[发明专利]一种磁铁吸附零价铁的厌氧复合生物填料

说明书

本发明公开了一种磁铁吸附零价铁的厌氧复合生物填料，以醛化纤维或涤纶丝组合填料为基础，将两片组合填料之间安装1~5块磁铁，依靠磁铁吸附零价铁填料，形成结构松散的零价铁填料层，并与组合填料组成一种新型复合生物填料。本发明维持了零价铁厌氧反应器对难降解有机污染物的协同促进效果，同时依靠磁铁的强磁性、磁铁吸附的零价铁以及组合填料形成更为复杂高效的厌氧生物强化作用体系，而且具备零价铁填料不结垢、不板结，零价铁填料实现干式更换，投资运行费用低等优点，具有较好的市场应用前景。

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及污水处理材料，具体而言，是指应用在厌氧反应器中一种基于零价铁的复合生物填料。

背景技术

厌氧处理工艺基本不需要能耗，是一种性价比较高的废水处理工艺。其原理是在厌氧状态下，依靠复杂厌氧生物体系的降解作用和还原作用，破坏废水中有机物的结构，使得难降解的大分子有机污染物转化为容易降解的小分子有机物，并同步产生甲烷等有用产物。但厌氧工艺普遍存在启动时间长，抗冲击性能弱，运行稳定性差等问题，尤其在处理高浓度、难降解工业废水时，效果难以保证。针对这些问题的解决，对厌氧工艺行了更新，厌氧生物膜技术就是其中之一，其利用内置的生物填料，可以有效提升反应器内的污泥浓度和泥水混合效果，最终提高厌氧工艺的处理效果和稳定性。

目前，国内常用的填料有蜂窝填料、软性填料、组合填料等固定型填料，也有悬浮填料等非固定填料。综合考虑挂膜速度、挂膜量和生物膜与填料之间的紧密度，实际工程应用较多的是组合填料。其结构是将塑料圆片压扣成双圈塑料环，将醛化纤维或涤纶丝压在外环圈上，使纤维束均匀分布，内圈是雪花状塑料枝条，既能挂膜，又能有效切割水流，提高了污染物与污泥的接触效果，因此实际处理效果较好。

除了设置组合填料进行生物膜强化处理，针对难降解工业废水厌氧处理工艺效能的提升，零价铁技术耦合厌氧也是一种较新的协同处理工艺。中国专利CN101624250A(申请号200910012293.4)、CN203256030U(申请号201320287929.8)、CN102120675A(申请号201110026693.8)等均提出了多种类型的厌氧零价铁处理技术。相关研究提出，将零价铁技术和厌氧工艺耦合，不是简单地发挥两者作用，而是产生增效的协同效应：①厌氧产生的有机酸可以中和废水的碱性，使得零价铁处于微酸性的体系，能提高零价铁的还原效果；②厌氧系统中微生物的生命活动可以加速零价铁的腐蚀，间接地改善零价铁的电解和还原效果；③零价铁填料可以作为厌氧工艺的生物载体，丰富其生物相；④零价铁的还原作用，可以减少废水中毒害有机物对微生物的抑制，提高厌氧处理效果；⑤零价铁反应过程中产生的Fe²⁺，可沉淀S^2-，而S^2-对厌氧系统有较大的负面影响；⑥产生的Fe²⁺是微生物辅酶的重要组成部分，可以有效提高生物系统的活性，促进了厌氧细菌的生长和代谢；⑦零价铁缓慢释放Fe²⁺，降低了厌氧反应器内的氧化还原电位(ORP)，并通过压缩污泥的双电层加速污泥的颗粒化，提升了厌氧系统的处理效果。