一種基于生物碳的螺旋狀磁性生物膜反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種生物膜反應(yīng)器，尤其是一種基于生物碳的螺旋狀磁性生物膜反應(yīng) 器。
【背景技術(shù)】
[0002] 生物膜法是與活性污泥法并列的一種生物處理方法，在污水處理中有著廣泛的應(yīng) 用。常用的生物膜法主要有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化及生物流化床等。生物膜法 具有對環(huán)境條件適應(yīng)能力強(qiáng)，產(chǎn)泥量少、污泥沉降性能好，處理效能穩(wěn)定、良好等優(yōu)點(diǎn)。但常 用的生物膜法多需要曝氣，而生物轉(zhuǎn)盤還需要動能驅(qū)動轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，需要一定的動能消耗。
[0003] 近年來，生物碳作為一種土壤改良劑正越來越受國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。生物碳是農(nóng) 林廢棄物等生物質(zhì)材料在缺氧或者無氧條件下通過熱化學(xué)反應(yīng)得到的一種富碳固體產(chǎn)物。 生物碳孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、吸附能力強(qiáng)，其環(huán)境效益已在國內(nèi)外受到廣泛關(guān)注。但目前作為污水 處理填料的研究還不多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種基于生物碳的螺旋狀磁性生物膜反 應(yīng)器，無需曝氣，且不需要額外的能量消耗，結(jié)合磁性生物碳填料對污水有較好的處理效 果。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。
[0006] -種基于生物碳的螺旋狀磁性生物膜反應(yīng)器，所述生物膜反應(yīng)器由螺旋狀U型槽 軌道和裝填在所述螺旋狀U型槽軌道中的磁性生物碳填料構(gòu)成；
[0007] 所述螺旋狀U型槽軌道呈上升狀，所述螺旋狀U型槽軌道所在平面與水平面角度 為8°~15°，所述螺旋狀U型槽軌道在水平面投影的外圍為圓形，所述圓形的直徑為所述 螺旋狀U型槽軌道寬度的4~6倍，所述螺旋狀U型槽軌道的長度與寬度比值大于20,深度 為8~12cm〇
[0008] 進(jìn)一步，所述磁性生物碳填料的制備包括如下步驟：
[0009] (1)將廢鐵肩加至含硫酸的廢液中，反應(yīng)完全后加入生物碳，攪拌并吸附，得到吸 附二價鐵離子的生物碳；
[0010] (2)將步驟（1)得到的吸附二價鐵離子的生物碳置于空氣中靜置，得到含二價鐵 離子和三價鐵離子的生物碳；
[0011] (3)將步驟（2)得到的含二價鐵離子和三價鐵離子的生物碳置于pH彡10的強(qiáng)堿 溶液中，攪拌后常溫反應(yīng)，固液分離、洗滌、干燥，得磁性生物碳填料。
[0012] 在上述方案中，步驟（1)所述反應(yīng)的時間大于20min，攪拌時間為10~15min，吸 附時間大于30min。
[0013] 在上述方案中，步驟（2)所述靜置的時間為1~2min。
[0014] 在上述方案中，步驟（3)所述的強(qiáng)堿為氫氧化鉀或氫氧化鈉，所述攪拌的時間為 1~2min，所述反應(yīng)的時間為60~80min，所述干燥的溫度不超過80°C。
[0015] 在上述方案中，所述磁性生物碳填料的尺寸為0. 2~0. 8cm，所述磁性生物碳填料 在所述螺旋狀U型槽軌道中的填裝深度為所述螺旋狀U型槽軌道深度的1/3~1/2。
[0016] 在上述方案中，沿所述螺旋狀U型槽軌道長度方向每隔15~20cm設(shè)置一個隔網(wǎng)。
[0017] 設(shè)置隔網(wǎng)的目的在于防止磁性生物碳填料隨污水滑落。
[0018] 在上述方案中，所述隔網(wǎng)的高度與所述螺旋狀U型槽軌道的深度相同，所述隔網(wǎng) 的網(wǎng)孔尺寸小于所述磁性生物碳填料的尺寸，所述隔網(wǎng)的孔隙率大于75%。
[0019] 在上述方案中，所述螺旋狀U型槽軌道的材質(zhì)為有機(jī)玻璃或不銹鋼。
[0020] 本發(fā)明的有益效果是：
[0021] (1)該反應(yīng)器工作時，污水沿螺旋狀U型槽軌道流下；在填料表面生物膜的作用 下，污水中的污染物被降解；整個處理過程無需曝氣，幾乎無動能消耗；
[0022] (2)反應(yīng)器中磁性生物碳填料的原料為農(nóng)業(yè)固體廢物秸桿等的處理產(chǎn)物、廢鐵肩、 硫酸廢液等，成本低，實(shí)現(xiàn)了廢物的資源化利用；
[0023] (3)磁性生物碳填料的制備工藝簡單，操作方便，制備的磁性生物碳填料掛膜效果 好；
[0024] (4)磁性生物碳填料制備過程中，吸附在生物碳孔隙中的重金屬與強(qiáng)堿生成磁性 顆粒，并繼續(xù)留在生物碳的孔隙中，穩(wěn)定性好；
[0025] (5)磁性生物碳填料孔隙中的磁性顆粒，可以增強(qiáng)填料表面生物膜中微生物的活 性，使微生物降解污染物的能力提高，從而提高生物膜反應(yīng)器的降解效率。
【附圖說明】
[0026] 圖1為本發(fā)明所述螺旋狀U型槽軌道的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖2為本發(fā)明所述的隔網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并 不限于此。
[0029] 實(shí)施例1
[0030] 一種基于生物碳的螺旋狀磁性生物膜反應(yīng)器，由如圖1所示的螺旋狀U型槽軌道 和裝填在所述螺旋狀U型槽軌道中的磁性生物碳填料構(gòu)成；所述螺旋狀U型槽軌道呈上升 狀，所述螺旋狀U型槽軌道所在平面與水平面角度為8°，所述螺旋狀U型槽軌道在水平面 投影的外圍為圓形，所述圓形的直徑為所述螺旋狀U型槽軌道寬度的4倍，所述螺旋狀U型 槽軌道的長度與寬度比值為21，深度為8cm;螺旋狀U型槽軌道的材質(zhì)為有機(jī)玻璃。
[0031] 其中磁性生物碳填料的制備方法為：
[0032] (1)將過量廢鐵肩加至含硫酸的廢液中，反應(yīng)21min后加入生物碳，攪拌lOmin，吸 附廢液中的二價鐵離子35min，得到吸附二價鐵離子的生物碳；
[0033] (2)將步驟（1)得到的吸附二價鐵離子的生物碳置于空氣中靜置lmin，得到含二 價鐵離子和三價鐵離子的生物碳；
[0034] (3)將步驟⑵得到的含二價鐵離子和三價鐵離子的生物碳置于pH為10的氫氧 化鈉溶液中，攪拌Imin后，常溫反應(yīng)60min，固液分離、洗滌、干燥，得磁性生物碳填料，其中 干燥溫度為50 °C。
[0035] 通過上述制備方法得到的磁性生物碳填料的尺寸約為0. 8cm，將磁性生物碳填料 填裝至螺旋狀U型槽軌道1/3深度，沿螺旋狀U型槽軌道長度方向每隔15cm安裝一個如圖 2所示的隔網(wǎng)，隔網(wǎng)的高度與U型槽軌道的深度相同，隔網(wǎng)的