公布日：2022.04.19
申请日：2021.12.29
分类号：C02F11/02(2006.01)I;C02F3/34(2006.01)I;C02F3/10(2006.01)I;C03C25/66(2006.01)I;B02C18/14(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种能够促进微生物发酵的污泥处理装置及其应用，属于生活污水处理技术领域。本发明提供的污泥处理装置，其包括：本体，所述本体包括污泥入口、污泥出口，所述污泥入口和污泥出口分别与本体导通；一个或多个微生物载体，所述一个或多个微生物载体固定在本体的内壁上，所述微生物载体包括：固定件和若干玄武岩纤维，所述若干玄武岩纤维排列固定在固定件上，由固定件向四周延伸；所述玄武岩纤维是经过改性后的改性玄武岩纤维。本发明的装置选用改性的玄武岩纤维作为微生物的附着载体，其具有良好的耐腐蚀性，能够为污泥中的微生物提供附着点，从而能够促进污泥的生物发酵，具有较大的应用前景。
权利要求书
1.一种能够促进微生物发酵的污泥处理装置，其包括：本体，所述本体包括污泥入口、污泥出口，所述污泥入口和污泥出口分别与本体导通；一个或多个微生物载体，所述一个或多个微生物载体固定在本体的内壁上，所述微生物载体包括：固定件和若干改性的玄武岩纤维，所述若干改性的玄武岩纤维排列固定在固定件上，由固定件向四周延伸；其中，所述改性的玄武岩纤维按照以下方法制备得到：将玄武岩纤维先进行酸处理，酸处理完成后用去离子水进行充分清洗后进行碱处理，碱处理完成后向碱液中加入一定量的环氧乙烷，反应完成后去离子水进行清洗，得到改性的玄武岩纤维。
2.根据权利要求1所述的污泥处理装置，其中，所述酸处理反应中使用的酸为硫酸，硫酸的浓度为0.5-2mol/L，处理的时间为1-6h，反应的温度为40-60℃；所述碱处理反应中使用的碱液为氢氧化钠水溶液，其浓度为0.1-1mol/L，处理时间为2-4h，温度为40-60℃；碱处理反应完成后向碱液中加入玄武岩纤维质量2-3倍的环氧乙烷，继续在40-60℃条件下反应2-3h，反应结束后，用去离子水清洗，干燥，得到改性后的玄武岩纤维。
3.根据权利要求1所述的污泥处理装置，其中，所述装置还包括：粉碎装置，所述粉碎装置位于污泥入口处，污泥通过粉碎装置后再进入本体，即所述粉碎装置用于对本体中的污泥进行细化处理；检测装置，所述检测装置用于检测污泥进水口前端是否有污泥过来；驱动装置，所述驱动装置连接粉碎装置，用来驱动粉碎装置运转；控制装置，所述控制装置用于接收检测装置的信号，并控制驱动装置的启动或停止。
4.根据权利要求1或3所述的污泥处理装置，其中，所述装置还包括：分离装置半透膜，半透膜将所述本体分隔成第一腔室和第二腔室；所述污泥入口连接第一腔室并且与第一腔室导通，用于将污泥导入第一腔室之中；所述污泥出口连接第一腔室并且与第一腔室导通，用于将污泥导出第一腔室，污泥出口在垂直高度上低于污泥进口；所述污泥处理装置还包括污水出口、汲取液进料口和汲取液；所述污水出口连接第二腔室，用于将第二腔室中的污水导出；所述汲取液进料口位于第二腔室的顶部，用于向第二腔室中加入汲取液；所述汲取液位于第二腔室中。
5.根据权利要求4所述的污泥处理装置，其中，所述汲取液为磷酸钠水溶液，所述磷酸钠水溶液的浓度为5mol/L-10mol/L。
6.权利要求1-5中任一项所述的污泥处理装置在处理污泥特别是生活污泥中的应用。
7.一种改性玄武岩纤维的制备方法，其按照以下方法制备得到：将玄武岩纤维先进行酸处理，酸处理完成后用去离子水进行充分清洗后进行碱处理，碱处理完成后向碱液中加入一定量的环氧乙烷，反应完成后去离子水进行清洗，得到改性后的玄武岩纤维；其中：所述酸处理反应中使用的酸为硫酸，硫酸的浓度为0.5-2mol/L，处理的时间为1-6h，反应的温度为40-60℃；所述碱处理反应中使用的碱液为氢氧化钠水溶液，其浓度为0.1-1mol/L，处理时间为2-4h，温度为40-60℃；碱处理反应完成后向碱液中加入玄武岩纤维质量2-3倍的环氧乙烷，继续在40-60℃条件下反应2-3h，反应结束后，用去离子水清洗，干燥，得到改性后的玄武岩纤维。
8.一种改性玄武岩纤维，其是按照权利要求7中所述的制备方法制备得到。9.权利要求8中所述的改性玄武岩纤维在污泥或污水处理中的应用。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种能够促进微生物发酵的污泥处理装置。
