公布日：2023.12.19
申請(qǐng)日：2023.11.07
分類號(hào)：C02F3/12(2023.01)I
摘要
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種用于MABR的快速啟動(dòng)定向包埋微生物膜及其應(yīng)用。上述快速啟動(dòng)定向包埋微生物膜可采用以下方法制備：（1）將粘結(jié)劑噴涂于基材上，將短纖維采用靜電植絨固定在植絨布基材上，固化后去除懸浮短纖維，獲得植絨布；（2）依次將好氧活性污泥、兼性活性污泥、厭氧活性污泥固定在植絨布表面。本發(fā)明的生物膜用于膜曝氣生物反應(yīng)器中，使得初期的硝化和反硝化效率大幅提高，與傳統(tǒng)膜曝氣生物反應(yīng)器的運(yùn)行40天后的效率相當(dāng)。該生物膜增強(qiáng)了不同功能微生物菌群之間的協(xié)同作用，提高微生物的活性，且保護(hù)生物膜不脫落，提高生物水處理效率；無需回流及攪拌裝置，曝氣壓力低，降低了污水處理能耗。
權(quán)利要求書
1.一種用于膜曝氣生物反應(yīng)器的快速啟動(dòng)定向包埋微生物膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：（1）將粘結(jié)劑噴涂于植絨布基材上，然后將短纖維采用靜電植絨固定在植絨布基材上，固化后去除懸浮短纖維，獲得植絨布；（2）依次將好氧活性污泥、兼性活性污泥、厭氧活性污泥固定在植絨布表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑選自聚氨酯植絨膠或丙烯酸酯植絨膠；所述植絨布基材為無紡布或針織布；所述短纖維的材質(zhì)為聚酯纖維、聚乙烯醇纖維、聚酰胺纖維、聚丙烯腈纖維、聚丙烯纖維和聚氯乙烯纖維中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述短纖維的直徑為20-50μm，長度為30-100mm；所述好氧活性污泥、兼性活性污泥或厭氧活性污泥在植絨布上的厚度分別是1-5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述短纖維的直徑為30μm，長度為50mm；所述好氧活性污泥、兼性活性污泥或厭氧活性污泥在植絨布上的厚度分別是2mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的制備方法，其特征在于，還包括步驟（3）：將聚乙烯醇水溶液中加入光敏劑獲得水凝膠預(yù)聚液，然后將其置于步驟（2）的植絨布表面并光固化。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述光敏劑是N-甲基-4-(對(duì)甲酰苯乙烯基)吡啶甲基硫酸鹽、3-甲氧基二苯胺-4-重氮鹽和4-重氮二苯胺硫酸氫鹽中的一種或兩種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述聚乙烯醇的水解度為88%。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述光敏劑與聚乙烯醇的質(zhì)量比為0.1-1:100；所述聚乙烯醇與水的質(zhì)量比為10-15:85-90。
9.一種如權(quán)利要求1-8任一所述方法制備的快速啟動(dòng)定向包埋微生物膜。
10.一種如權(quán)利要求9所述的快速啟動(dòng)定向包埋微生物膜在污水處理中的應(yīng)用，其特征在于，包括以下步驟：將快速啟動(dòng)定向包埋微生物膜裝配在膜曝氣生物反應(yīng)器上進(jìn)行曝氣，在適宜壓力和溫度下進(jìn)行生物反應(yīng)，對(duì)污水進(jìn)行脫氮。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種快速啟動(dòng)膜曝氣生物反應(yīng)器定向包埋微生物膜，可用于膜曝氣生物反應(yīng)器初期，提高硝化和反硝化反應(yīng)的去除效率，提高微生物間的協(xié)同作用。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述快速啟動(dòng)膜曝氣生物反應(yīng)器定向包埋微生物膜的制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
一種用于膜曝氣生物反應(yīng)器的快速啟動(dòng)定向包埋微生物膜的制備方法，包括以下步驟：（1）將粘結(jié)劑噴涂于植絨布基材上，然后將短纖維采用靜電植絨固定在植絨布基材上，固化后去除懸浮短纖維，獲得植絨布；（2）依次將好氧活性污泥、兼性活性污泥、厭氧活性污泥固定在植絨布表面。
所述粘結(jié)劑選自聚氨酯植絨膠或丙烯酸酯植絨膠。
所述植絨布基材為無紡布或針織布。
所述短纖維的材質(zhì)為聚酯纖維、聚乙烯醇纖維、聚酰胺纖維、聚丙烯腈纖維、聚丙烯纖維和聚氯乙烯纖維中的一種或多種。
所述短纖維的直徑為20-50μm，優(yōu)選直徑為30μm；長度為30-100mm，優(yōu)選長度為50mm。
所述好氧活性污泥、兼性活性污泥或厭氧活性污泥在植絨布上的厚度是1-5mm，優(yōu)選為2mm。
為了防止活性污泥流失，上述制備方法還包括步驟（3）：將聚乙烯醇水溶液中加入光敏劑獲得水凝膠預(yù)聚液，然后將其置于步驟（2）的植絨布表面并光固化。
所述光敏劑是N-甲基-4-(對(duì)甲酰苯乙烯基)吡啶甲基硫酸鹽、3-甲氧基二苯胺-4-重氮鹽和4-重氮二苯胺硫酸氫鹽中的一種或兩種，優(yōu)選N-甲基-4-(對(duì)甲酰苯乙烯基)吡啶甲基硫酸鹽。
所述聚乙烯醇的水解度為88%。
所述光敏劑與聚乙烯醇的質(zhì)量比為0.1-1:100。
所述聚乙烯醇與水的質(zhì)量比為10-15:85-90。
一種上述方法制備的快速啟動(dòng)定向包埋微生物膜。
一種上述快速啟動(dòng)定向包埋微生物膜在污水處理中的應(yīng)用，包括以下步驟：將快速啟動(dòng)定向包埋微生物膜裝配在膜曝氣生物反應(yīng)器上進(jìn)行曝氣，在適宜壓力和溫度下進(jìn)行生物反應(yīng)，對(duì)污水進(jìn)行脫氮。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明制備定向包埋微生物膜的過程中添加了短纖維，能夠在植絨布表面伸出絨狀突起，增加了微生物可附著的比表面積；并在運(yùn)行前包埋了生物膜，大大縮短了反應(yīng)啟動(dòng)時(shí)間；好氧污泥、兼性污泥、厭氧污泥同時(shí)在污水處理體系中發(fā)揮作用，同步實(shí)現(xiàn)硝化、反硝化作用，高效降解氮；生物膜的最外層覆蓋水凝膠層，可以防止其下方各污泥層的流失，且不影響污水處理過程中進(jìn)行的正常傳質(zhì)；該生物膜用于膜曝氣生物反應(yīng)器中，使得膜曝氣反應(yīng)器初期的硝化和反硝化效率大幅提高，與傳統(tǒng)膜曝氣生物反應(yīng)器的運(yùn)行40天后的效率相當(dāng)；使用該定向包埋微生物膜技術(shù)，增強(qiáng)了不同功能微生物菌群之間的協(xié)同作用，提高微生物的活性，且保護(hù)生物膜不脫落，提高生物水處理效率；且無需回流及攪拌裝置，曝氣壓力低，大大降低了污水處理能耗。
（發(fā)明人：馮權(quán);吳艷君;郭榮波）
