[发明专利]一种多孔纤维材料载体及其制备方法与在处理废水中的应用

说明书

本发明公开了一种多孔纤维材料载体及其制备方法，将纤维材料置于水中清洗，再置于酒精中浸泡，然后酒精冲洗干净，烘干、粉碎、混合后加入到3D打印机中，加热熔化，以载体数字模型文件为基础，运用3D打印的技术，通过逐层打印的方式进行载体的制备。本发明还公开了投加该多孔纤维材料载体的厌氧膨胀颗粒污泥床在处理酒精废水中的应用，反应器启动过程反应器运行稳定，不会突然出现酸化等问题，启动时间明显缩短，出水中泥量明显减少，出水接近澄清，从而有利于后期的排放处理。

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种多孔纤维材料载体及其制备方法与在处理废水中的应用。

背景技术

厌氧膨胀颗粒污泥床(expanded granular sludgebed，EGSB)反应器是在上流式厌氧污泥床(up-flowanaerobic sludge bed，UASB)反应器基础上发展起来的第三代厌氧反应器。20世纪80年代初，荷兰Wageingen农业大学的LETTINGA教授等通过对传统厌氧反应器增加三相分离器，实现了水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)的有效分离，从而发明了上流式厌氧污泥床反应器。虽然UASB反应器可保留大量的活性污泥，为其高效运行奠定了基础，但是由于反应器内混合强度不够，导致底部污泥超高负荷运行，从而抑制微生物的活性；另外，反应器内容易形成短流，极大地缩小了有效体积，影响处理效能。于是，LETTINGA等通过改变反应器高径比、同时设置出水回流以增加上升流速，使颗粒污泥床层处于膨胀状态，促进泥水混合、减少短流，从而开发了第三代高效厌氧反应器——EGSB反应器。

EGSB反应器有机负荷率高，是UASB有机负荷的2～5倍，有机负荷可达6～25kgCOD/m³·d；高径比大，占地面积小；运行稳定，不会跑泥；最适温度中温，35℃～38℃；因其有高流速的的内循环，耐高负荷，具有缓冲pH值的能力；布水均匀；运行成本低等。适合用于酒精废水的处理，现已广泛应用于酒精废水的处理。但是启动周期过长一直制约该项技术的发展。近年来，在反应器中添加载体加快启动周期的方法受到了广泛关注。

酒在中国有着悠久的历史，是中国文化的一种象征，也造就了酒行业的兴旺发达。随着社会的发展，酒精不再仅仅用于造酒，其用途越来越广，在食品、化工、能源、医疗等许多领域都得到了广泛的应用。然而随着酒精生产和应用的增多，酒精废水已经成为了继造纸废水之后的第二大有机污染源。酒精废水成分复杂，在生产过程中原料中只有淀粉或糖分得到了利用，其他成分并没有被破坏，在发酵过程中还会产生氨基酸和蛋白质，是一种高浓度难降解的有机废水，特点如下：COD浓度高，达到了10000～40000mg/L；含有大量的有机碳，高达10000～14000mg/L；悬浮物含量高，平均含量达到了40000mg/L；SS为13000～40000mg/L；溶液呈酸性，pH 3.5～4.5；还有着温度高等特点，处理难度较大。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种投加多孔纤维材料载体的厌氧膨胀颗粒污泥床，来解决现有技术EGSB反应器处理废水启动周期长，处理效果不佳的问题。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种多孔纤维材料载体的制备方法，包括如下步骤：

(1)将纤维材料置于水中清洗，再将清洗后的纤维材料置于的酒精中浸泡以上，然后酒精冲洗干净，烘干、粉碎；

(2)将步骤(1)粉碎得到纤维材料混合，然后加入到3D打印机中，加热熔化；

(3)以载体数字模型文件为基础，运用3D打印的技术，通过逐层打印的方式进行载体的制备，3D打印技术是用三维软件对需要制备的载体结构进行建模，将模型文件导入打印机切片软件中，同时对模型的摆放位置、打印工艺参数进行设置，然后将程序导入打印机中进行打印，待载体制备完成后，需对载体表面进行打磨，获得较好的表面质量。