CN101774683A - 一种用于包裹生物涂层的生物带 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种环境工程水处理领域的新型废水生物膜处理织物填料，特别是一种用于包裹生物涂层的生物带，以弥补现有填料表面吸附能小，生命周期短的不足和缺陷，满足利用生物膜进行高效废水处理的需要，其包括生物致密层和生物疏松层，所述生物致密层和生物疏松层采用纤维丝一起编织而成。通过选择合适织物材料和优化纺织技术，使得填料利于生物膜的形成和再生，大大提高污水处理的运行效果。本发明的织物填料具有表面吸附能大、吸附能力强、自重较小，安装合理、抗老化性能强、适用性强的特点。适用于各种类型的污水处理厂和生物反应器。模块式的设计使本发明开发的填料既易于在污水处理厂扩容项目中使用，也易于建造新的污水处理设施。

Description

一种用于包裹生物涂层的生物带
技术领域
本发明涉及一种环境工程水处理领域的新型废水处理填料，特别涉及一种基于生物膜技术的新型废水处理织物填料的开发和工程应用。
背景技术
生物膜是以附着在载体(俗称填料)上的微生物为除污主力军，依靠微生物的降解和同化作用，净化有机废水的一种高效处理工艺。生物膜技术用于污水处理已经十分成熟，例如生物接触氧化工艺、生物沉淀池、生物转盘等广泛应用于污水处理中。并且广泛地应用于生活污水、纺织印染、毛纺针织、啤酒食品、石油化工、化肥废水、医疗污水等处理。近年来，随着人们对水环境质量保护要求的提高，人们也开始采用生物膜技术处理一些受有机污染的河水、湖泊水等地表水体。该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等独特优点而获得了广泛的技术应用，深受用户的欢迎和青睐。
多年来，虽然生物膜技术在污水处理中得到了广泛的应用，但是由于其应用的填料不同，其处理效果和工程生命周期受到很大影响。有的填料虽然生命周期较长，但是由于比表面积较小或者表面吸附能较小，微生物附着效果不佳，在曝气过程中容易导致生物模的脱落，影响处理效果；有的球形填料由于自身比重较大或者随着微生物在表层附着的逐渐加厚，填料自重加大，容易堆积在处理池的底部，增加曝气阻力，并且容易造成底层缺氧，影响处理效果；有些填料由于材料的抗老化性能不强，在工程应用中容易受到腐蚀，严重影响工程的生命周期；还有些生物带型的填料因没有选择性，水中的一些不起净化作用的杂菌均可附着，一些藻类也可附着，从而使有净化功能的菌附着减小，降低了生物带使用效率，并且会因为杂菌的生长，产生污水膨胀等问题。
中国专利授权公告号为CN2787652Y公开的“一种疏松层的纤维丝上包裹生物涂层的生物带”是在生物致密带上通过粘接层粘接一层生物带疏松层而制成，疏松层由数根单根纤维丝组成，每根纤维丝都被包裹上一层生物涂层，生物涂层上附着有净化作用微生物，当生物带放入到污水中，细菌接触到水迅速利用生物带上的营养成分复活，并开始利用水中的污染物进行生长，以达到去除水中污染物，净化污水的功效。但是该生物带的疏松层和致密层是采用粘接连接的，使用寿命比较短。
因此开发表面吸附能大、吸附能力强、自重较小、具有选择吸附性能、安装设计合理、抗老化性能强、生命周期长的填料是生物膜技术能够高效处理废水的必要保证。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于包裹生物涂层的生物带，以解决现有技术所存在的不足之处，满足利用生物膜技术进行高效废水处理的需要。
本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：
一种用于包裹生物涂层的生物带，包括生物致密层和生物疏松层，其特征在于所述生物致密层和生物疏松层采用特种纤维丝经过优化纺织技术编织而成。
所述生物疏松层由纵横向排列的若干个纤维圈组成，其中沿生物带宽度方向每寸编织有12个纤维圈。
每一个纤维圈的拉直高度为14-16mm。每一个纤维圈上包裹有一层生物涂层。生物涂层内生长有微生物细菌，用于生物膜的形成和发育。
所述纤维圈区高度20mm，总宽度20cm，成品重量14g/m左右，比表面积160m2/m，拉伸强度99N/条。
所述生物带适用酸碱度pH范围3-12。
所述生物带可以处理好氧条件下CODcr范围100-5000mg/L。
所述生物带工程安装的行距150mm，株距100mm，高度3.2m，宽度4.0m，单挂重量1.54kg。
本发明所开发的生物带主要是由无毒性的纤维丝材料制成，分为两层，一层为厌氧层，结构较为致密(又称为生物致密层)，在处理污水过程中主要是一些水中的厌氧微生物附着在上面；另一层是好氧层(又称为生物疏松层)，污水中的好氧微生物附着其上。生物带的比表面非常大，达到50000m2/m3，放置于水中，可以使水中污染物有效地与生物带接触，从而使生物带上附着的微生物分解污染物。并且由于其特殊的二层结构，可以使其在一个有氧的大环境中，局部形成好氧、兼氧、厌氧等小区域，使不同污染物由不同微生物分解，提高处理效率，减少污水处理的投资。并且通过选择性的生物涂层，使生物带对微生物具有一定的选择吸附性能，避免常规填料可能形成的污水膨胀问题。
