[发明专利]一种硅藻土吸附厌氧氨氧化菌颗粒及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硅藻土吸附厌氧氨氧化菌颗粒及其制备方法，属于污水处理技术领域。

背景技术

近年来，利用厌氧氨氧化法处理高氨氮废水越来越被认为是一种行之有效的方法。在这一过程中，厌氧氨氧化菌以亚硝酸盐为电子受体，将氨氮氧化为氮气。与传统的脱氮系统相比，厌氧氨氧化系统具有需氧量少，不需要外加有机碳源，产生的剩余污泥量少的优点，这些都极大的降低了运行费用。但是由于厌氧氨氧化菌的以下四个特性使在一个实际操作的反应器中维持足够数量的厌氧氨氧化污泥非常困难：1.厌氧氨氧化菌属于自养型微生物，增长速率非常缓慢。2.反应器中厌氧氨氧化菌的生物量低，这使得启动一个厌氧氨氧化反应器非常缓慢，一般需要三个月以上的时间。3.厌氧氨氧化反应器中产生大量的氮气会使微生物悬浮于反应器内，容易使生物量随着水流流失。4.当处理含氮有机废水时，有机物的存在会促进异养菌的生长，而自养型的厌氧氨氧化菌由于生长缓慢，处于竞争上的劣势，容易被淘汰。利用固定化微生物技术通过化学或物理手段将游离厌氧氨氧化菌固定在载体上，能有效克服生物量流失的问题，但现有包埋固定化技术制作的包埋载体，如海藻酸盐包埋载体、羧甲基纤维素钠包埋载体、聚乙烯醇包埋载体等仍存在着传质性能差，影响固定化后厌氧氨氧化菌的生物活性，以及长期运行稳定性差，易破碎的问题。

发明内容

为了解决现有技术的不足之处，本发明提出一种硅藻土吸附厌氧氨氧化菌颗粒及其制备方法。

一种硅藻土吸附厌氧氨氧化菌颗粒，其特征在于，吸附有厌氧氨氧化菌的硅藻土被具有孔道的聚氨酯载体包埋固定。

本发明所提出的硅藻土吸附厌氧氨氧化菌颗粒的制备方法，其特征在于，将粉末状的硅藻土与含有厌氧氨氧化菌的水液体均匀混合，使厌氧氨氧化菌被硅藻土粉末所吸附，硅藻土粉末的质量浓度3%～5%，形成含有厌氧氨氧化菌的硅藻土微小颗粒，然后向上述含硅藻土的水溶液中的加入水性聚氨酯预聚体混合，再加入聚合引发剂进行聚合反应，使其凝固成酯状水溶胶，然后再进行机械切割。优选切割成边长为3‐6mm的立方体颗粒。采用本发明的载体具有良好的脱氮性能。

具体包括以下步骤：

（1）用厌氧氨氧化污泥和自来水调配成浓度为2000‐10000mg/L(MLVSS)的混合液A；

（2）按质量比，在上述液体A中加入3%～5%的硅藻土粉末，并混合均匀，制成液体B；

（3）按质量比，在上述混合均匀的液体B中加入10‐15%的水性聚氨酯预聚体，并混合均匀，制成液体C；

（4）按质量比，在上述混合均匀的液体C中加入引发剂KPS和催化剂TEMED，其添加量分别为1‐2%和0.2‐0.5%，并搅拌均匀，制成液体D；

（5）按质量比，将液体D静置5‐30分钟，制成水溶胶凝固体；

（6）将水溶胶凝固体进行切割。

包埋剂中添加硅藻土的量对制得的包埋颗粒的性能也有着重要影响。硅藻土的量过低，不能起到有效吸附厌氧氨氧化菌和加强包埋颗粒强度的作用；硅藻土的量过高，会堵塞包埋颗粒内部的孔道，使传质性能降低，影响脱氮性能。将包埋剂水溶液中硅藻土浓度控制在3%～5wt%，不但起到支撑包埋颗粒内部空间骨架，增强机械性能的作用，同时使包埋颗粒内部更加疏松，增加包埋颗粒的传质性，加强了厌氧氨氧化性能。

本发明和现有技术相比，具有如下优点和效果：

（1）厌氧氨氧化菌活性高。硅藻土吸附性能强，比较面积大，利用硅藻土吸附厌氧氨氧化菌，能大大加强厌氧氨氧化菌生物量，同时硅藻土能提供一定的空间骨架，使制得的包埋颗粒具有良好的传质性能。

（2）水性能聚氨酯材料固定化后的包埋颗粒机械强度高、溶胀性能好。通过水性聚氨酯将硅藻土与厌氧氨氧化菌的混合溶液制成水溶胶，切成3‐6mm的立方块颗粒，所得颗粒具有良好的机械强度和溶胀性能，在长期的运行中变现出良好的物化稳定性。

（3）整个包埋固定化过程的制作工艺简单，操作简便，造价低廉，制作的包埋固定化厌氧氨氧化颗粒专一性高，稳定性好，适合工业化生产，可取的良好的经济环境效益。

附图说明

图1是硅藻土吸附厌氧氨氧化菌包埋颗粒的图片；

图2是固定化颗粒内部的硅藻土扫描电镜照片；

图中，1、厌氧氨氧化菌，2、硅藻土。

具体实施方式

利用硅藻土吸附厌氧氨氧化菌包埋颗粒在间歇培养条件下处理含氮废水，具体过程如下：