一種懸浮型生物活性炭顆粒載體及其的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種懸浮型生物活性炭顆粒載體是一種邊長為2-5mm、比重為1.02-1.08的立方塊顆粒，所述立方塊顆粒包括：微生物菌體、竹制粉末狀活性炭及水性聚氨酯凝膠體；所述微生物菌體以MLVSS濃度計量，其數量為2000-30000mg/L；所述竹制粉末狀活性炭的濃度以所述立方塊顆粒的質量百分率計量，其數量為1-8％；所述水性聚氨酯凝膠體原料預聚體的濃度以所述立方塊顆粒的質量百分率計量，其數量為6-12％。采用本發明專利技術的懸浮型生物活性炭顆粒載體去除水中以氨氮為主的污染物，可以達到良好的效果。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于環保和水處理
，涉及景觀水體、水產養殖水體、觀賞魚水體以及自來水廠、污水處理廠和工廠等水處理或水質凈化處理中所使用的含有微生物或細菌的懸浮顆粒載體，具體的說，涉及一種懸浮型生物活性炭顆粒載體及其制備方法。
技術介紹
生物和活性炭是水處理領域中常用的材料。現行的“生物活性炭處理技術”是將顆粒狀活性炭裝填入水處理裝置中，然后使微生物在顆粒活性炭的表面生長，形成生物活性炭處理技術。這種技術的特征是微生物在活性炭顆粒表面附著生長。微生物先靠自然吸附與活性炭顆粒結合，然后逐步繁殖形成生物膜。所形成的生物膜在處理過程中逐步增厚，并會脫落。 當所處理水中的污染物濃度比較低，如處理河水、湖水等時，生物膜的形成時間比較長、容易脫落，造成處理效果不穩定。而且，還存在著活性炭與微生物結合的效果沒有充分發揮出來，顆粒的比重較大，達到懸浮狀態時所需要的動力比較大等缺點。
技術實現思路
為克服現有技術中的不足，本專利技術旨在提供一種比重適中、活性炭與微生物結合好、處理效果穩定的懸浮型生物活性炭顆粒載體。本專利技術的另一個目的在于提供一種制備懸浮型生物活性炭顆粒載體的方法。為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本專利技術通過以下技術方案實現一種懸浮型生物活性炭顆粒載體是一種邊長為2_5mm、比重為I. 02-1. 08的立方塊顆粒，所述立方塊顆粒包括微生物菌體、竹制粉末狀活性炭及水性聚氨酯凝膠體；所述微生物菌體以MLVSS濃度計量，其數量為2000-30000mg/L ;所述竹制粉末狀活性炭的濃度以所述立方塊顆粒的質量百分率計量，其數量為1-8% ;所述水性聚氨酯凝膠體原料預聚體的濃度以所述立方塊顆粒的質量百分率計量，其數量為6-12%。進一步的，所述竹制粉末狀活性炭的粉末粒度為10-150 μ m。一種制備懸浮型生物活性炭顆粒載體的方法，其，包括以下步驟步驟I)用微生物濃縮液加自來水調配成含微生物濃度為2000-30000mg/L的微生物菌體；步驟2)在所述微生物菌體中加入質量百分比為1-8%的粉末狀活性炭，并混合均勻，得微生物活性炭復合顆粒液體；步驟3)在所述微生物活性炭復合顆粒液體中加入質量百分比為6-12%的水性聚氨酯凝膠體原料預聚體，并混合均勻，得微生物活性炭混合液體；步驟4)在所述微生物活性炭混合液體中加入聚合引發劑進行聚合反應，得到一涼粉狀或皮凍狀的水溶膠固體還;步驟5)對所述涼粉狀或皮凍狀的水溶膠固體坯進行機械切割，最終制成邊長為2-5毫米的立方塊顆粒。進一步的，步驟4中，所述聚合反應的溫度為20_40°C。優選的，所述聚合反應的溫度為25_35°C。進一步的，所述聚合引發劑包括引發劑KPS和催化劑TEMED，所述引發劑KPS和催化劑TEMED的添加量分別為質量百分比的O. 5-2%和O. 1_1%。進一步的，所述聚合反應的時間為5-30分鐘。與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果(I)本專利技術的懸浮型生物活性炭顆粒載體比重適中、活性炭與微生物結合好、處理效果穩定，本專利技術的制備方法簡單易行。 (2)在使用過程中，在載體的橫截面還形成一個特征，即，載體表層I毫米內為好氧區，在此主要發生好氧反應；載體表層深度大于I毫米直至中心為缺氧區，在此發生還原反應，在此區域內的生物活性炭顆粒構成一個原電池。通過原電池的電子傳遞，實現自養型生物反應，使在顆粒好氧區所產生的硝酸氮被還原成氮氣，達到不外加碳源的脫氮效果。上述說明僅是本專利技術技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本專利技術的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本專利技術的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。