【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污水生物处理，具体涉及一种污泥基厌氧氨氧化载体及其制备和应用。
技术介绍
1、pcb工业废水中含有高浓度的有机物、氨、无机酸碱和多种重金属等污染物，其中氨氮废水主要来自于蚀刻过程。该类废水具有氨氮高，有机物浓度低，含重金属离子等特征。采用传统的硝化反硝化生化处理系统需要大量的曝气、碱度和碳源投入。此外，还存在生化系统崩溃，排放不达标等严峻挑战。
2、厌氧氨氧化技术是近年来自养脱氮领域的热点研究之一。具有脱氮效率高，无需外加碳源，降低曝气能耗或无需曝气，并且剩余污泥产量低等优点。目前已有案例成功应用于市政，发酵等领域的污水处理中。但是有关工业废水处理领域的应用案例较少，特别是关于pcb行业废水的厌氧氨氧化应用仍需进一步研究如何实现工程化应用，实现企业的降本增效，节能减排的目标。
3、目前厌氧氨氧化应用于pcb工业废水时仍存在一些问题，例如，厌氧氨氧化菌自身富集缓慢，难以抵消污泥流失带来的负面影响，以及进水水质波动较为剧烈，且进水可能存在重金属和硫化物等对厌氧氨氧化产生毒性问题。
4、因此，针对上述厌氧氨氧化生物载体填料应用于pcb废水中的挑战，开发和制备一种促进厌氧氨氧化生物载体填料启动的轻质载体是重要的。
技术实现思路
1、针对厌氧氨氧化生物膜的形成困难、启动缓慢等特点，传统的生物载体在应用于工业废水时容易出现挂膜缓慢，生物膜容易脱落，功能菌流失以及脱氮效率低等现象，本专利技术提供了一种促进厌氧氨氧化生物载体填料启动的轻质载体及其制
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、本专利技术第一方面提供了一种污泥基厌氧氨氧化载体的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)将干污泥置于zncl2、koh混合溶液中浸渍活化，取出，干燥后置于管式炉中热解，热解后洗涤、干燥得到污泥炭；
5、(2)将氯化血红素与所述污泥炭加入溶剂中，搅拌，干燥后置于管式炉中焙烧，制得铁卟啉修饰的污泥炭，记为hemin@sac；
6、(3)将羧甲基纤维素、聚乙烯醇、eps溶于水中得到粘合剂；然后将所述hemin@sac分散在粘合剂中，搅拌得到混合湿物料；最后加入聚氨酯海绵进行挤压揉合，取出，烘干后得到所述污泥基厌氧氨氧化载体。
7、本专利技术中，所述hemin@sac作为功能位点，可促进厌氧氨氧化生物膜形成和降低氧化还原反应活化能；所述粘合剂是一种亲水性粘合保护剂，具有削减重金属毒害的作用；所述聚氨酯海绵作为轻质骨料，为生物膜提供支撑。
8、本专利技术中的干污泥原料为污水处理二沉池排出的剩余污泥压滤脱水后的泥饼原料，含有丰富的有机质和官能团，有助于微生物的聚集。
9、优选地，步骤(1)中，所述干污泥经过了预处理步骤，所述预处理步骤包括：将污泥饼破碎后洗涤，置于烘箱中干燥，取出冷却后备用。
10、优选地，步骤(1)中，所述zncl2、koh混合溶液中zncl2的浓度为0.02-0.03g/ml，koh的浓度为0.008-0.012g/ml；所述干污泥与zncl2、koh混合溶液的质量体积比为1g：(2-8)ml；所述浸渍活化的时间为10-14h。
11、优选地，步骤(1)中，所述热解的温度为450-550℃，时间为1-3h。
12、优选地，步骤(1)中，热解后的污泥炭经过2-4mol/l hcl酸洗活化，然后再使用水洗涤至中性后干燥。
13、优选地，步骤(2)中，所述溶剂为醇溶液。
14、优选地，步骤(2)中，所述氯化血红素与所述污泥炭的质量比为1：(4-6)。
15、优选地，步骤(2)中，所述焙烧的温度为450-550℃，时间为1-3h。
16、优选地，步骤(3)中，所述羧甲基纤维素、聚乙烯醇、eps和水的质量比为1：(0.8-1.2)：(0.05-0.1)：(20-30)。
17、本专利技术并不限定eps(胞外聚合物)的具体来源及类型，可通过自制也可采用市售购买。本专利技术所使用的eps为干燥后的eps。在本专利技术的一些具体实施中，所述eps通过离心热提取法从污水厂生化系统排出的剩余污泥中提取。在不同转速下可得到结合型的eps和溶解型的eps。在本专利技术中两种类型的eps均可被添加至粘合剂中。
18、优选地，步骤(3)中，所述hemin@sac、粘合剂和聚氨酯海绵的质量比为(0.25-1.5)：(5-15)：(0.2-3)。
19、本专利技术第二方面提供了一种污泥基厌氧氨氧化载体，由所述的污泥基厌氧氨氧化载体的制备方法制备得到。
20、本专利技术第三方面提供了所述的污泥基厌氧氨氧化载体在污水厌氧处理过程中的应用。
21、本专利技术第四方面提供了一种污水厌氧处理方法，包括以下步骤：采用sbr反应器作为污水处理装置，将所述污泥基厌氧氨氧化载体置于sbr反应器中作为轻质载体，进行污水处理。
22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
23、1、本专利技术采用铁卟啉修饰的污泥基活性炭作为一种促进厌氧氨氧化生物载体填料启动的轻质载体中的活性位点，添加eps作为粘合剂不仅实现了剩余污泥的资源化利用，而且定向的强化了生物膜系统中厌氧氨氧化菌的增殖，防止了异养菌的侵蚀作用，加速了工业废水中厌氧氨氧化工艺的启动，提高了脱氮率。
