一种城市污水处理复合材料及制备方法和应用.pdf

本发明公开了一种城市污水处理复合材料及制备方法和应用，将稻谷壳、硅藻土、聚合氯化铝、酵素菌按一定重量百分比制成。其步骤是：A、将稻谷壳、酵素菌混合均匀，自然堆积发酵二周，获得混合原料；发酵温度是65-70℃；B、使用时按混合原料∶水∶红糖=1∶0.3∶0.01的重量比混匀，发酵110-130分钟后备用，处理污水水温低于10℃；C、将发酵后备用的混合原料与硅藻土、聚合氯化铝按重量百分比混合均匀，获得复合材料。还涉及复合材料在城市污水处理中的应用。通过吸附、絮凝和生物转化的协同作用，解决现有城市污水处理系统不能有效去除一些难降解的有机物、磷、氮等可溶性污染物问题，保障出水达到优于国家城镇污水排放标准一级A标准。

权利要求书
1.  一种城市污水处理复合材料，它由以下重量百分比的原料制成：
原料                         ％
稻谷壳                    56－75%
硅藻土                    13－30%
聚合氯化铝                5.5－9.5%
酵素菌                    3.5－7.5%；
所述的酵素菌：包括枯草芽孢杆菌、酵母菌、放线菌；
所述的枯草芽孢杆菌有效活菌数为20亿/克；
所述的酵母菌有效活菌数为350万/克；
所述的放线菌有效活菌数为300万/克。

2.  根据权利要求1所述的一种城市污水处理复合材料，其特征在于：
原料                        ％
稻谷壳                   58－70%
硅藻土                   15－25%
聚合氯化铝               5.8－7.8%
酵素菌                   5.6－7.1%。

3.  根据权利要求1所述的一种城市污水处理复合材料，其特征在于：
原料                       ％
稻谷壳                   58－68%
硅藻土                   16－24%
聚合氯化铝                6－7.5%
酵素菌                   5.7－6.4%。

4.  根据权利要求1所述的一种城市污水处理复合材料，其特征在于：
原料                         ％
稻谷壳                    61－66%
硅藻土                    20－23%
聚合氯化铝                6.6－7.2%
酵素菌                    5.8－6.7%。

5.  根据权利要求1所述的一种城市污水处理复合材料，其特征在于：
原料                         ％
稻谷壳                    63－65%
硅藻土                    21－22%
聚合氯化铝                6.8－7%
酵素菌                    6.1－6.5%。

6.  根据权利要求1所述的一种城市污水处理复合材料，其特征在于：
原料                       ％
稻谷壳                    65%
硅藻土                    20%
聚合氯化铝                8.5%
酵素菌                    6.5%。

7.  权利要求1所述的一种城市污水处理复合材料的制备方法，其步骤是：
A、将稻谷壳、酵素菌混合均匀，自然堆积发酵二周，获得混合原料；发酵温度范围是65－70℃；所述酵素菌中包括枯草芽孢杆菌、酵母菌、放线菌；枯草芽孢杆菌有效活菌数为20亿/克，酵母菌有效活菌数为350万/克，放线菌有效活菌数为300万/克；
B、使用时按混合原料：水：红糖=1：0.3：0.01的重量比混匀，发酵110-130分钟后备用，处理污水水温低于10℃；
C、将发酵后备用的混合原料与硅藻土、聚合氯化铝按重量百分比混合均匀，获得复合材料。

8.  权利要求1所述的一种城市污水处理复合材料在城市污水处理中的应用；其步骤是：
（1）使用时按混合原料：水：红糖=1：0.3：0.01的重量比混匀，发酵2小时后备用，处理污水水温低于10℃；
（2）混合原料与硅藻土、聚合氯化铝按重量百分比混合均匀，获得复合材料；
（3）将该复合材料投放入城市污水处理A/O系统O段中，开始使用，加入量为每吨污水加入0.2-0.45Kg。

