[发明专利]生物膜悬浮载体及其应用和生物接触氧化处理废水的方法

说明书

本发明涉及废水生物处理领域，公开了生物膜悬浮载体及其应用和生物接触氧化处理废水的方法，该生物膜悬浮载体包括有机高分子材料、微生物可降解聚合物、催化剂、粉末活性炭和无机材料，以生物膜悬浮载体的重量为基准，有机高分子材料、微生物可降解聚合物、催化剂、粉末活性炭和无机材料的含量分别为60‑95重量％、1‑11重量％、1‑10重量％、1‑10重量％和0.5‑10重量％。本发明的生物膜悬浮载体的表面空间结构更加合理，表面性能得到有效改善，能够促进微生物的快速增长，有利于微生物的挂膜，具有生物膜挂载量大、生物膜不易脱落、生化反应器中的微生物总量大、生化整体处理效率高等优点。

技术领域

本发明涉及废水生物处理领域，具体涉及一种生物膜悬浮载体及其在废水生化处理中的应用和一种生物接触氧化处理废水的方法。

背景技术

生物接触氧化法是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，是介于活性污泥法与生物滤池之间的生物处理技术，即在生物接触氧化池内装填一定数量的生物膜载体，利用生长在载体上的生物膜和充分供应的氧气，通过生物氧化作用，将废水中的污染物氧化分解，达到废水净化目的。生物接触氧化法兼有活性污泥法和生物膜法的优点，该工艺具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点，自出现以来得到了越来越多研究者的重视，目前已经被广泛应用于各行各业的污水处理系统。

生物膜载体作为微生物赖以栖息的场所，是生物接触氧化法的核心部分，其性能优劣直接决定着工艺的处理效果和投资效益。生物接触氧化法的生物膜载体多采用聚烯烃类(如聚乙烯、聚丙烯)及其改性材料、聚氯乙烯及其改性材料、聚氨酯泡沫等塑料制成。目前生物载体主要有固定式载体、悬挂式载体(软性、半软性、组合式载体)、悬浮载体及其他新型生物载体等。实际应用中，人们发现这些载体在挂膜速度、挂膜量及膜与载体的紧密度方面存在不足。

为增强生物膜载体的挂膜性能，提高反应器内的微生物量，从而提高生物接触氧化法的处理效率，近年来载体性能的改进开发得到了越来越广泛的关注。

CN 1237013C公开了一种用于水处理的活性填料，其为在高分子材料中加入生物活性物质制造成为用于水处理的活性填料，这种活性填料中含有活性物质，能促进微生物在活性填料上生长，快速形成生物膜，能增大填料的实用表面积，进而增大微生物量，亦即提高了活性填料表观比表面积的生物活性，活性物质的加入还可大大降低填料的生产成本。

CN 101343111B公开了一种提高附着生长废水处理生物膜反应器效能的方法。根据微生物附着长的填料类型，以1-10mg/kg(填料基料)稀土化合物计算投加量加入到填料生产中，制造改性填料或滤料等载体；将改性填料填充于生物膜反应器中用于废水处理。使用该发明，形成成熟生物膜时间可以提前5-10天，同时微生物活性与稳定性提高，废水中COD去除率可以提高5％-15％，其他主要污染物去除率可提高5％-10％。

CN 103693757B公开了一种用于废水处理的营养基载体及其制备方法，该营养基载体包括作为营养基的脂肪族物质、羟基磷灰石、作为载体骨架的聚丁二酸丁二醇酯，还可以包括对聚丁二酸丁二醇酯改性的淀粉和甘油。该制备方法包括：熔融聚丁二酸丁二醇酯成骨架原液；熔融脂肪族物质，然后搅拌脂肪族物质并加入羟基磷灰石形成营养基原液；熔融状态下混合搅拌骨架原液和营养基原液形成共混液；将共混液注入模具中成型并冷却固化。这种营养基载体改善了载体亲水性和生物亲和性，营养基成分增强生物膜活性，保持低营养物浓度下生物活性，防止二次污染，机械强度与韧性较好，可缓释营养物。

尽管现有的载体种类很多，但由于对载体的化学性质、生物膜的脱落机制缺乏深入的研究，当前所制造的载体有效比表面积小，挂膜性能提升不大，影响了载体的使用效能，生化整体处理效率有待提高。因此，继续加大力度，研究开发有效比表面积大、易挂膜、生物膜挂载量大、适应不同微生物群体生长、生化整体处理效率高、使用寿命长、价格低廉的载体对于生物接触氧化法技术的推广应用具有重要意义。

发明内容