一种反硝化脱氮细菌复合填料、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种反硝化脱氮细菌复合填料、制备方法及应用，属于水处理技术领域。1)制备方法如下：制备反硝化细菌菌剂，将亲水性聚氨酯海绵体材料浸泡于所述反硝化细菌菌剂中，浸泡结束后，加入至含氯化钙的饱和硼酸溶液中硬化、交联成固定化颗粒；2)配制缓释微生物促进剂，将所述固定化颗粒浸泡于缓释微生物促进剂中、取出经风干固化得到所述复合填料，所述的缓释微生物促进剂中含有琼脂、聚β‑羟基丁酸、聚羧酸盐、微生物所需营养物质和高分子胶粘剂，本发明专利技术将固定化包埋技术与生物强化技术结合而制备的新型反硝化脱氮细菌复合填料，相比现有技术中的填料，在实际运行中具有抗系统冲击力强、脱氮处理效率高的优点。

A composite filler for denitrifying and denitrifying bacteria, its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种反硝化脱氮细菌复合填料、制备方法及应用
本专利技术属于水处理
，具体涉及一种反硝化脱氮细菌复合填料、制备方法及应用。
技术介绍
目前我国污水处理厂的污水净化，出水标准逐渐提升，尤其总氮作为污水处理的一项重要常规指标，加之，随着人类对水体环境质量要求的提高，污水排放标准也得到提升。传统二级生物处理工艺在运行过程中很难实现高标准出水水质。为实现高标准的出水水质，生物强化、生物膜法、固定化微生物技术是常用的提标改造技术。生物强化技术是指生物处理系统中，投入具有特定功能的微生物、营养物，利用生物菌对特定污染物的分解作用加速降解，达到有效处理废水目标污染物的目的，是一种易操作、针对性强的污水处理技术，但该技术存在“流失问题”，需要不断投加特定功能微生物、营养物才能维持处理效果稳定。常见生物膜反硝化脱氮处理工艺如反硝化滤池、MBBR、FBBR等，滤料/填料表面附着微生物膜，生物膜工艺需要长时间的培养，才能起到挂膜作用，而且对填料/滤料填充率要求较高，一般在30％～70％，受水质波动、温度以及膜脱落的影响，材料表面附着反硝化细菌含量低，污水脱氮处理效果不稳定。固定化微生物载体技术是将微生物进行固定化于特制的高分子有机材料中，虽然提高了系统内微生物的含量，但这种材料存在着机械强度不高，损耗率较高，需要经常对载体进行更换，这就导致了使用固定化微生物技术的成本很高。将利用固定化微生物技术来提高填料的使用寿命及系统耐冲击负荷能力，是制备高效反硝化脱氮填料的关键问题。为了解决该问题，现有技术公开了相关申请案，中国专利申请号200910236439.3，授权公告日期为2012年9月5日的申请案公开了一种固定化微生物橡胶颗粒填料及其制备以及其应用，所述填料包括作为载体的橡胶颗粒，包埋剂以及用于提供微生物的微生物酶制剂，其中，所述橡胶颗粒与所述包埋剂以及与所述微生物酶制剂相互作用形成合成高分子凝胶，将所述微生物酶制剂中的微生物包埋固定在凝胶网络中，形成所述固定化微生物的橡胶颗粒填料，其制备方法主要为：1)将包埋剂配成溶液待用；2)将微生物酶制剂配成溶液与步骤(1)的溶液混合，搅拌均匀后得到胶体；(3)将橡胶颗粒与步骤(2)得到的所述胶体混合使之发生交联反应，即得到所述固定化微生物的橡胶颗粒填料。