说明书一种城市污水处理复合材料及制备方法和应用
技术领域
本发明涉及城市污水处理领域，具体涉及一种城市污水处理复合材料，同时还涉及一种城市污水处理复合材料的制备方法，还涉及一种城市污水处理复合材料的用途。
    背景技术
目前国内已建成、运行的城市污水处理厂中，采用最广泛的处理工艺，一级强化处理通常选用物化强化处理法、AB法前段工艺、水解好氧法前段工艺和高负荷活性污泥法等技术；二级处理工艺根据城市污水处理厂的规模，选择活性污泥法、氧化沟法、SBR法、水解好氧法、AB法和生物滤池法；二级强化处理工艺则选择A/O法、A/A/O法。目的是去除碳源污染物的同时强化脱氮除磷效果，但这些工艺在实际应用中，由于受进水水质的波动和运行成本等诸多因素的影响，仍不能有效去除污水中氮、磷、病原微生物、重金属和有机污染物等，尤其对一些难降解的有机物、磷、氮等可溶性污染物。即使出水能够稳定达到国家排放水二级标准，对收纳湖泊、河流和水库而言，进水仍为劣五类水质。由此可见，随着城镇化的推进以及国家污染物减排要求的日益提高，污水处理厂的排放标准的提高也必然成为趋势。在现有城市污水处理A/O工艺上，投加新型城市污水处理复合材料，通过吸附、絮凝和生物转化的协同作用，解决现有城市污水处理系统不能有效去除一些难降解的有机物、磷、氮等可溶性污染物问题，保障出水达到优于国家城镇污水排放标准一级A标准。
    发明内容
 为了解决以上技术问题，本发明的目的是在于提供了一种城市污水处理复合材料，发酵过的稻谷壳和硅藻土具有高效的吸附性，能有效吸附可溶性有机物、磷、氮等污染物；聚合氯化铝具有高效的絮凝效果，能有效絮凝、沉淀SS、有机物、磷、氮等污染物；复合材料添加的微生物菌剂能够有效的分解、转化氮。其SS、化学需氧量、总氮、总磷和氨氮的去除效率可分别达到94.3%、92.8%、92.9%、96.7%和96.2%。
本发明的另一个目的是在于提供了一种城市污水处理复合材料的制备方法，方法易行，操作简便，发酵过的稻谷壳含有多糖、粗脂肪以及粗蛋白等营养物质，能够为微生物提供所必须的营养成分，便于微生物的附着，具有较强的同步除碳、脱氮的效果。聚合氯化铝具有高效的絮凝效果，能有效絮凝、沉淀SS、有机物、磷、氮等污染物；复合材料添加的微生物菌剂能够有效的分解、转化氮。
本发明还有一个目的是在于提供了一种城市污水处理复合材料在城市污水处理中的应用，解决了现有技术不能有效去除污水中氮、磷、病原微生物、重金属和有机污染物等问题，保障出水达到了优于国家城镇污水排放标准一级A标准。
一种城市污水处理复合材料，它由以下原料的重量百分比制成：
原料                     重量百分比％
稻谷壳                    56－75%
硅藻土                    13－30%
聚合氯化铝                5.5－9.5%
酵素菌                    3.5－7.5%。
所述的酵素菌：包括枯草芽孢杆菌、酵母菌、放线菌。
所述的枯草芽孢杆菌有效活菌数为20亿/克；
所述的酵母菌有效活菌数为350万/克；
所述的放线菌有效活菌数为300万/克。
所述的酵素菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、放线菌不占上述原料的重量百分比。
一种城市污水处理复合材料，它由以下原料的重量百分比制成（优选范围）：
原料                     重量百分比％
稻谷壳                   58－70%
硅藻土                   15－25%
聚合氯化铝               5.8－7.8%
酵素菌                   5.6－7.1%。
一种城市污水处理复合材料，它由以下原料的重量百分比制成（好范围）：
原料                     重量百分比％
稻谷壳                   58－68%
硅藻土                   16－24%
聚合氯化铝                6－7.5%
酵素菌                   5.7－6.4%。
一种城市污水处理复合材料，它由以下原料的重量百分比制成（较好范围）：
原料                     重量百分比％
稻谷壳                    61－66%
硅藻土                    20－23%
聚合氯化铝                6.6－7.2%
酵素菌                    5.8－6.7%。
一种城市污水处理复合材料，它由以下原料的重量百分比制成（最佳范围）：
原料                     重量百分比％
稻谷壳                    63－65%
硅藻土                    21－22%
聚合氯化铝                6.8－7%
酵素菌                    6.1－6.5%。
一种城市污水处理复合材料，它由以下原料的重量百分比制成（最佳值）：
原料                     重量百分比％
稻谷壳                    65%
硅藻土                    20%
聚合氯化铝                8.5%
酵素菌                    6.5%。
