[发明专利]竹炭-光合细菌一体化城市生活废水处理剂

说明书

技术领域

本发明属于生活废水生物处理技术领域，具体涉及一种竹炭-光合细菌一体化城市生活废水处理剂。

背景技术

生活废水是人们日常生活中产生的各种废水的总称。主要包括粪便水、洗浴水、洗涤水和冲洗水等。其来源除家庭生活废水外，还有各种集体单位和公用事业等排出的废水。其主要特点有：(1)含氮、磷、硫高；(2)含有纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质、尿素等，在厌氧型细菌作用下易产生恶臭的物质；(3)含有多种微生物，如细菌、病原菌、病毒等，易使人传染上各种疾病；4)由于洗涤剂的大量使用，使它在废水中含量增大，呈弱碱性，对人体有一定危害。废水中污染物成分极其复杂多样，任何一种处理方法都难以达到完全净化的目的，而常常要几种方法组成处理系统，才能达到处理的要求。

按处理程度的不同，废水处理系统可分为一级处理、二级处理和深度处理。

一级处理只除去废水中的悬浮物，以物理方法为主，处理后的废水一般还不能达到排放标准。

对于二级处理系统而言，一级处理是预处理。二级处理最常用的是生物处理法，它能大幅度地除去废水中呈胶体和溶解状态的有机物，使废水符合排放标准。但经过二级处理的水中还存留一定量的悬浮物、生物不能分解的溶解性有机物、溶解性无机物和氮磷等藻类增值营养物，并含有病毒和细菌。因而不能满足要求较高的排放标准，如处理后排入流量较小、稀释能力较差的河流就可能引起污染，也不能直接用作自来水、工业用水和地下水的补给水源；三级处理是进一步去除二级处理未能去除的污染物，如磷、氮及生物难以降解的有机污染物、无机污染物、病原体等。废水的三级处理是在二级处理的基础上，进一步采用化学法(化学氧化、化学沉淀等)、物理化学法(吸附、离子交换、膜分离技术等)以除去某些特定污染物的一种“深度处理”方法。显然，废水的三级处理耗资巨大，但能充分利用水资源。

光合细菌((photosynthetic bacteria，PSB)是一类以光为能源，以CO₂或有机物为碳源，通过光合作用而进行营养繁殖的水圈微生物，广泛存在于自然界中，在腐败有机物质浓度高的水域中更为常见。光合细菌是厌氧菌，本身含有多种营养物质和生理活性物质，具有进行光合作用、发酵以及固氮、产氢等功能。光合细菌在污水处理中的应用始于1960年代。日本科学家小林正泰等人发现高浓度有机废水在自然界的自净过程是不同营养级的微生物群生态演替的结果，光合细菌在此过程中起着十分重要的作用，并首先开展了用光合细菌法处理有机废水的研究。与目前广泛应用的生物处理废水系统如活性污泥法、生物膜法和厌氧法相比，PSB在自然光照和微量好氧条件下，可以直接对各种高浓度有机废水进行高效率的处理，并且在处理前不需对废水进行稀释。具有节约电能、水源、设备及运转费用等优点，菌体污泥可综合利用，作为鱼和家畜的饵料，不造成二次污染。

竹炭作为一种多孔介质材料、孔隙率高、比表面积大、吸附性好、物理化学性能稳定，且价廉易得，具备微生物固定化载体材料应具有的性能特点，可用作微生物固定化载体。关于利用竹炭作为载体吸附微生物处理废水，国内已有报道。罗舒君等(水处理技术，2009，35(3)：86-89)报道了利用竹炭吸附EM提高了曝气生物滤池的处理效果；孙翔等(环境科学与技术，2009，32(3)：151-154)报道了用竹炭固定化微生物处理含酚废水；周珊等(高校化学工程学报，2008，22(5)：889-894)报道了用竹炭固定化假单胞菌降解苯酚的研究，同时报道了(林业科学，2009，45(6)：133-138)以竹炭为载体，将硝化菌、反硝化菌等微生物固定在竹炭，研究了竹炭固定化微生物对氨氮的去除及影响因素。这些方法都是利用竹炭固定好氧微生物或好氧和厌氧微生物的混合菌群，存在污水处理过程中需要曝气、增加污水处理成本，同时混合菌群培养过程中，由于各菌种之间的营养和空间竞争，导致部分菌种生长不良或数量较少等缺点，从而影响污水处理效果。采用活化后的竹炭固定光合细菌处理城市生活废水，国内文献未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对城市生活废水现有处理技术的不足以及对设备要求高、投资大等缺点，提供一种竹炭-光合细菌一体化生活废水处理剂，以处理净化城市生活废水，其生产工艺简单、成本和能耗低、投资小、易于规模化生产、废水处理后污泥产量低且处理效果好。