用于废水处理的载体及方法技术

一种发酵废水的厌氧固定化细胞制备方法，是一种废水生物处理的新方法，主要用于环境保护之中。本发明专利技术可以广泛用于啤酒废水、缫丝废水、豆制品废水、屠宰废水、糖蜜废水、味精废水等，以及农副产品加工业有机废水的处理。无论是高、低浓度的废水，还是负荷的大、小，均能保持正常处理状态。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种发酵废水的厌氧固定化细胞制备方法，涉及环境保护中废水生物处理方法。废水生物处理法有好氧、厌氧两大类，而厌氧有能耗低、可回收能源、污泥生成量少等优点，是目前国内外广泛采用的生物处理法。其中的生物膜法是利用附着在各种滤料或塑料转盘上的微生物对有机废水进行降解、净化。而不同的介质及其附着物，直接影响污水净化的效果。英国人安·威奥凯(A·Wilkie)用塑料环、珊瑚、贝壳、耐火砖碎片做介质，COD去除率为67～73%，甲烷产率为0.29～0.39m3/gCOD，滞留时间6天，运转20天以上才达到产甲烷最高峰。(第四届国际厌氧消化论文集，P162-173，1985)加拿大人瓦顿·彼尔(Van·den、Berg)等人用针穿过孔的聚酯作载体、废水降解及产甲烷活动在其形成的生物膜上进行，滞留期1天，处理浓度10g/l以下的蔗糖废水，COD去除率超过75%，但滞留期为半天时，COD去除率竟降低50%(文件同上)。国内最新资料是在1983年全国工业生化会议上，广东微生物研究所和香港中文大学生化系宣读了共同研制的论文。由于他们使用的载体是大颗的陶珠，其孔隙大而不细密，加之陶珠表面光滑，许多孔隙又被封住，在经过固定化细胞处理后用扫描电镜观察，表面菌体极少，内部也不能大量附着菌体，其实用效果是在COD负荷为10.7kg/m3·d时，COD去除率仅57～66%，所产沼气的甲烷含量亦低，仅57～66%。当COD负荷提高到13.7kg/m3·d时，其污水处理效率即明显下降，适用范围比较狭窄。另外，他们使用的载体原料是粘土，不仅机械强度差，而且使用寿命也短，在实际使用时，还会带来其他不良效果。本专利技术的目的在于制造出一种廉价、强度高、固定生物细胞性能好的无机多孔性材料作载体，以及适宜大量推广应用于有机废水处理的方法。我们采用了如下的方法，使本专利技术的目的得以解决;首先，我们用四川省自贡市天池山丰富的页岩作为烧制载体的原料，使载体既廉价又强度高。在烧制工艺中，原料搅拌时，我们用比谷壳更细的锯木屑按一定的比例作为增加载体孔隙的外加料加入搅拌，使制成的载体比重轻、无毒。我们不是以烧制成的陶珠(或陶粒)作为载体的成品，而是对其进行了再加工，以破坏封住孔隙的光滑表面，我们采用高速对辊机将半成品破碎、筛选、冲洗和烘干，尽量将细而密的孔隙露出，增大了载体的比表面积。我们在自贡市陶粒厂进行试验性加工的结果，所获得的载体完全达到了廉价、强度高、比表面积大和无毒的特点，其化学成份和物理参数如下(1)SiO2是60～70%，(2)Al2O3是10～20%，(3)Fe2O2是5～20%，(4)CaO是5～20%，松散容重为600～900kg/m3;机械振荡磨损破碎率为1.85～2.00%之间;总孔隙率为65～85%之间。该载体的售价，据工厂推算每立方米为200～250元。我们将载体与驯化后处于对数生长期的厌氧细菌充分接触后再装入反应器中，在室温条件下，上流式逐滴加醋酸钙合成配水或生产厂的有机废水，将反应器流出物收集起再返回逐滴流加，如此循环多次，即可使厌氧菌牢固地附着在载体表面和内部小孔隙内，即制成了用于处理有机废水的厌氧固定化细胞。用扫描电镜观察，厌氧菌群体不仅附着在载体表面，而更多地存在于载体的孔隙之内。在同等条件下测定，每立方载体固定的菌体量是活性养氧化铝的1.59倍，瓷粒的2.49倍。本专利技术的优点表现在四个方面一是在处理废水的运行过程中稳定性好在10～35℃范围，废水COD1000～12000mg/l范围，废水处理运行均能保持正常状态，COD去除率保持在90%以上;当COD负荷由4kg/m3·d变动至15kg/m3·d时，其COD去除率波动小于4%，当停用半年后，只要添加废水即可很快启动，COD去除率仍维持在90%以上，而且在连续三个月的运行中无堵塞现象。