一种基于多形态碳材料的生物膜反应器及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种基于多形态碳材料的生物膜反应器及其制备方法，包括以下步骤：将微晶纤维素溶液中加入活性炭催化剂颗粒的溶液，再加入羧甲基纤维素钠混合，接枝丙烯酸单体，形成改性纤维素溶胶；将改性纤维素溶胶涂覆于多孔碳纤维无纺布的内表面和外表面，再用多孔碳纤维无纺布上下包覆，得到生物膜前驱体，置于叔丁醇溶液中，置于低温环境中快速冷冻处理，再经真空冷冻干燥，得到多形态碳材料的生物膜反应器载体；将含菌种的活性污泥分散于多形态碳材料的生物膜反应器载体周围，从基于多形态碳材料的生物膜反应器的一边注入含氮污水，启动曝气系统，同时打开进水口和排水口，采用连续进水的方式继续培养，得到基于多形态碳材料的生物膜反应器。

A Biofilm Reactor Based on Multi-form Carbon Materials and Its Preparation Method

The invention provides a biofilm reactor based on multi-morphological carbon materials and a preparation method thereof, which comprises the following steps: adding the solution of microcrystalline cellulose solution with activated carbon catalyst particles, mixing with sodium carboxymethyl cellulose, grafting acrylic monomer to form a modified cellulose sol, and coating the modified cellulose sol on the inner surface and outer surface of porous carbon fiber nonwoven fabric. The biofilm precursors were coated with porous carbon fibre nonwovens, placed in tert-butanol solution, frozen rapidly in low temperature environment, and then dried by vacuum freezing to obtain biofilm reactor carriers of multi-morphological carbon materials. The activated sludge containing bacteria was dispersed around the biofilm reactor carriers of multi-morphological carbon materials from the biofilm reactor carriers based on multi-morphological carbon materials. Nitrogen-containing wastewater was injected into one side of the biofilm reactor, and the aeration system was activated. At the same time, the water intake and drainage outlet were opened. The biofilm reactor based on multi-form carbon materials was obtained by continuous feeding.

【技术实现步骤摘要】
一种基于多形态碳材料的生物膜反应器及其制备方法
本专利技术属于污水处理
，具体涉及一种基于多形态碳材料的生物膜反应器及其制备方法。
技术介绍
生物膜反应器属于有机污水及含营养物质的污水的好养处理技术，生物膜反应器对污水中氮的转化方式包括氨化、硝化作用、反硝化作用和同化作用等，生物膜反应器的外层有好氧硝化菌和氨氧化菌微生物为主体的好氧层，深部由于氧传递受阻形成有反硝化菌等厌氧菌存在的厌氧区，微生物通过细胞外蛋白酶的水解作用使含氮有机物转化为氨基酸，再经内脱氨基反应成氨(即氨化作用)，氨经自氧菌氧化为硝酸氮和亚硝酸氮(即硝化作用)，硝酸氮和亚硝酸氮在反硝化菌的作用下呗换成为气态氮(即反硝化作用)，其中在生物处理的过程中，污水中的部分氮、氨氮或者有机氮被同化成微生物细胞的组成(即同化作用)。生物膜反应器具有很强的吸附能力，对去除有机物和脱氮都有很好的处理效果，而且生物膜反应器具有较高的容积符合，不需要污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，管理方便，水质对其影响较小，且污泥产量一定，不会高高于活性污泥法，因此生物膜反应器是污水生物处理的主要技术之一。目前生物膜反应器的类型根据微生物在载体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多形态碳材料的生物膜反应器，其特征在于，所述基于多形态碳材料的生物膜反应器包括多形态碳材料的生物膜反应器载体，所述多形态碳材料的生物膜反应器载体由外到里依次包括外层、内层和芯层，所述外层包覆内层和芯层的四周，所述内层与芯层相互渗透，所述外层为多孔碳纤维无纺布，所述内层为生物质碳气凝胶，所述芯层为活性炭催化剂颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种基于多形态碳材料的生物膜反应器，其特征在于，所述基于多形态碳材料的生物膜反应器包括多形态碳材料的生物膜反应器载体，所述多形态碳材料的生物膜反应器载体由外到里依次包括外层、内层和芯层，所述外层包覆内层和芯层的四周，所述内层与芯层相互渗透，所述外层为多孔碳纤维无纺布，所述内层为生物质碳气凝胶，所述芯层为活性炭催化剂颗粒。2.根据权利要求1所述的一种基于多形态碳材料的生物膜反应器，其特征在于，所述多孔碳纤维无纺布的厚度为2.5-4mm，孔径为3-5μm，孔隙率为42-56％。3.权利要求1-2所述的任一一种基于多形态碳材料的生物膜反应器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将微晶纤维素溶液中加入活性炭催化剂颗粒的溶液，混合均匀，加入羧甲基纤维素钠，剧烈搅拌，加入丙烯酸单体和引发剂，加热反应，形成改性纤维素溶胶；(2)将步骤(1)制备的改性纤维素溶胶涂覆于多孔碳纤维无纺布的内表面和外表面，再用多孔碳纤维无纺布上下包覆，得到生物膜前驱体；(3)将步骤(2)制备的生物膜前驱体置于叔丁醇溶液中，置于低温环境中快速冷冻处理，再经真空冷冻干燥，得到多形态碳材料的生物膜反应器载体；(4)将含菌种的活性污泥分散于步骤(3)制备的多形态碳材料的生物膜反应器载体周围，从基于多形态碳材料的生物膜反应器的一边注入含氮污水，待基于多形态碳材料的生物膜反应器被充分浸渍...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶青，许萌，罗书平，王哲，
申请(专利权)人：浙江工业大学上虞研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33