[发明专利]一种生物炭固定微生物填料的制备方法及其快速渗滤系统

说明书

本发明公开了一种生物炭固定微生物填料的制备方法，包括生物炭的烧制、微生物的驯化、微生物的固定；采用人工快速渗滤系统中使用的填料来驯化污水处理用的微生物，采用生物炭吸附驯化后的微生物，制备得到生物炭固定微生物材料，最后将生物炭固定微生物材料与天然河沙按照质量比1:6‑1:8混合，制备得到处理污水效果较好的生物炭固定微生物填料。本发明还公开了一种生物炭固定微生物填料的快速渗滤系统，包括配水池、提升泵、布水系统、渗滤柱，所述渗滤柱内填充有生物炭固定微生物填料；本发明利用生物炭的优良性质和微生物的高效脱氮作用，弥补CRI系统总氮去除率低的缺陷。

技术领域

本发明属于快速渗滤系统的技术领域，具体涉及一种生物炭固定微生物填料的制备方法及其快速渗滤系统。

背景技术

生物质炭（biochar）作为热解、炭化合成的主要不完全燃烧产物，是一种稳定的富碳物质，被称为超级吸附剂。微生物固定化技术是20世纪60年代后期迅速发展起来的一种新型技术，具有实验速度快，便于培养优势微生物种群，微生物密度高、流失量少，处理过程的稳定性高，对环境耐受力强(如pH、温度、有毒物质等)，固液分离效果好，处理过程便于控制等优点，因而在诸多废水处理中体现出了非常大的优势。

人工快速渗滤系统（Constructed Rapid Infiltration，简称CRI）为土地处理的一种类型，它是指有控制地将污水投配于人工构筑的渗滤介质的表面，使其在向下渗透的过程中经历不同的物理、化学和生物作用，最终达到净化污水的目的。CRI系统借鉴了污水快速渗滤土地处理系统和人工构造湿地系统的优点，并发展成为更高效、更廉价、占地面积更小的新型污水处理技术。

目前国内外对CRI系统强化脱氮的措施主要是在保持较好硝化作用的同时，着重增强反硝化作用。主要手段有：在CRI系统中采取添加特殊填料、改进系统组合方式、补充碳源、增设饱水层、优化碳氮比和干湿比等手段，以提高硝化反硝化脱氮效果。在传统CRI系统中，采用淹水、落干交替的运行方式，通过机械过滤、吸附和微生物降解作用共同实现污水净化。微生物能否在填料表面上形成生物膜，与所附着的填料的物理化学性质以及生存环境密切相关。由于填料和原水中本身所含的微生物量有限，难以实现CRI系统的快速启动和高效稳定运行，存在微生物生长速率低、系统启动缓慢、耐负荷冲击能力弱等缺点。

专利号为ZL200410073951.8、专利名称为“人工快速渗滤污水处理系统装置”的发明专利公开了一种人工快速渗滤污水处理系统，它由隔栅池、预沉池和快渗池组成；其中快渗池分两层，底部为垫层，填粒径为30-40mm的卵石或碎石，垫层上部100mm为反滤层，填料为鹅卵石，垫层底部设集水管。该人工快速渗滤系统占地面积大，且处理的生活污水总氮指标达不到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标。这是将人工快速渗滤系统在广大农村推广应用必须解决的一个技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物炭固定微生物填料的制备方法，包括生物炭的烧制、微生物的驯化、微生物的固定；本发明采用人工快速渗滤系统中使用的填料来驯化污水处理用的微生物，采用生物炭吸附驯化后的微生物，制备得到生物炭固定微生物材料，最后将生物炭固定微生物材料与天然河沙按照质量比1:6-1:8混合，制备得到处理污水效果较好的生物炭固定微生物填料，保证了污水处理中的渗滤速度和脱氨氮能力；本发明的制备方法简单，工业生产成本低，具有较好的实用性。

本发明的另一目的在于提供一种生物炭固定微生物填料的快速渗滤系统，包括配水池、提升泵、布水系统、渗滤柱，所述渗滤柱内填充有生物炭固定微生物填料；本发明利用生物炭的优良性质和微生物的高效脱氮作用，弥补CRI系统总氮去除率低的缺陷；本发明提高了CRI系统总氮去除率，结构简单且方便小型化生产，具有较好的实用性。

本发明主要通过以下技术方案实现：一种生物炭固定微生物填料的制备方法，主要包括以下步骤：