【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理，涉及一种无搅拌的电磁场诱导生物反应器及其专用填料和在水处理方面的应用。
技术介绍
1、生物水处理技术，已广泛应用于城市污水处理、高浓度养殖污水处理以及高有机物的化工污水处理领域。污水处理的生物法，就是利用微生物新陈代谢功能，使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害的物质，使污水得以净化。生物填料作为微生物栖息的场所，是生物的载体，不仅影响着生物的生长、繁殖和衰落，而且填料的表面性质，如亲水性、粗糙度、比表面积、电荷、形貌、自由能以及化学组成等是影响微生物的吸附及固定化的重要因素。
2、利用生物法进行水处理时，便会用到生物反应器，而生物反应器中常常会加入搅拌器进行搅拌，一是为了使液液两相充分混合，形成均匀的混合液，强化传质过程；二是为了使气液两相充分分散，强化气液两相间的传质过程提高反应速率；三是为了使固体充分悬浮；四是为了使反应器内温度分布均匀，强化传热过程，防止局部过热或过冷。但是搅拌普遍存在运行费用高的问题，而且搅拌会使得形成的生物膜脱落，延长挂膜时间，降低污水处理效率。
3、现有技术cn 116605993a的中国专利申请，公开了一种基于厌氧氨氧化的城市污水处理方法，通过在序批次反应器中建立微氧硝化-部分反硝化耦合厌氧氨氧化工艺以处理实际城市污水，该反应器中使用了搅拌器。cn 116605992a公开了一种氨氮废水处理装置及氨氮废水处理方法，通过a/o反应池，用于接收氨氮废水并进行缺氧生化处理以及好氧生化处理；连通mbr池，以用于接收来自所述a/o反应池内经处理后
4、现有技术cn 106219731b的中国专利申请，公开了一种mbbr磁性悬浮生物填料及其制备方法，通过在传统的工艺配方中添加填充剂和磁性硅藻土，得到一种表面更加粗糙，在保证物理强度和使用寿命的同时密度更接近水的有机生物填料。
5、以上专利对反应器和填料进行了不同的改进，但是仍然需要使用搅拌器，在加入生物填料使用时生物膜遭受破坏的问题仍然存在。
技术实现思路
1、针对目前生物反应器中搅拌器影响生物膜形成的问题，本专利技术提供一种无搅拌的电磁场诱导生物反应器及其专用生物填料，二者结合使用可解决因破坏生物膜而导致的水处理效率降低的问题。
2、本专利技术的另一目的是提供一种利用上述填料进行水处理的方法，该工艺既可以应用于原有污水处理项目的提标改造，也可以应用于新建污水处理项目，具有挖掘系统潜能，稳定出水水质的特点，具有无搅拌、低耗能的优点。
3、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案。
4、一种无搅拌的电磁场诱导生物反应器，包括反应筒体、多个电磁发生装置和plc控制器；
5、所述反应器筒体为中空圆柱状，一端设置有密封筒体的封头，另一端为可拆卸的封盖；
6、所述多个电磁发生装置设置在反应器的外侧并呈螺旋分布；
7、所述plc控制器和电磁发生装置电性连接，用于控制电磁发生装置的通电时间和通电顺序。
8、所述反应器筒体的直径与高的比例为1:（1-5）。
9、一种植绒磁性生物填料的制备方法，包括以下步骤：
10、（1）将30-80重量份基体材料、10-50重量份热塑弹性体、3-8重量份填充剂和1-20重量份铁磁性粉末混合均匀后，加热塑型，获得坯体；
11、（2）趁热将坯体静电植绒，获得植绒磁性生物填料。
12、所述基体材料选自聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或多种。
13、所述热塑弹性体选自热塑性聚氨酯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和异戊二烯取代丁二烯的嵌段苯乙烯聚合物中的一种或多种。
14、所述填充剂为轻质碳酸钙。
15、所述铁磁性粉末为四氧化三铁。
16、植绒的绒毛的材质选自聚酯纤维、聚乙烯醇纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维和聚丙烯纤维中的一种或多种。
17、绒毛的直径为20-40 μm；绒毛的长度为1-5 mm。
18、一种上述方法制备的植绒磁性生物填料。所述植绒磁性生物填料的密度大于水的密度，为了防止出水时植绒磁性生物填料的损耗，植绒磁性生物填料的密度为1.5 g/cm3-2.0 g/cm3，当断电时植绒磁性生物填料便沉降到反应器底部，不会随出水流失。
19、上述植绒磁性生物填料可用于无搅拌的电磁场诱导生物反应器进行生物水处理。
20、一种无搅拌生物水处理的方法，包括以下步骤：
21、s1、将待处理水和活性污泥引入上述无搅拌的电磁场诱导生物反应器中；
22、s2、将上述植绒磁性生物填料投入后开启无搅拌的电磁场诱导生物反应器进行水处理。
23、所述植绒磁性生物填料的填充率为5-50%。
24、本专利技术具有以下优点：
25、本专利技术的无搅拌的电磁场诱导生物反应器，在通电后可使反应器内存在磁场，使得磁性植绒填料悬浮在反应器内，还能减少反应器内部的搅拌装置占用空间，提高了空间利用率；无搅拌可以防止生物膜被破坏，允许保留高密度生物质，从而提高脱氮效率，降低成本；该反应器好氧处理和厌氧处理中均可以使用；同时通过静电植绒，该磁性填料可以进一步提高挂膜速度，缩短挂膜时间，促进生物膜的生长。本专利技术提供的填料，通过铁磁性粉末提供一定的微磁场，能促进微生物的生长和繁殖，增加微生物的生物活性；植入的绒毛增大了生物填料的比表面积，从而可以为微生物提供适宜环境，可以快速富集营养物质和污染物，增加磁性植绒填料周围污染物的浓度，两者协同作用，显著加快生物膜的形成和污染物的分解，从而大大提高对污水的处理效率。
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1.一种无搅拌的电磁场诱导生物反应器，其特征在于，包括反应筒体、多个电磁发生装置和PLC控制器；
2.根据权利要求1所述的无搅拌的电磁场诱导生物反应器，其特征在于，所述反应器筒体的直径与高的比例为1:（1-5）。
3.一种植绒磁性生物填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述基体材料选自聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或多种；
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，绒毛的直径为20-40 μm；长度为1-5mm。
6.一种如权利要求3-5任一所述的方法制备的植绒磁性生物填料。
7.根据权利要求6所述的植绒磁性生物填料，其特征在于，植绒磁性生物填料的密度大于水的密度，为1.5 g/cm3-2.0 g/cm3。
8.一种如权利要求6或7所述的植绒磁性生物填料在如权利要求1或2所述的无搅拌的电磁场诱导生物反应器进行生物水处理的应用。
9.一种无搅拌生物水处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
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1.一种无搅拌的电磁场诱导生物反应器，其特征在于，包括反应筒体、多个电磁发生装置和plc控制器；
2.根据权利要求1所述的无搅拌的电磁场诱导生物反应器，其特征在于，所述反应器筒体的直径与高的比例为1:（1-5）。
3.一种植绒磁性生物填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述基体材料选自聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或多种；
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，绒毛的直径为20-40 μm；长度...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯权，赵峰，张烽媛，郭荣波，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：
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