平均去除率為94.41％。
權(quán)利要求
1.一種用于污水處理的生物海綿鐵，其特征在于是由下述工藝制備而成①預(yù)處理將海綿鐵做成2～5cm的粒狀，在清水中浸泡4～12h，然后沖洗；②生物海綿鐵的制作在生化反應(yīng)器中，投加上述經(jīng)預(yù)處理的海綿鐵，并通入pH值為6～9的待處理污水直至反應(yīng)器中的海綿鐵完全浸沒，再加入活性污泥作為接種菌群，于悶曝條件下進(jìn)行微生物馴化和固定化反應(yīng)，待反應(yīng)器出水水質(zhì)指標(biāo)趨于穩(wěn)定時，即認(rèn)為生物海綿鐵的制作完成。
2.如權(quán)利要求1所述用于污水處理的生物海綿鐵，其特征在于所述海綿鐵的組成如下全鐵96～97％，碳＜0.24％，錳0.35～1.0％，鉻＜0.010％，鎳＜0.038％，CaO＜0.01％，MgO＜0.051％。
3.如權(quán)利要求1所述用于污水處理的生物海綿鐵應(yīng)用于污水處理所述生物海綿鐵在好氧的條件下處理污水。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于污水處理的生物海綿鐵，是由下述工藝制備而成①預(yù)處理將海綿鐵做成2～5cm的粒狀，在清水中浸泡4～12h，然后沖洗；②生物海綿鐵的制作在生化反應(yīng)器中，投加上述經(jīng)預(yù)處理的海綿鐵，并通入pH值為6～9的待處理污水直至反應(yīng)器中的海綿鐵完全浸沒，再加入活性污泥作為接種菌群，于悶曝條件下進(jìn)行微生物馴化和固定化反應(yīng)，待反應(yīng)器出水水質(zhì)指標(biāo)趨于穩(wěn)定時，即認(rèn)為生物海綿鐵的制作完成。本發(fā)明的生物海綿鐵用于處理污水，大大提高了生化處理系統(tǒng)對P的去除效果，同時提高了微生物的活性，增加了生化處理效果，加快了處理速度。其工藝簡單、成本低，操作方便，也可作為生化處理后深度處理的除P濾料使用。
文檔編號C21B13/00GK1962483SQ200610104990
公開日2007年5月16日 申請日期2006年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月22日
發(fā)明者李 杰, 王亞娥 申請人:蘭州交通大學(xué)