一种用作SBBR工艺填料的改性玉米芯的制备方法

摘要

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种用作SBBR工艺填料的改性玉米芯的制备方法。本发明的技术方案如下：一种用作SBBR工艺填料的改性玉米芯的制备方法，包括如下步骤：1)将玉米芯烘干处理；2)改性处理；将烘干后的玉米芯放入NaOH溶液中浸泡进行改性，NaOH溶液的浓度为6‑8％，按照每5g固体材料配250mL溶液的比例实施，浸泡时间为45‑48h；3)改性后的玉米芯进行震荡去除表面残液后，用去离子水冲洗干净，置于80℃鼓风干燥箱中烘干，冷却后置于封口袋中干燥保存。本发明制备的改性玉米芯做为SBBR工艺的缓释碳源填料，不仅可以解决城镇污水低碳问题，降低污水厂出水的氮磷含量，还可以对农作废物进行循环利用，适宜推广。

说明书

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种用作SBBR工艺填料的改性玉米芯的制备方法。

背景技术

经典SBR的基本运行模式，其操作由进水，反应，沉淀，滗水和待机等5个基本过程组成。从污水流入开始到待机时间结束算做一个周期。在一个周期内一切过程都在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行，不需要连续活性污泥法中必需设置的沉淀池、回流污泥泵等设备。连续活性污泥法是在空间上设置不同设施进行固定连续操作，与此相反，经典SBR是单一的反应器内，在时间上进行各种目的的不同操作。它的间歇运行方式与许多行业废水产生的周期比较一致，可以充分SBR的技术特点，因此在工业污水处理中应用非常广泛。在一些难降解废水的处理方面，经典SBR仍然经常被采用。由于SBR工艺占地小，平面布置紧凑，在小城镇污水处理方面成功应用SBR工艺的例子也非常多。

但是由于SBR技术间歇周期运行，对自控要求高。变水位运行，电耗增大。脱氮除磷效率不太高。污泥稳定性不如厌氧硝化好。不适合大型污水处理厂使用，而且不连续出水,使得SBR工艺串联其他连续处理工艺时较为困难。

序批式生物膜反应器(SBBR)是在SBR系统的基础上，通过投加不同物化性质的填充材料(如纤维填料、活性炭、陶粒等)，利用不同填料间物化性质的差异，以及填料还可以为微生物提供更加充足的附着空间，进而提高系统内微生物含量，从而达到对不同进水水质均有相对较好的处理效果。利用填料可为微生物附着提供大量有效的生存空间，使得微生物在填料表面形成复杂生物系统；同时在填料形成表面生物膜后，发现当废水流经生物膜进入载体时会形成好氧型、兼性型和厌氧型等具有多种不同微生物活动类型的微环境系统。利用这两种生物系统的优势，将其进行设计组合后，形成的一种复合式新型反应器，进而大大提高了反应器的处理效能。

SBBR工艺的填料研究是现行的一个重要研究课题。

发明内容

本发明提供一种用作SBBR工艺填料的改性玉米芯的制备方法，其制备的改性玉米芯做为SBBR工艺的缓释碳源填料，不仅可以解决城镇污水低碳问题，降低污水厂出水的氮磷含量，还可以对农作废物进行循环利用，适宜推广。

本发明的技术方案如下：一种用作SBBR工艺填料的改性玉米芯的制备方法，包括如下步骤：

1)将玉米芯烘干处理；

2)改性处理；将烘干后的玉米芯放入NaOH溶液中浸泡进行改性，NaOH溶液的浓度为6-8％，按照每5g固体材料配250mL溶液的比例实施，浸泡时间为45-48h；

3)改性后的玉米芯进行震荡去除表面残液后，用去离子水冲洗干净，置于80℃鼓风干燥箱中烘干，冷却后置于封口袋中干燥保存。

本发明的有益效果为：本发明制备的改性玉米芯，孔隙尺寸与空隙间距显著增加，并且表面结构发生明显破坏，在保持完整的孔洞和孔隙率的前提下，改变固体材料的表面粗糙程度，进而提高填料的相对面积，有利于微生物附着生长；其结构松散，使其可作为缓释碳源材料与载体。在处理城市低碳生活污水时，能够进行高效的脱氮除磷过程。

附图说明

图1为未改性玉米芯扫描电镜图；

图2为改性玉米芯300倍扫描电镜图；

图3为未改性玉米芯与改性玉米芯的浸出液中TN释放规律对比图；

图4为未改性玉米芯与改性玉米芯的浸出液中NH

图5为未改性玉米芯与改性玉米芯的浸出液中TP释放规律对比图；

图6为未改性玉米芯与改性玉米芯的浸出液可生化性曲线对比图。

具体实施方式

一种用作SBBR工艺填料的改性玉米芯的制备方法，包括如下步骤：

1)将玉米芯烘干处理；

2)改性处理；将烘干后的玉米芯放入NaOH溶液中浸泡进行改性，NaOH溶液的浓度为7％，按照每5g固体材料配250mL溶液的比例实施，浸泡时间为48h；

3)改性后的玉米芯进行震荡去除表面残液后，用去离子水冲洗干净，置于80℃鼓风干燥箱中烘干，冷却后置于封口袋中干燥保存。

未改性玉米芯与改性玉米芯的表面结构对比：如图1所示，未经处理的玉米芯材料表面呈鱼鳞状分布，且表面没有被破坏。如图2所示，改性玉米芯表面结构的孔隙尺寸与空隙间距显著增加，并且表面结构发生明显破坏，但孔隙尺寸与孔隙间距没有明显增加；其原因是碱性溶液溶解半纤维素和木质素等物质所导致，并且在保持完整的孔洞和孔隙率的前提下，改变固体材料的表面粗糙程度，进而提高填料的相对面积，有利于微生物附着生长。

未改性玉米芯与改性玉米芯的浸出液的静态释放对比：分别称取3.0±0.2g未改性玉米芯、改性玉米芯，分别投放至250mL的锥形瓶中，再加入100mL经过杀菌处理后的蒸馏水浸泡，选用磨砂口的锥形瓶封存，保持瓶内密封状态。将锥形瓶置于恒温培养箱中，温度设置为30℃，每间隔24h后对瓶内溶液的上清液进行分析。分析溶液中NH

(1)释氮性能分析

如图3所示，改性玉米芯的浸出液中TN浓度比未改性玉米芯有所减少，经过改性后的玉米芯浸出液中TN含量增加速率缓慢，且释放时间也明显变短。同时可以看出改性后玉米芯浸出液中TN释放含量低至可以忽略不计。由此可以表明玉米芯作为后续实验处理的缓释碳源填料不会释放较高含量的氮源，对反应器内的水环境系统不会造成影响。

如图4所示，改性玉米芯的浸出液与未改性玉米芯的浸出液中NH

(2)释磷性能分析

如图5所示，未改性玉米芯浸出液中TP释放含量较高，且释放时间较长。改性玉米芯的TP释放幅度均有明显降低，改性玉米芯浸出液中TP释放含量的最高值为0.095mg/L。改性玉米芯所释放的TP含量偏低且可忽略不计，对于反应器后期的处理效果不会造成影响。

未改性玉米芯与改性玉米芯的浸出液的可生化性能对比：可生化性试验所用培养液含有FeCl

如图6所示，改性玉米芯的浸出液内微生物含量全都高于未改性玉米芯，并且明显看出其变化趋势为先增长在下降。从图中可以发现在第5d时，改性玉米芯的OD

对SBBR反应器接种污泥进行低负荷培养驯化60d，再投加改性玉米芯运行20d后，系统出水COD浓度为20.41mg/L、NH