專利名稱：：一種生物硅藻水處理劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬水處理領(lǐng)域，具體涉及一種含有微生物的硅藻(硅殼)水處理劑。
背景技術(shù)：
：目前，用于微生物固定化的方法種類較多，包括交聯(lián)法、吸附法、共價(jià)鍵結(jié)合法、包埋法等，其優(yōu)缺點(diǎn)如下表所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>由比較可知，化學(xué)固定化法中化學(xué)試劑的毒性對(duì)細(xì)胞會(huì)有損害，因此不適用于制備固定化活細(xì)胞。物理交聯(lián)法的機(jī)械性能較差。半透膜法集反應(yīng)和分離于一體，膜表面較大，又具有選擇性，因而具有很大潛力，但膜的性質(zhì)、膜反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與操作運(yùn)行方面還存在許多問(wèn)題。而吸附法由于其較低的成本及制備容易而受到廣泛關(guān)注。吸附法固定載體又分為無(wú)機(jī)吸附法固定載體及有機(jī)吸附固定載體。常用的無(wú)機(jī)吸附法固定載體包括硅膠、活性炭、天然沸石、陶粒等。作為微生物固定化無(wú)機(jī)載體，其存在結(jié)合力較小等缺陷；而作為無(wú)機(jī)吸附劑，則存在選擇性差、吸附能力不強(qiáng)、吸附性能無(wú)法調(diào)整等缺陷。常用的有機(jī)法吸附固定載體一大缺陷是再生難，此外，其造價(jià)較高、易老化。就水處理工藝而言，我國(guó)目前常用的城市污水二級(jí)處理工藝為污水—格柵—沉砂池—初沉池—生物處理池—二沉池—出水。這種工藝技術(shù)成熟、管理經(jīng)驗(yàn)豐富。但該工藝對(duì)污水的處理效果一般且很難將出水中氨氮濃度處理到排放標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有污水處理技術(shù)處理深度不足、中水回用困難等問(wèn)題，提供了一種能夠使處理效率高、設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、出水水質(zhì)高且穩(wěn)定的污水處理劑。本發(fā)明的另一目的是提供一種上述水處理劑的制備方法。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施達(dá)到一種生物硅藻(硅殼)水處理劑，由硅藻土、絮凝劑、活性碳和水處理工程菌組成，其中絮凝劑的含量為硅藻土質(zhì)量的2050%，活性碳的含量為硅藻土質(zhì)量的15%，水處理工程菌的含量為硅藻土質(zhì)量的110%。。一種生物硅藻(硅殼)水處理劑的制備方法，在硅藻土中添加其質(zhì)量2050%的絮凝劑和其質(zhì)量15%的活性碳，混合均勻后配制成污水處理劑初品；在初品中添加硅藻土質(zhì)量110%。的水處理工程菌，均勻攪拌固定后，制成生物硅藻水處理劑。其中硅藻土中硅藻殼體的含量?jī)?yōu)選在70%以上。絮凝劑可以選用無(wú)機(jī)絮凝劑或有機(jī)絮凝劑。有機(jī)絮凝劑可以選用聚丙烯酰胺等非離子型有機(jī)高分子絮凝劑，或者聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸鈣等陰離子型有機(jī)高分子絮凝劑。無(wú)機(jī)絮凝劑可以選用鋁鹽或鐵鹽類無(wú)機(jī)絮凝劑，如堿式氯化鋁、硫酸鋁、硫酸鐵、三氯化鐵、明礬、氫氧化鋁凝膠、聚合硫酸鋁或聚合硫酸鐵等?；钚蕴嫉牧綖?0500目，以100400目為佳，其中優(yōu)選使用椰殼活性碳。本發(fā)明的生物菌可以采用常規(guī)的水處理工程菌，如美國(guó)勇新環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?AdvancedConceptThermalSystem,Inc.)的威寶菌以及super-CM生物菌(美國(guó)專利號(hào)US005578486A)等等。前者具備以下特點(diǎn)l.分解水中有機(jī)物，減少池底沉積物；2.有利于污水中磷的去除；3.使用方式容易且經(jīng)濟(jì)效益高。而后者的高效性可降低工程投資和運(yùn)行費(fèi)用、提高處理效果。當(dāng)這些工程菌固定在硅藻(硅殼)水處理劑上后，能夠防治工程菌的流失，保障工程菌的優(yōu)勢(shì)地位，另一方面也能提高工程菌的性能，保障出水的處理效果。同時(shí)，這也可以在使用之前在原水條件將其馴化。