本发明的发明人发现，在污泥处理装置中固定一定量的微生物载体，能够对污泥中的微生物起到一个富集的作用，从而能够提高污泥在污泥处理装置中的发酵效果，进而促进污泥的降解。
因此，本发明提供了如下的技术方案：
首先，本发明提供了一种能够促进微生物发酵的污泥处理装置，其包括：
本体，所述本体包括污泥入口、污泥出口，
所述污泥入口和污泥出口分别与本体导通；
一个或多个微生物载体，所述一个或多个微生物载体固定在本体的内壁上，所述微生物载体包括：
固定件和若干改性的玄武岩纤维，所述若干改性的玄武岩纤维排列固定在固定件上，由固定件向四周延伸；其中，所述改性的玄武岩纤维按照以下方法制备得到：
将玄武岩纤维先进行酸处理，酸处理完成后用去离子水进行充分清洗后进行碱处理，碱处理完成后向碱液中加入一定量的环氧乙烷，反应完成后去离子水进行清洗，得到改性后的玄武岩纤维。
优选地，所述酸处理反应中使用的酸为硫酸，硫酸的浓度为0.5-2mol/L，处理的时间为1-6h，反应的温度为40-60℃。
优选地，所述碱处理反应中使用的碱液为氢氧化钠水溶液，其浓度为0.1-1mol/L，处理时间为2-4h，温度为40-60℃。
优选地，碱处理反应完成后向碱液中加入玄武岩纤维质量2-3倍的环氧乙烷，继续在40-60℃条件下反应2-3h，反应结束后，用去离子水清洗，干燥，得到改性后的玄武岩纤维。
优选地，所述装置还包括：
粉碎装置，所述粉碎装置位于污泥入口处，污泥通过粉碎装置后再进入本体，即所述粉碎装置用于对本体中的污泥进行细化处理；
检测装置，所述检测装置用于检测污泥进水口前端是否有污泥过来；
驱动装置，所述驱动装置连接粉碎装置，用来驱动粉碎装置运转；
控制装置，所述控制装置用于接收检测装置的信号，并控制驱动装置的启动或停止。
优选地，所述装置还包括：
分离装置半透膜，半透膜将所述本体分隔成第一腔室和第二腔室；
所述污泥入口连接第一腔室并且与第一腔室导通，用于将污泥导入第一腔室之中；
所述污泥出口连接第一腔室并且与第一腔室导通，用于将污泥导出第一腔室，污泥出口在垂直高度上低于污泥进口；
所述污泥处理装置还包括污水出口、汲取液进料口和汲取液；
所述污水出口连接第二腔室，用于将第二腔室中的污水导出；
所述汲取液进料口位于第二腔室的顶部，用于向第二腔室中加入汲取液；
所述汲取液位于第二腔室中。
优选地，所述汲取液为磷酸钠水溶液，所述磷酸钠水溶液的浓度为5mol/L-10mol/L。
此外，本发明还提供了本发明中所述污泥处理装置在处理污泥特别是生活污泥中的应用。
本发明还提供了一种改性玄武岩纤维的制备方法，其按照以下方法制备得到：
将玄武岩纤维先进行酸处理，酸处理完成后用去离子水进行充分清洗后进行碱处理，碱处理完成后向碱液中加入一定量的环氧乙烷，反应完成后去离子水进行清洗，得到改性后的玄武岩纤维；其中：
所述酸处理反应中使用的酸为硫酸，硫酸的浓度为0.5-2mol/L，处理的时间为1-6h，反应的温度为40-60℃；
所述碱处理反应中使用的碱液为氢氧化钠水溶液，其浓度为0.1-1mol/L，处理时间为2-4h，温度为40-60℃；
碱处理反应完成后向碱液中加入玄武岩纤维质量2-3倍的环氧乙烷，继续在40-60℃条件下反应2-3h，反应结束后，用去离子水清洗，干燥，得到改性后的玄武岩纤维。
本发明还提供了一种改性玄武岩纤维，其是按照本发明提供的所述改性玄武岩纤维的制备方法制备得到的。
本发明还提供了所述改性玄武岩纤维在污泥或污水处理中的应用。
本发明还提供了所述改性玄武岩纤维在微生物培养中的应用。
综上所述，本发明提供了一种能够促进微生物发酵的污泥处理装置及其应用。本发明提供的污泥处理装置中固定有微生物载体，该微生物载体能够富集污泥中的微生物，从而有助于对污泥中的有机物质进行降解。该微生物载体中选用改性的玄武岩纤维作为微生物的附着载体，其具有良好的耐腐蚀性，能够在污泥环境下长期稳定存在。本发明通过对玄武岩纤维进行改性处理，增加该纤维表面的粗糙程度，一定程度上增加微生物的附着面积。另外，在改性过程中加入环丙烷进行处理，一方面能够增加纤维的亲水性能和强度，另一方面，环氧乙烷接枝在纤维上，也增加了微生物的附着面积。因此，本发明提供的污泥处理装置对于污泥的处理有着良好的应用前景。
（发明人：曹俊）
