一种用于污水处理的改性生物酶木炭填料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物新材料领域，具体涉及一种用于污水处理的改性生物酶木炭填 料。
【背景技术】
[0002] 曝气生物滤池工艺是于20世纪80年代末和90年代初开创的污水处理技术，由于 具有水力负荷大、水力停留时间短、出水水质好、运行能耗低，运行费用少等的特点而受到 人们越来越多的关注。曝气生物滤池技术实质是在生物反应池内充填填料，在其填料表面 和内部布满生物膜，通过生物膜中微生物氧化分解作用，以及生物膜的吸附阻留作用和在 填料间形成的食物链分级捕食作用，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。为此填料 表面和内部生物膜的形成，脱落和更新的速度和质量，直接影响到曝气生物滤池工艺对污 水的净化效能。所以，开发附载生物数量高、种类多，而且具有生物活性，使用寿命长的填 料，一直以来是作为提高曝气生物滤池工艺效能的关键措施。
[0003] 作为具有"活性"的生物填料，必须具备以下几个条件；
[0004] 1、首先要求具有比较大的比表面积，为微生物的栖息和繁殖提供必要的生活场 所，尽可能保持高的微生物量。
[0005] 2、要求填料的素质和结构能诱导有益微生物进入填料的内部，并提供融合多种有 利于微生物快速附着生长的微量元素和活性酶，而且具有容易附着和固定的载体，在填料 的表面和内部持续进行酶促反应，保持微生物的活性，当生物膜落后便于消化分解和自动 更新。
[0006] 3、具有固定和容纳多种类微生物的立体空间，有利于保护不同的微生物共同存 在、发挥协同作用，延长食物链的分级捕食作用。
[0007] 4、填料的形状有利于在水流动经过时，形成对曝气气泡动的重复切割作用和一定 规则的紊动作用，通过气促水的运动、增大污水中有机物与填料的接触面积，提高传质作用 效果。
[0008] 目前开发的填料几乎都难以同时都具有上述的优点，例如多数填料虽然拥有较大 的比表面积，但是很难保证内部的微孔隙相互连通，而且很难维持填料内部微生物的活性。 有些研宄材料尽管添加了微生物酶活性促进剂，有的在后期的填料制作过程由于制造工艺 等原因失去其活性作用，有的没有考虑处理对象以及微生物种类不同，对酶活性剂的组成 和比例进行相应的调整，难以激活和维持酶促反应持续进行。
[0009] 中国发明专利CN101665282A "一种环保生物填料及其制备方法"。它采用经碳化 处理的稻壳，尽管比表面积比较大（2000m2/m 3)，但由于没有对碳化后的表面负电荷进行处 理，以及稻壳内部的微孔隙数量也较少，所以其挂膜的速度和数量都受到了限制。
[0010] 中国发明专利CN101767865B "一种用于污水处理的填料及其制备方法"。该发明 填料由聚氨酯泡沫材料，微生物生产促进剂，微生物激活剂，活性生活酶和活性泥制成按一 定比例直接放入污水处理反应器内经过24-72小时曝气，即得到污水处理的填料。由于添 加的微生物激活剂和活性生活酶过于单一，而且这些添加物直接与污水反应，难以诱导微 生物进入到材料内部进行酶促反应。
[0011] 中国发明专利CN1314600C "改性微生物填料及其制备方法"，该发明高密度聚乙 稀，再生胶粉，轻质碳酸妈，甲壳素，炭黑混合加入到丙酮混合溶液，让丙酮自然挥发后，投 入螺杆挤出机中，熔融挤出成型。由于使用马来酸酐，过氧化二异丙苯以及丙酮的化学药剂 性质，降低了材料素质对微生物的亲和性，同时经过熔融挤压后，破坏了材料内部的微孔隙 结构。
[0012] 中国发明专利CN102838204A "一种处理高浓度难降解废水的活性填料及其制 备方法"。该发明把酶促活性调节剂，高分子聚合物，加工改型剂按一定比例混合后，经过 135-215度软化后，经模具挤出成型。由于经过高温后，酶促活性调节剂的成分与高分子聚 合物以及加工改型剂紧密结合，减弱了酶促活性调节剂的作用。
【发明内容】
[0013] 本发明的目的是为了针对现有填料的不足之处，提供一种用于污水处理的改性生 物酶木炭填料。
[0014] 为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
[0015] -种用于污水处理的改性生物酶木炭填料，所述改性生物酶木炭填料由以下方法 制备：
[0016] 1)把经过振动过筛和磨圆的自然木炭，以喷雾的方式加入改性剂，自然木炭重量 与改性剂的重量比例是3 :1，所述改性剂包括A液和B液：所述A液按重量百分比计包括 1-5%氨基葡萄糖、1-5%盐酸氨基葡萄糖和0. 5-4%硫酸氨基葡萄糖中的任意一种或几种 的混合，余量为水，所述A液各组分之和为100% ;所述B液按重量百分比计包括5-20%玉 米浆，4-20%蛋白胨，0. 5-3%硫酸铵，0. 1-2%硫酸铁，0. 1-2%磷酸二氢钾、0. 1-2%硫酸镁 和1-5%的酵母中的任意一种或几种的混合，余量为水，所述B液各组分之和为100% ;
[0017] 2)加入混合酶剂并充分搅拌后静止，混合酶剂的加入量与自然木炭的质量比为 1 :1000-2000,混合酶剂包括2-20 %果胶酶、5-20 %蛋白酶、5-20 %脂肪酶、5-25 %纤维素 酶、5-20%过氧化氢酶和5-20%淀粉酶中的任意一种或几种的混合，余量为水，所述混合酶 剂各组分之和为100% ;
[0018] 3)使用负压真空泵抽真空后，通风干燥，最后制成含水量为8-10%的生物酶木炭 填料。
[0019] 上述方案中，所述A液和B液和体积比为1:0. 5-1. 2。
[0020] 上述方案中，所述自然木炭是经过800度-1200度高温碳化的阔叶林、针叶林树枝 或竹子根蔸碳化材料。
[0021] 上述方案中，所述自然木炭的比表面积为IOOmVg以上（测试方式为BET法氮吸 附比表面积测试仪）。
[0022] 上述方案中，所述步骤1)中的喷雾时间为15-25分钟，喷雾的过程翻动木炭。
[0023] 上述方案中，所述步骤2)中的静止时间为15-30分钟。
[0024] 上述方案中，所述步骤3)中的真空泵压力为65-75KPa，抽真空时间为20-40分钟。
[0025] 上述方案中，所述步骤1)中磨圆后的木炭的颗粒直径为6_20mm。
[0026] 上述方案中，所述步骤3)中的干燥温度小于45°C。
[0027] 上述方案中，所述步骤1)中的过筛是把木炭颗粒通振动过筛机，控制木炭颗粒直 径5cm_25cm之间。
[0028] 本发明中磨圆是指通过颗粒打磨机，去除炭粒边缘容易破碎的部分，消除使用初 期因曝气和水流动摩擦