一种改性凹凸棒土颗粒的制备方法及利用其加速厌氧污泥颗粒化的方法技术

本发明专利技术公开了一种改性凹凸棒土颗粒的制备方法及利用其加速厌氧污泥颗粒化的方法，属于水处理技术领域。本发明专利技术是在UASB反应器底部形成由厌氧颗粒污泥和改性凹凸棒土颗粒形成的厌氧污泥床，凹凸棒土经聚季铵盐‑7改性后用海藻酸钠造粒，然后投加到厌氧污泥中，改性凹凸棒土颗粒占UASB反应器有效体积的2％～5％；废水由反应器底部自下而上通过反应器，向上的水流和产生的气体在反应器内上升，产生较好的搅拌效果，使污泥床反应区上部形成悬浮污泥层。本发明专利技术通过在活性污泥中加入改性凹凸棒土颗粒，能够增强污泥的活性和絮凝性，提高活性污泥胞外多聚物含量，缩短污泥颗粒化进程，从而提高反应器去除效率，且本发明专利技术成本较低，稳定性好。

Method for preparing modified attapulgite soil and method for accelerating granulation of anaerobic sludge by using same

The invention discloses a method for preparing modified attapulgite soil particles and a method for accelerating the granulation of anaerobic sludge by using the same, belonging to the technical field of water treatment. The invention is formed by anaerobic granular sludge and modified attapulgite particles formed in the UASB anaerobic sludge bed reactor bottom, attapulgite by polydadmac 7 after modification with sodium alginate added in anaerobic sludge granulation, and then, the modified attapulgite particles for the UASB reactor has a volume of 2%. ~ 5%; waste water from the bottom of the reactor bottom through the reactor, the upward flow of water and gas rising in the reactor has good mixing effect, so that the upper part of the sludge bed reaction zone formation of suspended sludge layer. By adding the modified attapulgite particles in activated sludge can enhance the activity and flocculation of sludge, increase of extracellular polymeric substances from activated sludge content, shorten granulation process, thereby improving the removal efficiency of the reactor, and the invention has low cost, good stability.