虽然固定化微生物的橡胶颗粒填料整体上增强了系统的耐冲击能力，然而所述固定化微生物的橡胶颗粒填料存在以下缺陷：填料仍需挂膜启动，且其传质效率受表面挂的生物膜以及污废水中的胶体颗粒等物质堵塞，填料的传质效率逐渐下降，填料内部微生物因长期处于贫营养状态，数量逐渐下降，处理效果难以长时间维持稳定，影响污水处理效果。中国专利申请号201010113043.2，授权公告日期为2011年7月13日的申请案公开了一种用于污水处理的填料及其制备方法，其填料的制备方法为：1)按照重量份数称取77～90份的聚氨酯泡沫材料、0.1～0.5份的微生物生长促进剂、0.1～0.3份的微生物活性激活剂、2～7份的活性生物酶制剂和8～15份的功能性活性污泥；二、将称取的聚氨酯泡沫材料放入到污水处理的反应器中，然后加入称取的微生物生长促进剂、微生物活性激活剂和活性污泥搅拌，同时进行曝气，在20～40℃的条件下培养24～72小时，即得到了用于污水处理的填料。该申请案的方法采用聚氨酯泡沫材料作为填料，然而该填料在实际使用前需要经过培养才能使用，条件较为苛刻，在实际工程应用中较难具备大规模培养的条件，同时由于微生物生长促进剂和活性生物酶制剂在水体中直接投入，营养成分在水体中快速分散，其受水质波动的影响较大，生物稳定性较差，因此投入量较高，一定程度上增加了运行成本。
技术实现思路
1.要解决的问题针对现有技术中的填料抗系统冲击能力差，脱氮处理效率低的问题，本专利技术将固定化包埋技术与生物强化技术结合而制备出一种新型反硝化脱氮细菌复合填料，该复合填料在实际运行中具有抗系统冲击力强、脱氮处理效率高的优点。2.技术方案为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：本专利技术提供了一种反硝化脱氮细菌复合填料，制备方法包括以下步骤：步骤1)、制备反硝化细菌菌剂，将亲水性聚氨酯海绵体材料浸泡于所述反硝化细菌菌剂中，浸泡结束后，加入至含氯化钙的饱和硼酸溶液中硬化、交联制备成固定化颗粒；浸泡结束后，亲水性聚氨酯海绵体材料内部空间镶嵌有反硝化菌的聚合物，与氯化钙饱和硼酸溶液反应后形成固定化颗粒，该过程可以对反硝化细菌微生物进行固化包埋，使其在固定空间内保持较好的活性。步骤2)、配制缓释微生物促进剂，将所述固定化颗粒浸泡于缓释微生物促进剂中，浸泡结束后取出，风干固化得到反硝化脱氮细菌复合填料，所述的缓释微生物促进剂中含有微生物所需营养物质、琼脂、聚β-羟基丁酸、聚羧酸盐和高分子胶粘剂。本专利技术在缓释生物促进剂中添加有高分子胶粘剂，因此在浸泡结束风干固化后缓释生物促进剂可以牢固的附着在聚氨酯海绵的内部和表面，稳定性高。作为本专利技术更进一步的改进，所述步骤1)具体步骤为：制备反硝化细菌菌剂，取孔径为20～30PPI的亲水性聚氨酯海绵体材料浸泡于反硝化细菌菌剂，浸泡时间为0.5～1h，浸泡结束后加入至含2％～3％氯化钙的饱和硼酸溶液中，在10～15℃的条件下硬化12～24h，交联成固定化颗粒，所述步骤2)中浸泡时间为15～30min。作为本专利技术更进一步的改进，所述缓释微生物促进剂的制备方法如下：a)取琼脂加入至沸水中溶解，再将聚β-羟基丁酸、聚羧酸盐加入至沸水中进行搅拌，混合均匀得到混合物；b)将生物素、细胞分裂素、L-天冬氨酸、高分子胶粘剂加入至步骤a)中的混合物中，搅拌制得缓释微生物促进剂。作为本专利技术更进一步的改进，所述步骤b)中搅拌转速为300～500r/min，搅拌时间为30～60min。制备过程中将促进剂生物素、细胞分裂素、L-天冬氨酸等均匀分布在混合物上，使其缓慢释放，达到稳定释放促进剂的目的。