一种城市污水处理复合材料的制备方法，其步骤是：
A、将稻谷壳、酵素菌混合均匀，自然堆积发酵二周，获得混合原料；发酵温度范围是65－70℃；所述酵素菌中包括枯草芽孢杆菌、酵母菌、放线菌；枯草芽孢杆菌有效活菌数为20亿/克，酵母菌有效活菌数为350万/克，放线菌有效活菌数为300万/克。
B、使用时按混合原料：水：红糖=1：0.3：0.01的重量比混匀，发酵110-130分钟后备用。若处理污水水温低于10℃；
C、将发酵后备用的混合原料与硅藻土、聚合氯化铝按重量百分比混合均匀，获得复合材料。
一种城市污水处理复合材料在城市污水处理中的应用，其步骤是：
（1）使用时按混合原料：水：红糖=1：0.3：0.01的重量比混匀，发酵2小时后备用。若处理污水水温低于10℃，此步骤可省略。
（2）加入硅藻土、聚合氯化铝混合均匀，获得复合材料。
（3）将该复合材料投放入城市污水处理A/O系统O段中，开始使用。加入量为每吨污水加入0.2-0.45Kg。
使用了本发明城市污水处理复合材料后，城市污水厂出水达到优于国家城镇污水排放标准一级A标准。（根据GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的方法和标准检测）。
本发明使用的发酵过的稻谷壳含有多糖、粗脂肪以及粗蛋白等营养物质，能够为微生物提供所必须的营养成分，便于微生物的附着，具有较强的同步除碳、脱氮的效果。聚合氯化铝具有高效的絮凝效果，能有效絮凝、沉淀SS、有机物、磷、氮等污染物；
本发明使用的枯草芽孢杆菌能将污水中大量的大分子有机物以及有害气体(氨、硫化氢等)，分解为小分子(多肽、高级脂肪酸等)。然后，再分解为更小分子的有机物(单糖、二糖、低级脂肪酸等)，最终分解为二氧化碳、硝酸盐和硫酸盐等，有效降低了水中的COD、BOD，使水体中的氨基氮(NH3-N)、亚硝基氮(NO2-N)和硫化物浓度降低。放线菌能分解蛋白质、纤维素和有机物，对消除水体的味道也有一定功效。酵母菌能有效分解多种有机物及油脂等，可去除水中COD及BOD，使得水质得到改善。各菌种之间还具有协同作用，枯草芽孢杆菌和放线菌降解有机物生成的单糖和二糖等可以提供给酵母菌利用，而酵母菌可以在污水中发挥其分解作用，弥补枯草芽孢杆菌和放线菌的不足。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
  1、发酵过的稻谷壳和硅藻土具有高效的吸附性，能有效吸附可溶性有机物、磷、氮等污染物；聚合氯化铝具有高效的絮凝效果，能有效絮凝、沉淀SS、有机物、磷、氮等污染物；复合材料添加的微生物菌剂能够有效的分解、转化氮。其SS、化学需氧量、总氮、总磷和氨氮的去除效率可分别达到94.3%、92.8%、92.9%、96.7和96.2%。
2、本发明的一种城市污水处理复合材料的制备方法易行，操作简便。发酵过的稻谷壳含有多糖、粗脂肪以及粗蛋白等营养物质，能够为微生物提供所必须的营养成分，便于微生物的附着，具有较强的同步除碳、脱氮的效果。
本发明是将该复合材料投放至城市污水处理A/O系统O段中，通过吸附、絮凝和生物转化的协同作用，解决现有城市污水处理系统不能有效去除一些难降解的有机物、磷、氮等可溶性污染物问题，保障出水达到优于国家城镇污水排放标准一级A标准。
具体实施方式
实施例1：
一种城市污水处理复合材料，它由以下原料的重量百分比制成：
原料                     重量百分比％
稻谷壳                    65%
硅藻土                    20%
聚合氯化铝                8.5%
酵素菌                    6.5%。
一种城市污水处理复合材料的制备方法，其步骤是：
     A、将稻谷壳、酵素菌混合均匀，自然堆积发酵二周(14天)，获得混合原料；发酵温度范围是65或67或69或70℃；所述的酵素菌中包括枯草芽孢杆菌、酵母菌、放线菌；枯草芽孢杆菌有效活菌数为20亿/克，酵母菌有效活菌数为350万/克，放线菌有效活菌数为300万/克。
B、使用时按混合原料：水：红糖=1：0.3：0.01的重量比混匀，发酵110或115或119或123或125或128或130分钟后备用。处理污水水温低于10℃；
C、将发酵后备用的混合原料与硅藻土、聚合氯化铝按重量百分比混合均匀，获得复合材料。
问题：B与C是什么关系？
      所述的硅藻土、聚合氯化铝均购置于市场。
一种城市污水处理复合材料，它由以下重量百分比的原料制成：
原料及实施例12345稻谷壳64%67%66%59%65%硅藻土23%20%24%28%20%聚合氯化铝7%6%6.5%7.4%8.5%酵素菌6%7%3.5%5.6%6.5%总计100100100100100
其制备步骤与实施例1相同。
实施例10：
一种城市污水处理复合材料在城市污水处理中的应用，其步骤是：
（1）使用时按混合原料：水：红糖=1：0.3：0.01的重量比混匀，发酵2小时后备用。若处理污水水温低于10℃，此步骤可省略。
（2）混合原料与硅藻土、聚合氯化铝按重量百分比混合均匀，获得复合材料。
（3）将该复合材料投放入城市污水处理A/O系统O段中，开始使用。加入量为每吨污水加入0.2-0.45Kg。
使用了本发明城市污水处理复合材料后，城市污水厂出水达到优于国家城镇污水排放标准一级A标准。（根据GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的方法和标准检测）。