【技术实现步骤摘要】
一种改性凹凸棒土颗粒的制备方法及利用其加速厌氧污泥颗粒化的方法
本专利技术涉及水处理
，更具体地说，涉及一种改性凹凸棒土颗粒的制备方法及利用其加速厌氧污泥颗粒化的方法。
技术介绍
UASB反应器，即上流式厌氧污泥床反应器，是一种污水厌氧生物处理装置，又叫升流式厌氧污泥床反应器，是由荷兰的Lettinga教授在1977年开发出来的。污水自下而上通过厌氧污泥床反应器，反应器底部是高浓度、高活性的污泥层，大多数有机物在此被转化为CH4、CO2。上升的水流和产生的硝化气体使污泥层上方形成相对稀薄的悬浮污泥层。UASB反应器上方设置有三相分离器，气体被收集至三相分离器的集气室中，脱气后的颗粒污泥沉淀至反应区的污泥层，清水经顶部集水装置收集从出水堰流出。UASB反应器具有设备简单、运行方便、无需设置沉淀池和污泥回流、无需填充材料等优点。但现有UASB反应器的启动时间较长，受颗粒污泥的性能影响较大，因此高效启动UASB反应器的关键就在于培养沉降性能好的厌氧颗粒污泥，缩短污泥颗粒化的进程。目前，大量国内外研究者都在致力于加速污泥颗粒化技术的研究，并取得了一定的成效，目前应用较为广泛的方法主要有添加无机金属盐、高速搅拌法、投加有机高聚物和投加惰性载体颗粒物。其中，投加无机金属盐，利用其电中和静电吸附及吸附架桥等作用可以起到促进颗粒污泥初成体的聚集和粘结的作用，但一些重金属离子会对厌氧颗粒污泥的产甲烷活性产生较强的抑制作用，从而影响颗粒化进程，且多数金属离子易与厌氧体系中的CO32-结合形成沉淀物，在反应器内部结垢难以降解除去。高速搅拌法可以加大泥水接触面积，高效保障了污泥营养物质的供应，但其必须使用高活性的厌氧污泥且操作工艺繁琐，能耗较高。投加有机高聚物所用高聚物通常为阳离子型，而该类化合物大多对微生物有一定毒性，并抑制厌氧微生物的活性，因此其添加对污泥的颗粒化过程虽有一定促进作用，但成效不大，难以满足使用要求，尤其是在培养中后期，这些有机高聚物对厌氧微生物的抑制性开始起主导作用。投加惰性载体颗粒物，如粉末沸石，硬硅钙纤维粒子等，可加快厌氧微生物在其表面的富积，加快污泥颗粒化，但因添加惰性材料不可生物降解，久而久之就降低了反应器的有效容积，且投加过量的颗粒会阻碍污泥初成体的聚集和粘结，对于颗粒污泥的成长有害无益。因此，开发一种新的且效果较好的污泥颗粒化加速方法一直都是国内外研究者想要解决的技术难题。经检索，关于缩短污泥颗粒化进程的专利报道已有相关公开。如中国专利技术专利CN201310169107.4公开了一种加速厌氧污泥颗粒化的方法，该申请案是向污泥混合液体系中同时添加颗粒活性炭和聚季铵盐，利用颗粒活性炭和高聚物在一定程度上能够有效加速污泥的颗粒化速度，增强污泥颗粒化效果，但活性炭的成本相对较高，从而导致其工程化应用受到限制。凹凸棒土(富镁硅酸盐粘土矿物)是我国产量丰富且成本低廉的一种粘土矿物，内部多孔道、空腔，比表面积大，能够加大微生物与惰性核心的接触面积，加快微生物在其表面的聚集。因此，已有研究者将凹凸棒土用于颗粒污泥的培养，以期能够缩短污泥颗粒化的时间，加速污泥颗粒化进程，如，中国专利技术专利CN201410074518.X公开了一种利用改性凹凸棒土培养好氧硝化颗粒污泥的方法，该方法是将凹凸棒原土粉碎后使用硫酸进行改性处理，然后筛选适当粒径范围的改性凹凸棒进行焙烧处理，并将焙烧后的改性凹凸棒用于好氧硝化活性污泥的培养。采用该申请案的改性凹凸棒对活性污泥进行培养虽然在一定程度上能够缩短污泥颗粒化的时间，其COD去除率也相对较高，但该申请案中凹凸棒易发生分散、稳定性相对较差，从而影响污泥颗粒化的效果。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有UASB反应器所用厌氧污泥的颗粒化进程相对较慢，活性污泥的性能有待进一步提高，从而导致UASB反应器的启动较慢，对污水的处理效果难以满足要求的不足，提供了一种改性凹凸棒土颗粒的制备方法及利用其加速厌氧污泥颗粒化的方法。本专利技术通过在活性污泥中添加改性凹凸棒土颗粒，从而能够强化、促进微生物的絮凝作用，加快污泥颗粒化进程，并提高活性污泥胞外多聚物的含量，进而提高反应器的去除效率，保证污水处理效果。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种改性凹凸棒土颗粒的制备方法，该方法首先对凹凸棒土进行酸活化处理，然后进行改性处理获得改性凹凸棒土，对改性凹凸棒土进行造粒即得到本专利技术的改性凹凸棒土颗粒，其具体步骤如下：(1)酸活化：向凹凸棒土原土中加入盐酸溶液，于室温下振荡、静置沉淀后过滤，然后采用去离子水洗涤至pH值为7，并于100℃～120℃烘箱中烘干，经研磨、过筛后得到酸活化凹凸棒土；(2)改性处理：以聚季铵盐-7为改性剂，对酸活化凹凸棒土进行有机改性，得到改性凹凸棒土；(3)造粒：将改性处理后的凹凸棒土与海藻酸钠按一定比例经自动制丸机造粒，即得到改性凹凸棒土颗粒，密封保存。更进一步的，所述步骤(1)中采用摩尔浓度为0.5mol/L～2.5mol/L的盐酸溶液对凹凸棒土原土进行酸活化处理，且凹凸棒土原土与盐酸溶液的质量比为1:20～1:10。更进一步的，所述步骤(2)中将酸活化凹凸棒土5～10份，聚季铵盐-71～3份，去离子水50～60份和乙醇50～60份置于80℃下搅拌反应60min～100min，从而对凹凸棒土进行改性处理。更进一步的，所述步骤(2)中所用乙醇的浓度为90％～95％。更进一步的，所述步骤(3)中改性凹凸棒土与海藻酸钠的混合比例为10:1～15:1，并加入去离子水进行造粒处理。更进一步的，所述步骤(3)中所得改性凹凸棒土颗粒的粒径为2mm～4mm。本专利技术的一种利用改性凹凸棒土颗粒加速厌氧污泥颗粒化的方法，其步骤为：步骤一、改性凹凸棒土颗粒的制备：采用权利要求1-6中任一项所述的方法制备改性凹凸棒土颗粒；步骤二、将改性凹凸棒土颗粒加入UASB反应器的污泥床层形成颗粒污泥，改性凹凸棒土颗粒的添加量占反应器有效体积的2％～5％，并控制反应器内的水流上升流速为0.6m/h～0.8m/h，水温保持在35℃～38℃。更进一步的，所述UASB反应器的底部设有布水装置，该布水装置安装于污泥床层内部且与进水管相连，污泥床层的上方为悬浮污泥层；所述反应器的顶部设有三相分离器，三相分离器上部设有集气室，该集气室与沼气出气管相连；所述反应器的上方还设有集水装置和出水堰。更进一步的，控制UASB反应器内颗粒污泥的浓度为60g/L～100g/L，悬浮污泥层浓度为10g/L～50g/L，进水悬浮物浓度低于200mg/L，进水pH值为6.8～7.5。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：(1)本专利技术的一种利用改性凹凸棒土颗粒加速厌氧污泥颗粒化的方法，使用价格低廉、来源广泛的凹凸棒土，能够显著降低运行成本，将凹凸棒土酸活化后，利用聚季铵盐-7对其进行有机改性，并通过海藻酸钠对改性凹凸棒土造粒，将上述改性凹凸棒土造粒加入UASB反应器的污泥床层，从而能够增强改性凹凸棒土颗粒的紧密性，提高反应器的运行稳定性和颗粒污泥的絮凝性，对活性污泥进行优化，缩短污泥颗粒化进程，提高UASB反应器的去除效果。(2)本专利技术的一种利用改性凹凸棒土颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性凹凸棒土颗粒的制备方法，其特征在于：该方法首先对凹凸棒土进行酸活化处理，然后进行改性处理获得改性凹凸棒土，对改性凹凸棒土进行造粒即得到本专利技术的改性凹凸棒土颗粒，其具体步骤如下：(1)酸活化：向凹凸棒土原土中加入盐酸溶液，于室温下振荡、静置沉淀后过滤，然后采用去离子水洗涤至pH值为7，并于100℃～120℃烘箱中烘干，经研磨、过筛后得到酸活化凹凸棒土；(2)改性处理：以聚季铵盐‑7为改性剂，对酸活化凹凸棒土进行有机改性，得到改性凹凸棒土；(3)造粒：将改性处理后的凹凸棒土与海藻酸钠一起经自动制丸机造粒，即得到改性凹凸棒土颗粒，密封保存。