作为本专利技术更进一步的改进，所述缓释微生物促进剂由以下重量份的成分组成：琼脂10～20份，聚β-羟基丁酸30～40份，聚羧酸盐4～8份，生物素3～5份，细胞分裂素2～4份，L-天冬氨酸0.5～2份，高分子聚酯类胶粘剂0.5～1份和水20～50份。该缓释微生物促进剂中琼脂、聚β-羟基丁酸、聚羧酸盐构成缓释材料的骨架主体，其中琼脂主要作用凝固，从而形成胶体；其中聚β-羟基丁酸可为生物提供碳源；聚羧酸盐为分散剂，使物质混合均匀，生物素、细胞分类素、L-天冬氨酸构成微生物促进剂主要成分。其中生物素用于促进微生物的细菌代谢；细胞分裂素有助于细菌生长；L-天冬氨酸提高酶的活性。作为本专利技术更进一步的改进，所述反硝化细菌菌剂制备方法包括以下步骤：S1：取聚乙烯醇、海藻酸钠加入至水中，水浴加热并搅拌至均匀糊状，冷却、加入产酶促进剂、搅拌得到混合溶液；S2：再向混合溶液中加入反硝化脱氮细菌菌液，搅拌、制备反硝化脱氮细菌菌剂。所述的亲水性聚氨酯海绵体材料具有亲水性基团，可与反硝化细菌菌剂产生键、价的固定结合，从而将反硝化细菌菌剂牢固的固定在海绵体上。作为本专利技术更进一步的改进，所述反硝化细菌菌剂由以下重量份的成分组成：聚乙烯醇5～8份，海藻酸钠2～4份，反硝化细菌菌液10～20份，产酶促进剂20～30份，水38～63份。所述反硝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反硝化脱氮细菌复合填料，其特征在于：制备方法包括以下步骤：1)制备反硝化细菌菌剂，将亲水性聚氨酯海绵体材料浸泡于所述反硝化细菌菌剂中，浸泡结束后，加入至含氯化钙的饱和硼酸溶液中硬化、交联成固定化颗粒；2)配制缓释微生物促进剂，将所述固定化颗粒浸泡于缓释微生物促进剂中、取出经风干固化得到所述复合填料，所述的缓释微生物促进剂中含有琼脂、聚β‑羟基丁酸、聚羧酸盐、微生物所需营养物质和高分子胶粘剂。

【技术特征摘要】
1.一种反硝化脱氮细菌复合填料，其特征在于：制备方法包括以下步骤：1)制备反硝化细菌菌剂，将亲水性聚氨酯海绵体材料浸泡于所述反硝化细菌菌剂中，浸泡结束后，加入至含氯化钙的饱和硼酸溶液中硬化、交联成固定化颗粒；2)配制缓释微生物促进剂，将所述固定化颗粒浸泡于缓释微生物促进剂中、取出经风干固化得到所述复合填料，所述的缓释微生物促进剂中含有琼脂、聚β-羟基丁酸、聚羧酸盐、微生物所需营养物质和高分子胶粘剂。2.根据权利要求1所述的反硝化脱氮细菌复合填料，其特征在于：所述缓释微生物促进剂的制备方法包括以下步骤：a)取琼脂加入至沸水中溶解，再将聚β-羟基丁酸、聚羧酸盐加入至沸水中，搅拌均匀得到混合溶液；b)将生物素、细胞分裂素、L-天冬氨酸、高分子胶粘剂加入至步骤a)中的混合溶液中，搅拌、得到缓释微生物促进剂。3.根据权利要求2所述的反硝化脱氮细菌复合填料，其特征在于：所述缓释微生物促进剂由以下重量份的成分组成：琼脂10～20份，聚β-羟基丁酸30～40份，聚羧酸盐4～8份，生物素3～5份，细胞分裂素2～4份，L-天冬氨酸0.5～2份，高分子聚酯类胶粘剂0.5～1份和水20～50份。4.根据权利要求2或3所述的反硝化脱氮细菌复合填料，其特征在于：所述步骤b)中搅拌转速为300～500r/min，搅拌时间为30～60min。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪林，牛志华，吕振华，张炜铭，黄如全，唐凯，
申请(专利权)人：江苏南大环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32