CN1493530A - 使用固定在多孔性担体的微生物的废水/水处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种使用固定在多孔性担体的微生物的废水/水处理的方法，包含将一进流水导入一反应槽中，使得该进流水在该反应槽中滞留一段时间再从该反应槽流出，其中该进流水中的污染物的一部份在该滞留期间被反应槽中的微生物所分解，于是从该反应槽流出的出流水相对于进流水具有较低含量的污染物。该微生物是附着在位于该反应槽中的一改性的多孔性担体。该改性的多孔性担体包含高分子发泡体及附着在该发泡体的孔隙内的吸附剂微粒。该改性的多孔性担体除具有大比表面积外，更因该吸附剂微粒的附着使其具有不同特性如亲水性或污染物吸附性等，于是可有效提高污染物去除效果。

Description

使用固定在多孔性担体的微生物的废水/水处理的方法
                    技术领域
本发明是关于一种使用固定在多孔性担体的微生物的废水/水处理的方法，尤其有关一种使用多孔性生物担体的废水/水处理的方法。
                    背景技术
水或废水生物处理依微生物生长方式可以区分为悬浮生长(suspension growth)及固定生长(fixed-film growth)两种方式，两种方式均被普遍采用。但在一些特殊情况如较长污泥龄(SRT)、较短水力停留时间(HRT)或特殊污染物的操作条件或处理时，采用微生物固定生长的方式具有其优点。提供微生物生长及分解污染物的生物担体可分为包埋式(immobilization)及附着式(fixed-film)两大类。由于包埋式生物担体是将事先驯养的特殊菌种包埋在生物担体中，制造成本较高且质传效果较差，除特殊情况外，较少使用。在环境工作应用上，一般采用附着式生物担体以降低成本。早期附着式生物担体采用塑料浪板，该材质取得容易且性质稳定，故相当受欢迎。但由于此类材质比表面积小，通常介于100～200m2/m3之间，需要较大反应槽体积，而增加槽体占地面积与建造成本。另外，微生物需要较长时间，才会慢慢附着在其上生长，故需要较长激活期，操作上较为困扰。近年来针对传统附着式生物担体的缺点开发多孔性生物担体，尤其在比表面积方面，可从传统的100～200m2/m3增加至1000m2/m3左右或更大，可大幅缩小反应槽体积，以降低操作成本。
反应槽中填装该多孔性生物担体，虽可以加速将植种的微生物捕捉或拦截在生物担体之中，达到快速激活目的。但多孔性生物担体通常为疏水性材质，不仅不利于生物担体沉入水中，且不易吸附某些污染物如氨氮及造成色度的污染物等，使反应槽中的微生物无法将这些污染物有效率分解及利用。
                    发明内容
本发明的一主要目的在于提供一种改良的多孔性生物担体，其不具有先前技艺的缺点。
本发明的另一目的在于提供一种使用该改良的多孔性生物担体的废水/水处理的方法。
为实现上述本发明目的，本发明依据待处理水的性质将多孔性生物担体改性，改性后的多孔性生物担体除维持原有大比表面积特性外，使多孔性生物担体具有不同特性如亲水性或污染物吸附性等，于是可有效提高污染物去除效果。本发明的改性方法包含使作为多孔性担体的高分子发泡体与吸附剂微粒在一水溶液中充份接触例如通过搅拌或气动的方式，而使得吸附剂微粒附着在该发泡体的孔隙内。在多孔性担体中添加硅藻土则可以改变担体表面性质由疏水性变为较亲水性，而容易沉入水中，不需再额外化学品如醋酸丁酯以改变其表面性质。亦可以在处理受氨氮污染的进流水时，在多孔性担体中添加沸石，于是可以快速地将氨氮先行吸附在改性后的多孔性生物担体，再由硝化菌将氨氮转化成硝酸氮，达到有效去除进流水中的氨氮污染物的目的。此外，在多孔性担体中添加活性碳则对废水的真色色度有良好去除效果。
本发明揭示一种使用固定在多孔性担体的微生物的废水/水处理的方法，包含将一进流水导入一反应槽中，使得该进流水在该反应槽中滞留一段时间再从该反应槽流出，其中该进流水中的污染物的一部份在该滞留期间被反应槽中的微生物所分解，于是从该反应槽流出的出流水相对于进流水具有较低含量的污染物，其特征是：含该微生物是附着在位于该反应槽中的一多孔性担体，及该多孔性担体包含高分子发泡体及附着在该发泡体的孔隙内的吸附剂微粒。
较佳的，该高分子发泡体具有一介于20kg/m3至60kg/m3的密度，及一介于30％至100％的孔隙；及该吸附剂微粒具有一介于0.1-60网目的大小。
较佳的，该多孔性担体含有以高分子发泡体重量为基准的一介于1～100％的吸附剂微粒。
较佳的，该高分子发泡体为聚胺基甲酸酯发泡体；该吸附剂微粒为活性碳、硅藻土或沸石。
较佳的，该多孔性担体是通过将该高分子发泡体与该吸附剂微粒于一水溶液中充份接触，而使得该吸附剂微粒附着在该高分子发泡体的孔隙内而制备。更佳的，该水溶液是位于该反应槽中的进流水，及该充份接触是通过将气泡打入该反应槽的底部而实现。
较佳的，该进流水含有氨氮污染物，而该吸附剂微粒为沸石。
较佳的，该进流水的真色度为出流水的两倍或更高，而该吸附剂微粒为活性碳。
较佳的，该多孔性担体包含多个体积介于8～125cm3的立方体或球体，且该多孔性担体的总体积为该反应槽的容量的80％。
多孔性生物担体经过本发明方法改性后，除维持多孔性生物担体具有的优点如缩短激活期、反应槽体积小(HRT较短)外，能够达到下列目的：
a)改善多孔性担体亲水性。
b)可快速吸附污染物及微生物再生，以增加污染物去除效果。
c)污染物吸附、微生物脱附及微生物分解均在生物担体中进行，可缩短反应时间，以减少反应槽体积。
d)借助特定吸附剂改性，可以有效去除水或废水中特定污染物，达到去除特定污染物的效果。
                    附图说明
图1显示本发明的一实施例及一对照例的长时间水处理结果，其中横轴为时间(天)及纵轴为真色色度值(ADMI值，美国染料制造协会，American Dye Manufacturers Institute)，及其中圆圈代表进流水的值，正方形代表实施例的值及三角形代表对照例的值。
                  具体实施方式
较佳具体实施例的详细说明
本发明的一较佳实施例及一对照例被描述如下。使用两组反应槽，每个槽体材质均为聚丙烯酸酯制成的直径6cm及高度60cm的圆柱槽，有效水深50cm，及有效体积为1.4公升(L)。槽体底部安装曝气设备以曝气方式(流量＝1.0L空气/min)使槽体内的水溶液呈好氧状态。
反应槽中添加多孔性担体，为PU材质发泡担体，担体规格为1cm*1cm*1cm，故每颗担体体积为1cm3，其基本性质如表1所示。两槽均放入相同数目的多孔性担体，添加量约为槽体积80％左右，相当于1100颗多孔性担体。仅在两槽中的其中一槽中添加5g活性碳(实施例)另一槽则未添加(对照例)。活性碳添加至该反应槽的方式是将担体由槽底添加至五分之一槽高时，再将活性碳均匀放置在槽中，再将其余担体装入反应槽内，接着对实施例的反应槽注满进流水，及借助曝气所提供的动力使槽内的活性碳附着在PU发泡担体的孔隙内。活性碳规格如表2中所示。该两反应槽经过微生物植种、驯养后即进行试程实验，其实验条件如表3所示。植种污泥来自台湾工研院光复院区SBR废弃污泥，每槽共植入2100mg污泥量，故可以维持槽中污泥浓度为1500mg/L，进流水由槽底送入，并进行内循环一天即完成微生物植种、驯养。
本实施例及对照例所使用的进流水是人工合成基质，其调配以AO-7为主要成份，并另外添加尿素、磷酸及氯化铁等微量成份，提供微生物足够的养分。人工合成基质成份如表4。
                  表1.PU发泡担体基本性质
项目 密度 抗张强度 引伸率
范围 28±5(kg/m3) 0.8～0.84(kg/cm2) 240％～250％
      表2.活性碳规格
项目 单位 范围
颗粒大小 网目 24
碘值 Mg/g ＞＝1000
苯吸附 Mg/g ＞450
比表面积 m2/g 900～1100
强度 ％ 90
表3.实验条件
组别 对照例 实施例
PU泡绵添加量(颗) 1100 1100
空气量(L/min) 1.0 1.0
启始污泥浓度(mg/L) 1500 1500
活性碳添加量(g) 0 5
水力停留时间HRT(小时) 12 12
表4：人工合成基质成份
Figure A0214663100071
从图1的实验结果可以看出，本发明实施例(在多孔性担体中添加活性碳)对真色色度有良好去除效果，可以使真色色度从1000～2500ADMI降至550ADMI(法规要求值)以下。但在对照例中，无法将进流水中色度去除，出流水几乎与进流水的色度相当，并无法达到去除色度效果。