二是适应性广用本法制备的厌氧固定化细胞，不仅可处理人工合成配水，而且可以广泛用于啤酒废水，缫丝废水、豆制品废水、屠宰废水、糖蜜废水、味精废水等，以及农副产品加工业有机废水的处理;无论是对高浓度还是低浓度废水，无论是对高负荷还是低负荷处理，均能保持正常处理状态。三是净化废水的生物活性高、启动快在COD负荷4～12kg/m3·d时，COD去除率93%以上，COD负荷升至15kg/m3·d时，其去除率仍在90%以上，COD负荷为17～32kg/m3·d，COD去除率仍可保持在80%以上;产气率一般为0.46m3/kgCOD，其中甲烷含量在87%左右，二氧化碳仅11%左右;在小型柱式反应器中，从流加废水开始，只需5小时左右即可启动。四是固定化细胞制备成本低应用本专利技术制成的载体每立方米的价格是200～250元，比活性氧化铝、活性碳便宜5～8倍，因此作为反应器活性填料，其成本较低廉。实施例1取四川自贡天池山页岩捣细成浆，按1至15比100公斤的比例加入木屑作增孔外加料，经搅拌、成浆、滚圆、烘干、熔烧成半成品后，再用高速对辊机粉碎，经水洗后烘干，最后用30目至34目网筛筛选，包装备用。实施例2用3000ml培养基(成分NH4Cl 750mg/l，MgCl2·6H2O 214mg/l，K2HPO4·3H2O 520mg/l，Ca(CH3COO)2·H2O 2500mg/l，C2H5OH 1215mg/l，Na2S·9H2O 300mg/l，Na2CO3305mg/l)与啤酒厂污泥600ml混合均匀，30℃厌气培养5～7天，待产生较多气泡即菌种活化完毕、备用。实施例3称取1000克载体与上述3600ml培养物混合，室温下和厌氧条件下静置3天以上，然后搅拌均匀装入容积为4升(φ7cm，h105cm)的间歇膨胀床反应器中。用醋酸钙合成配水(COD10000mg/l)流加，流加速度为2ml/分钟。流出液仍含大量污泥，再返回反应器继续流加，如此循环处理5天以上，厌氧菌便固着在载体上了。用含Na2S 0.03%的自来水冲洗，可除去未固定的游离细菌，亦可不冲洗直接用于废水处理。实施例4人工合成配水成分与活化培养基相同，其COD为3500mg/l左右，反应器装置与上同。将人工配水由反应器底部注入，在污水处理过程中产生的沼气由反应器顶部排出，计量。处理后的水由上部流出。COD负荷为12kg/m3·d，滞留时间7.2小时，温度为30℃。其COD去除率为95.8%，产气率0.46m3/kgCOD，其中甲烷(CH4)含量为88.07%。权利要求1.一种废水处理方法，通过发酵废水的厌氧固定化细胞的制备，获得处理有机废水的厌氧细胞群体，其特征在于使用的载体是无机多孔性材料，化学成份为SiO2(60～70%)，Al2O3(10～20%)，Fe2O3(5～20%)，CaO(5～20%)；松散容重为600～900kg/m3。2.将无机多孔性材料用于废水处理的方法，其特征在于在制备发酵废水厌氧固定化细胞时，菌体(细胞)与载体充分接触后，在厌氧条件下静置3天以上，挂上菌膜后再间歇进水循环流加。3.根据权力要求1或2所述废水 处理方法，其特征在于用木屑作载体烧制前的孔隙外加料。4.根据权利要求1或2所述废水 处理方法，其特征在于载体不是直接烧制而成的陶粒为成品，而是进行了再加工，最后在22目至44目网筛中筛选。全文摘要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废水处理方法，通过发酵废水的厌氧固定化细胞的制备，获得处理有机废水的厌氧细胞群体，其特征在于使用的载体是无机多孔性材料，化学成份为：ＳｉＯ↓［２］（６０～７０％），Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］（１０～２０％），Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］（５～２０％），ＣａＯ（５～２０％）；松散容重为６００～９００Ｋｇ／ｍ↑［３］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘之慧，王西俜，杨俊仕，王永然，吴付良，
申请(专利权)人：中国科学院成都生物研究所，四川自贡陶粒厂，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]