本專利技術的具體實施方式由以下實施例及其附圖詳細給出。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，構成本申請的一部分，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。在附圖中圖I示出了本專利技術的制備懸浮型生物活性炭顆粒載體的流程示意圖。圖2示出了本專利技術的懸浮型生物活性炭顆粒載體中的微生物一粉末狀活性炭微小顆粒模式圖。圖3示出了本專利技術的懸浮型生物活性炭顆粒載體的結構模式圖。圖4本專利技術的實施例3中的載體顆粒SEM照片。圖5本專利技術的實施例3中的載體中的硝化菌微生物SEM照片。圖6為本專利技術的實施例4中所用的試驗裝置斷面結構示意圖。圖7為本專利技術的實施例4中驗證試驗的現場試驗結果圖。圖8為本專利技術的實施例5中所用的實驗裝置的結構示意圖。圖9為本專利技術的實施例5中實驗結果對比圖。具體實施例方式下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本專利技術。實施例I :參見圖2、圖3所示，一種懸浮型生物活性炭顆粒載體是一種邊長為2-5_、比重為I.02-1. 08的立方塊顆粒，所述立方塊顆粒包括微生物菌體、粉末狀活性炭及水性聚氨酯凝膠體；所述微生物菌體以MLVSS濃度計量，其數量為2000-30000mg/L ;所述粉末狀活性炭的濃度以所述立方塊顆粒的質量百分率計量，其數量為1-8% ;所述水性聚氨酯凝膠體原料預聚體的濃度以所述立方塊顆粒的質量百分率計量，其數量為6-12%。進一步的，所述竹制粉末狀活性炭的粉末粒度為10-150 μ m。實施例2 參見圖I所示，一種制備懸浮型生物活性炭顆粒載體的方法，其，包括以下步驟步驟I)用微生物濃縮液加自來水調配成含微生物濃度為2000-30000mg/L的微生物菌體；步驟2)在所述微生物菌體中加入質量百分比為3-8%的粉末狀活性炭，并混合均勻，得微生物活性炭復合顆粒液體；步驟3)在所述微生物活性炭復合顆粒液體中加入質量百分比為6-12%的水性聚氨酯凝膠體原料預聚體，并混合均勻，得微生物活性炭混合液體；步驟4)在所述微生物活性炭混合液體中加入聚合引發劑進行聚合反應，得到一 涼粉狀或皮凍狀的水溶膠固體還;步驟5)對所述涼粉狀或皮凍狀的水溶膠固體坯進行機械切割，最終制成邊長為2-5毫米的立方塊顆粒。進一步的，步驟4中，所述聚合反應的溫度為20-40°C。優選的，所述聚合反應的溫度為25_35°C。進一步的，所述聚合引發劑包括引發劑KPS和催化劑TEMED，所述引發劑KPS和催化劑TEMED的添加量分別為質量百分比的O. 5-2%和O. 1_1%。進一步的，所述聚合反應的時間為5-30分鐘。實施例3 根據實施例2的方法，以氨氮硝化菌為微生物制成的懸浮型生物活性炭顆粒載體，干燥后的SEM照片如圖4所示，其中所包含的氨氮硝化菌微生物菌體的SEM照片如圖5所示。實施例4:以實施例2的方法制成的懸浮型生物活性炭顆粒載體作為好氧流化床反應器的載體，對去除某自來水廠的原水中的氨氮進行處理效果驗證。載體顆粒的添加量以及流化床反應器有效容積計算。流化床反應器的斷面結構圖見圖6。反應器的有效容積為7立方米，每立方米有效容積添加150公斤，共添加了 1050公斤。圖7為該驗證試驗的現場試驗結果。從結果可以看出，由本專利技術的懸浮型生物活性炭顆粒載體所構成的處理系統有良好的處理效果。實施例5 用于去除工業污水中的氨氮以及與現行技術的對比實驗實驗目的現有技術是在活性污泥反應器中添加塑料顆粒作為載體，在載體表面形成具有去除氨氮功能的生物膜，以提高系統的氨氮去除能力。所用載體為直徑10mm，長度IOmm的管狀物。在同等條件下，用本專利技術的懸浮型生物活性炭顆粒載體代替現有技術本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種懸浮型生物活性炭顆粒載體，其特征在于，所述懸浮型生物活性炭顆粒載體是一種邊長為2？5mm、比重為1.02？1.08的立方塊顆粒，所述立方塊顆粒包括：微生物菌體、竹制粉末狀活性炭及水性聚氨酯凝膠體；所述微生物菌體以MLVSS濃度計量，其數量為2000？30000mg/L；所述竹制粉末狀活性炭的濃度以所述立方塊顆粒的質量百分率計量，其數量為1？8％；所述水性聚氨酯凝膠體原料預聚體的濃度以所述立方塊顆粒的質量百分率計量，其數量為6？12％。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張振家，
申請(專利權)人：蘇州康瑞環境科技有限公司，
類型：發明
國別省市：