24、2、采用的活化剂具有脱羟基，脱水等功能，能够释放污泥内部的水蒸气进而形成孔道多孔结构。再通过酸洗出产生的金属氧化物颗粒等，保持孔道结构提升其吸附催化等功能。
25、3、本专利技术采用铁卟啉化合物修饰的污泥基活性炭(hemin@sac)，能够作为氧化还原介体(rms)降低厌氧氨氧化的氧化还原反应的活化能，特别地，在厌氧氨氧化菌的电子传递体系中能够降低氧化还原电位，加快厌氧氨氧化微生物的代谢进程。另外，铁卟啉化合物能够积极地参与厌氧氨氧化菌合成细胞色素，作为蛋白辅基参与厌氧氨氧化菌细胞内的能量代谢过程，对厌氧氨氧化具有促进作用，加速厌氧氨氧化菌产生可氨氧化酶，从而极大提升脱氮作用。
26、4、采用的粘合剂能够有效地使活性炭小颗粒成型，降低使用过程中的断裂、脱落等不良情况的发生。另外，粘合剂尽可能的降低对材料孔隙结构的堵塞作用，能够有效地发挥活性炭的电子介导、吸附、催化等功能。
27、5、粘合剂中添加的eps的主要优势为：附着在填料上的eps具有良好的生物友好性，由于蛋白质本身的疏水性，且活性蛋白与微生物膜的良好粘合力，可极大地加速厌氧氨氧化菌的挂膜速度。除此以外，eps处于厌氧状态下，会逐渐被厌氧微生物利用，逐渐将大分子的蛋白质分解为小分子氨基酸。由于蛋白质与微生物的紧密贴合，产生的氨基酸可通过专门的细胞膜通道进入到厌氧氨氧化菌中，进一步促进酶的合成与细胞质的增长。除此以外，eps中的蛋白质，多糖等本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种污泥基厌氧氨氧化载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的污泥基厌氧氨氧化载体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述ZnCl2、KOH混合溶液中ZnCl2的浓度为0.02-0.03g/ml，KOH的浓度为0.008-0.012g/ml；所述干污泥与ZnCl2、KOH混合溶液的质量体积比为1g：(2-8)ml；所述浸渍活化的时间为10-14h。
3.根据权利要求1所述的污泥基厌氧氨氧化载体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述热解的温度为450-550℃，时间为1-3h。
4.根据权利要求1所述的污泥基厌氧氨氧化载体的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述氯化血红素与所述污泥炭的质量比为1：(4-6)。
5.根据权利要求1所述的污泥基厌氧氨氧化载体的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述焙烧的温度为450-550℃，时间为1-3h。
6.根据权利要求1所述的污泥基厌氧氨氧化载体的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述羧甲基纤维素、聚乙烯醇、EPS和水的质量比为1：(0.8-1
7.根据权利要求1所述的污泥基厌氧氨氧化载体的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述Hemin@SAC、粘合剂和聚氨酯海绵的质量比为(0.25-1.5)：(5-15)：(0.2-3)。
8.一种污泥基厌氧氨氧化载体，其特征在于，由权利要求1-7任一项所述的污泥基厌氧氨氧化载体的制备方法制备得到。
9.权利要求8所述的污泥基厌氧氨氧化载体在污水厌氧处理过程中的应用。
10.一种污水厌氧处理方法，其特征在于，包括以下步骤：采用SBR反应器作为污水处理装置，将权利要求8所述污泥基厌氧氨氧化载体置于SBR反应器中作为轻质载体，进行污水处理。
...【技术特征摘要】
1.一种污泥基厌氧氨氧化载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的污泥基厌氧氨氧化载体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述zncl2、koh混合溶液中zncl2的浓度为0.02-0.03g/ml，koh的浓度为0.008-0.012g/ml；所述干污泥与zncl2、koh混合溶液的质量体积比为1g：(2-8)ml；所述浸渍活化的时间为10-14h。
3.根据权利要求1所述的污泥基厌氧氨氧化载体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述热解的温度为450-550℃，时间为1-3h。
4.根据权利要求1所述的污泥基厌氧氨氧化载体的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述氯化血红素与所述污泥炭的质量比为1：(4-6)。
5.根据权利要求1所述的污泥基厌氧氨氧化载体的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述焙烧的温度为450-550℃...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢峥，邓景永，朱识芝，陈之均，
申请(专利权)人：深圳市臻鼎环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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