本發(fā)明的生物硅藻(硅殼)水處理劑具體可以通過(guò)以下方法制備第一步硅藻(硅殼)的富集通過(guò)現(xiàn)有的選礦方法(酸洗、煅燒或者物理選礦等)將硅藻原土進(jìn)行選洗，形成硅藻(硅殼)含量達(dá)到70%以上的純土。第二步硅藻(硅殼)水處理劑的制備方法在硅藻(硅殼)含量為70%以上的硅藻純土中添加20%50%的堿式氯化鋁、三氯化鐵等絮凝劑后，再添加1%5%粒徑在100500目的活性碳(其目的是起到架橋作用，改善、提高硅藻(硅殼)水處理劑性能)，經(jīng)過(guò)均勻攪拌后，配制成污水處理劑初品；第三步固定生物菌由于微生物菌含天然活性酵素(酶)，微生物在水處理應(yīng)用中起到迅速降解污染物及提高生化效果的作用。因此，將微生物菌固定于硅藻(硅殼)上后，將大大提高處理效果及出水水質(zhì)。在第二步制備成的硅藻(硅殼)水處理劑初品中添加重量比為1%。10%。的在水處理工程中具有優(yōu)良效果或具有某種特殊處理功能的液體或固體純種水處理工程菌，將其進(jìn)行均勻攪拌后，配制成污水處理所需的生物硅藻(硅殼)水處理劑。該試劑要求根據(jù)不同水質(zhì)在使用前一個(gè)星期內(nèi)配制。其中，生物硅藻(硅殼)水處理劑在保存時(shí)不得透X光,同時(shí)防止其長(zhǎng)時(shí)間在陽(yáng)光下照射。制備好的生物硅藻(硅殼)水處理劑按10100ppm的投加量投入到污水中進(jìn)行處理。本發(fā)明的生物硅藻水處理劑在水處理中的運(yùn)用①運(yùn)用于城市生活污水處理中與傳統(tǒng)生化工藝(如A/0、A2/0、SBR、CASS等)相結(jié)合，能夠起到縮短停留時(shí)間、提高生化效果的作用，在進(jìn)水條件滿足傳統(tǒng)生化工藝承受范圍的前提下，最終處理出水能夠達(dá)到COD^20mg/L，氨氮^lmg/L，T-P^).5mg/L。圖2為在A/O工藝中使用生物硅藻(硅殼)水處理劑的示意圖。②運(yùn)用于工業(yè)廢水處理中可作為深度處理單元操作工藝，使原出水水質(zhì)進(jìn)一步提高，達(dá)到中水回用要求。(D硅藻處理單元在生化池中，通過(guò)添加生物硅藻(硅殼)水處理劑，并將其與活性污泥充分混合、固定后一起提升到水力循環(huán)澄清池或機(jī)械加速澄清池或?qū)Ｓ玫乃幚碓O(shè)備內(nèi)發(fā)生吸附、絮凝、過(guò)濾作用，同時(shí)再將部分硅藻(硅殼)回流到生化池內(nèi)，起到增加微生物與載體接觸時(shí)間的目的。④在現(xiàn)有污水處理中任何一種工藝上，增加一套硅藻處理單元，可以使處理出水有效提高去除率，起到節(jié)能減排作用。本發(fā)明的生物硅藻(硅殼)水處理劑，一方面利用硅藻表面的不平衡電位能中和懸浮粒子的電荷，使其相斥電位受到破壞而與硅藻形成醪羽，凝集成較大的絮花，加上其巨大的比表面積和表面吸附性，脫穩(wěn)膠體極易被吸附到硅藻土上，因此，該水處理劑對(duì)水中污染物具有良好的吸附作用；另一方面，硅藻土表面良好的孔結(jié)構(gòu)也為微生物的固定提供了良好的條件。該技術(shù)是在硅藻土強(qiáng)大的污染物吸附能力的基礎(chǔ)上，利用固定化微生物的脫氮能力來(lái)改善硅藻土脫氮能力不足的狀況，并最終通過(guò)這兩方面作用達(dá)到進(jìn)一步提高其他出水水質(zhì)指標(biāo)的目的。本發(fā)明的水處理劑同時(shí)又能提高處理效率、使設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、使出水水質(zhì)高且穩(wěn)定。圖1是本發(fā)明生物硅藻(硅殼)水處理劑的一種制備方法示意圖。圖2是本發(fā)明生物硅藻(硅殼)水處理劑在現(xiàn)有工藝中的運(yùn)用示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例1在硅藻殼體含量為70%以上的硅藻純土中添加40%的絮凝劑堿式氯化鋁后，再添加3%粒徑在200400目的椰殼活性碳，經(jīng)過(guò)均勻攪拌后，配制成污水處理劑初品；在初品中添加重量比為5%。的水處理工程菌威寶菌，將其進(jìn)行均勻攪拌后，配制成污水處理所需的生物硅藻(硅殼)水處理劑。實(shí)施例2在硅藻含量為70%以上的硅藻純土中添加25%的絮凝劑三氯化鐵后，再添加2%粒徑在200400目的活性碳，經(jīng)過(guò)均勻攪拌后，配制成污水處理劑初品；在初品中添加重量比為2%。的水處理工程菌威寶菌，將其進(jìn)行均勻攪拌后，配制成污水處理所需的生物硅藻(硅殼)水處理劑。