【技术特征摘要】
1.一种改性凹凸棒土颗粒的制备方法，其特征在于：该方法首先对凹凸棒土进行酸活化处理，然后进行改性处理获得改性凹凸棒土，对改性凹凸棒土进行造粒即得到本发明的改性凹凸棒土颗粒，其具体步骤如下：(1)酸活化：向凹凸棒土原土中加入盐酸溶液，于室温下振荡、静置沉淀后过滤，然后采用去离子水洗涤至pH值为7，并于100℃～120℃烘箱中烘干，经研磨、过筛后得到酸活化凹凸棒土；(2)改性处理：以聚季铵盐-7为改性剂，对酸活化凹凸棒土进行有机改性，得到改性凹凸棒土；(3)造粒：将改性处理后的凹凸棒土与海藻酸钠一起经自动制丸机造粒，即得到改性凹凸棒土颗粒，密封保存。2.根据权利要求1所述的一种改性凹凸棒土颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中采用摩尔浓度为0.5mol/L～2.5mol/L的盐酸溶液对凹凸棒土原土进行酸活化处理，且凹凸棒土原土与盐酸溶液的质量比为1:20～1:10。3.根据权利要求1所述的一种改性凹凸棒土颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中将酸活化凹凸棒土5～10份，聚季铵盐-71～3份，去离子水50～60份和乙醇50～60份置于80℃下搅拌反应60min～100min，从而对凹凸棒土进行改性处理。4.根据权利要求3所述的一种改性凹凸棒土颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中所用乙醇的浓度为90％～95％。5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种改性凹凸棒土颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆，黄辉，任洪强，王姗姗，
申请(专利权)人：南京大学宜兴环保研究院，南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32