Claims (9)

1.一种使用固定在多孔性担体的微生物的废水/水处理的方法，包含将一进流水导入一反应槽中，使得该进流水在该反应槽中滞留一段时间再从该反应槽流出，其中该进流水中的污染物的一部份在该滞留期间被反应槽中的微生物所分解，于是从该反应槽流出的出流水相对于进流水具有较低含量的污染物，其特征是：包含该微生物是附着在位于该反应槽中的一多孔性担体，及该多孔性担体包含高分子发泡体及附着在该发泡体的孔隙内的吸附剂微粒。
2.如权利要求1所述的方法，其中该高分子发泡体具有一介于20kg/m3至60kg/m3的密度，及一介于30％至100％的孔隙；及该吸附剂微粒具有一介于0.1～60网目的大小。
3.如权利要求1所述的方法，其中该多孔性担体含有以高分子发泡体重量为基准的一介于1～100％的吸附剂微粒。
4.如权利要求1所述的方法，其中该高分子发泡体为聚胺基甲酸酯发泡体；该吸附剂微粒为活性碳、硅藻土或沸石。
5.如权利要求1所述的方法，其中该多孔性担体是通过将该高分子发泡体与该吸附剂微粒在一水溶液中充份接触，而使得该吸附剂微粒附着在该高分子发泡体的孔隙内而制备。
6.如权利要求5所述的方法，其中该水溶液是位于该反应槽中的进流水，及该充份接触是通过将气泡打入该反应槽的底部而实现。
7.如权利要求1所述的方法，其中该进流水含有氨氮污染物，而该吸附剂微粒为沸石。
8.如权利要求1所述的方法，其中该进流水的真色度为出流水的两倍或更高，而该吸附剂微粒为活性碳。
9.如权利要求1所述的方法，其中该多孔性担体包含多个体积介于8～125cm3的立方体或球体，且该多孔性担体的总体积为该反应槽的容量的80％。
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CN104437423A (zh) * 2014-10-21 2015-03-25 南京工业大学 一种处理工业废水的厌氧生物流化床混合载体及应用

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