[发明专利]一种高亲和性生物载体

说明书

技术领域

本发明属于水处理生物载体技术领域，特别涉及一种高亲和性生物载体。

背景技术

生物膜技术因其降解能力强、接触时间短、占地面积小以及投资少等特点得到了长足的发展与应用。活性污泥法是污水生物处理领域内使用最早、最为成熟的工艺，但是活性污泥法存在占地面积大、剩余污泥多、脱氮效果差、管理费用高、容易发生污泥膨胀和污泥容易流失等确定。而生物膜法能克服活性污泥法的缺点，生物膜法中作为微生物载体的填料，决定了反应器内附着微生物和内部传质效果。

凡能为生物膜提供附着生长固定表面的材料都成为生物载体（或填料）。生物和生物载体间的吸附速度、结合紧密度等不仅与生物特点有关，也和生物载体的特性有关。为提高生物与载体间的吸附效果、吸附速度等，培养出优势菌种很必要，但是在水处理环境因素，生物种群一定的情况下，生物载体的表面特性、孔隙结构、比表面积、材料等都对生物的吸附、载体的传质和水处理能力有非常重要的影响，故生物载体在生物膜法中有着重要的影响和作用。

目前广泛应用的生物载体材料各异，样式繁多。主要有无机类、有机类以及有机无机复合型载体等。无机类的如天然无机矿物材料直接作为载体或经过改性后用做载体，如陶土颗粒、砂粒、活性炭、火山岩颗粒等，大部分的无机载体主要存在的缺陷表面粗糙、生物亲和力好，且来源广泛，很容易获得，因此价格低廉，但是普遍存在着载体比重大、流态化能耗高，因此运行费用较高。

有机类的载体的有天然材料也有有机合成的。天然有机类一般是由天然材料直接经过加工而成，如木材颗粒，玉米秸秆等，这类材料生物相容性好、生物降解性好而导致寿命较短，但是其密度、孔径等不便加以控制。

发明内容

本发明的目的就是提供一种生物膜生长迅速，培养容易，比表面积大的高亲和性生物载体。

本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的。

一种高亲和性生物载体，该生物载体的原料为天然竹子，经过筛选、加工、浸泡、化学改性、烘烤、碱洗、干燥步骤，即得高亲和性生物载体。

所述的筛选是指要选取3年生以上的竹材。

所述的加工是指分片、成条、切割成尺寸为1mm~5mm左右的方块颗粒。

所述的浸泡是指在水中浸泡24小时以上。

所述的化学改性是指在氧化过程，即与氧化剂在水中反应2小时以上。所述氧化剂是指Fe²⁺和H₂O₂、辣根过氧化酶（POX）/H₂O₂、过氧化硫酸铵、高溴酸钾中之一。

所述烘烤是指在惰性气体保护下，100-200摄氏度烘烤15分钟以上。

所述烘烤需控制表面碳化程度不超过20%。

所述碱洗是指在碱性溶液中浸泡5小时以上，碱性溶液是指NaOH、KOH、LiOH、Mg(OH)₂、Ca(OH)₂中之一。

所述的一种高亲和性生物载体，用于生物膜法进行污水处理。

本发明具有下述优点：

1、本发明是以天然竹子为基本原料制备的高生物亲和性生物载体，可以应用在众多的水处理技术及设备中，如接触氧化，曝气生物滤池，各型生物流化床中使用。

2、本发明的生物载体具有如下特点：高效生物亲和性，生物膜生长迅速，培养容易，比表面积大，生物膜不易脱落，载体不易结块，且载体比重合理，运行节能。

3、         本发明生物载体密度略重于水，流化过程需要曝气量小，更为节能。

4、通过对竹子里所含的戊聚糖进行交联反应，使本发明生物载体具有高亲水性表面，生物亲和性显著提高，更利于微生物的附着和生长。

本发明使用竹子作为主要原料来生产生物载体，选择竹子的原因在于其原料来源广泛易得，价格较为低廉；竹子本身就是一种有机生物材料，和微生物膜有良好的相容性，挂膜容易；而且竹材料可以缓慢降解而不造成长久污染，避免了现有塑料载体等造成的白色污染。通过化学、物理改性的竹子载体可以改变其原有比较表面积和孔径的大小，可以提升其比表面积以及生物亲和性。

本发明经过筛选多种材料后采用以天然竹子为原材料来制备载体。