實(shí)施例3在硅藻含量為70%以上的硅藻純土中添加50%的絮凝劑堿式氯化鋁后，再添加5%粒徑在200400目的活性碳，經(jīng)過(guò)均勻攪拌后，配制成污水處理劑初品；在初品中添加重量比為9%。的水處理工程菌super-CM生物菌，將其進(jìn)行均勻攪拌后，配制成污水處理所需的生物硅藻(硅殼)水處理劑。對(duì)比例在硅藻含量為70%以上的硅藻純土中添加40%的絮凝劑堿式氯化鋁后，再添加3%粒徑在200400目的椰殼活性碳，經(jīng)過(guò)均勻攪拌后，配制成污水處理劑初品。如圖2所示，在傳統(tǒng)A/O工藝后面利用一個(gè)生物硅藻處理系統(tǒng)代替原有的二沉池單元，一方面通過(guò)往生物硅藻一體化反應(yīng)器中不斷投加生物硅藻(硅殼)水處理劑，對(duì)污水中污染物進(jìn)行吸附、絮凝、過(guò)濾作用及微生物對(duì)污染物的降解作用；另一方面，通過(guò)污泥的回流，按照10%200%的回流比將部分生物硅藻(硅殼)回流至生化系統(tǒng)，增加了微生物菌與硅藻(硅殼)的接觸時(shí)間，增強(qiáng)了微生物的固定化效果及其對(duì)污染物的降解作用，增強(qiáng)生物硅藻(硅殼)水處理劑的性能。將實(shí)施例1得到的生物硅藻水處理劑與對(duì)比例分別加入上述工藝中來(lái)處理相同水質(zhì)的城市生活污水，具體結(jié)果見(jiàn)下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從上表可以看出通過(guò)對(duì)比例處理后的出水中氨氮去除率很低且出水C0D較高，即使與生化技術(shù)相聯(lián)，出水中氨氮濃度仍較高，很難達(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)；相比，本配方能較好地除去水中的氨氮，并且其余三項(xiàng)指標(biāo)均具有較高的去除率，當(dāng)其與生化技術(shù)相結(jié)合時(shí)，最終出水達(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)。權(quán)利要求1、一種生物硅藻水處理劑，由硅藻土、絮凝劑、活性碳和水處理工程菌組成，其中絮凝劑的含量為硅藻土質(zhì)量的20～50％，活性碳的含量為硅藻土質(zhì)量的1～5％，水處理工程菌的含量為硅藻土質(zhì)量的1～10‰。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物硅藻水處理劑，其特征在于所述的硅藻土中硅藻殼體的含量在70%以上。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物硅藻水處理劑，其特征在于所述的絮凝劑為堿式氯化鋁、硫酸鋁、硫酸鐵、三氯化鐵、聚合硫酸鋁或聚合硫酸鐵。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物硅藻水處理劑，其特征在于所述的活性碳的粒徑為50500目。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物硅藻水處理劑，其特征在于所述的水處理工程菌為威寶菌或super-CM生物菌。6、一種生物硅藻水處理劑的制備方法，其特征在于在硅藻土中添加其質(zhì)量2050%的絮凝劑和其質(zhì)量15%的活性碳，混合均勻后配制成污水處理劑初品；在初品中添加硅藻土質(zhì)量110%。的水處理工程菌，均勻攪拌固定后，制成生物硅藻水處理劑。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種生物硅藻水處理劑，由硅藻土、絮凝劑、活性炭和水處理工程菌組成，其中絮凝劑的含量為硅藻土質(zhì)量的20～50％，活性炭的含量為硅藻土質(zhì)量的1～5％，水處理工程菌的含量為硅藻土質(zhì)量的1～10‰。本發(fā)明的生物硅藻水處理劑，一方面對(duì)水中污染物具有良好的吸附作用，另一方面利用固定化微生物的脫氮能力改善了硅藻土脫氮能力不足的狀況，同時(shí)又能提高水處理效率、使設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、使出水水質(zhì)高且穩(wěn)定。文檔編號(hào)C12N11/14GK101182512SQ20071019672公開(kāi)日2008年5月21日申請(qǐng)日期2007年11月30日優(yōu)先權(quán)日2007年8月1日發(fā)明者吳效祥,偉李,藺嘉梅,陳華華,顧文柳申請(qǐng)人:江蘇省嘉慶水務(wù)發(fā)展有限公司