根据试验数据和工程实践，本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1.由于生物致密层和生物疏松层采用特种纤维经过优化编织方法编织在一起，因此使用寿命延长，可以重复多次使用。
2.生物疏松层由纵横向排列的若干个纤维圈组成，微生物分解污染物附着体积大，附着能力强，不容易掉落。
3.生物涂层为细菌生长提供一个适宜的环境，可以有利于细菌生长，使细菌更易于附着于生物带上。
4.选择不同的材料进行生物涂层，可以有利于不同的微生物菌附着；水中污染物主要包括COD、BOD、NH3、NO2、NO3、P、S等，去除这些物质的微生物包括胺化细菌、硝化细菌、反硝化细菌、聚磷菌、酵母等，可将不同功能的微生物附着在生物带上，从而形成不同功能的生物带，这些生物带可以处理不同类型的污水；
5.不同功能的生物带可以染成不同颜色，在使用时可根据污水处理的工艺不同，将不同功能的生物带安置于不同的地方，如酵母菌、聚磷菌为主的生物带可放置于污水处理工艺中的溶解氧高的部位，而以反硝化细菌为主的生物带可放置于污水处理工艺的厌氧区域，从而使资源合理分配，各种微生物在最适条件下发挥作用。
6.直接在工厂将经过筛选的高效微生物菌，或经过基因改造的超级细菌附着于生物带上，形成高效生物带，比将裸生物带放入污水中，让污水中的各种杂菌附着于生物带上形成的杂菌生物带处理污水的效率大大提高。
7.已附着筛选过的微生物菌的高效生物带可以阻止杂菌再附着。因为生物带的大部分空间已被筛选过的高效微生物菌占据，形成一个局部相对高浓度，从而可以抑制其它菌生长，使整个污水处理系统运行稳定，极少产生污泥膨胀等问题，使运行管理简单；
8.当发生意外情况，如因工厂泄漏，导致污水污染物浓度突然增高将整个系统破坏时，只需更换高效生物带，一至两天就可恢复生长，无需传统生物带需长时间的培养微生物，使其附着于生物带既挂膜后才能发挥作用。
9.生物反应池中微生物菌群的生物活性约提高70％；曝气池的特殊构造使得“专业”生物菌群生长良好，从而显著延长池龄，悬浮污泥的沉淀性能好，活性污泥浓度高，污泥量少，因此曝气池池容减小，终沉池池容减小、污泥浓缩明显改善，污泥脱水程度显著提高，可节省土建投资；曝气池中由于微生物菌群附着状况改善而大大提高系统运行性能的稳定性，因而受污水进水量变化的影响较小，耐冲击负荷大。
10.系统可靠，使用寿命长，使用寿命大于8年。
11.能耗比传统活性污泥工艺低，是改造不能达标排放的旧污水处理厂的理想材料。
12.由于曝气过程和水流动力使织物填料始终保持运动状态，多余的微生物自动脱落，填料不会堵塞，多于污泥自行排出，不会产生“死区”。
附图说明
图1为本发明的俯视图。
图2为本发明的主视图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参看图1和图2，一种用于包裹生物涂层的生物带，包括生物致密层1和生物疏松层2，生物致密层1和生物疏松层2采用300D(F＝144)涤纶长丝一起编织而成。生物疏松层2由纵横向排列的若干个纤维圈组成，其中沿生物带宽度方向每寸编织有12个纤维圈。每一个纤维圈的拉直高度为14mm-16mm，优选为15mm。每一个纤维圈上包裹有一层生物涂层。生物涂层内生长有微生物细菌，用于生物膜的形成和发育。整个生物带制成后，生物带的宽度为25.4mm，每米克重13.6g。
该生物带编织好以后，再将生物带全部浸入到稀释成一定浓度的生物涂料溶液中，生物涂料的成分可以是明胶、梭甲基纤维素，或是细菌细胞的破碎液，使生物带疏松层2上的每一个纤维圈都被包裹上一层生物涂层，然后将生物带烘干。再将发酵的高浓度的不同功能的单克隆微生物菌配上一定量的细菌生长营养液，如LB或YPD溶液，喷到生物疏松层2上，在室温下缓慢干燥，此时细菌可以利用少量的营养液和生物带上的生物涂层的营养进行生长，附着或嵌入到生物涂层上。随着生物带不断干燥，细菌逐步进入休眠状态，形成芽抱停留在生物疏松层2的纤维圈上，即成为生物疏松层2的纤维圈上包裹生物涂层的生物带。使用时将生物带放入到污水中，细菌接触到水迅速利用生物带上的营养成分复活，并开始利用水中的污染物进行生长，以达到去除水中污染物，净化污水的功效。
本发明的纤维圈区高度20mm，总宽度20cm，成品重量14g/m左右，比表面积160m2/m，拉伸强度99N/条。本发明的生物带适用酸碱度pH范围3-12。本发明的生物带可以处理好氧条件下CODcr范围100-5000mg/L。本发明的生物带工程安装的行距150mm，株距100mm，高度3.2m，宽度4.0m，单挂重量1.54kg。

Claims (8)

1.一种用于包裹生物涂层的生物带，包括生物致密层和生物疏松层，其特征在于所述生物致密层和生物疏松层采用纤维丝编织而成。
2.根据权利要求1所述的用于包裹生物涂层的生物带，其特征在于，所述生物疏松层由纵横向排列的若干个纤维圈组成，其中沿生物带宽度方向每寸编织有12个纤维圈。
3.根据权利要求2所述的用于包裹生物涂层的生物带，其特征在于，每一个纤维圈的拉直高度为14-16mm。
4.根据权利要求2所述的用于包裹生物涂层的生物带，其特征在于，每一个纤维圈上包裹有一层生物涂层；生物涂层内生长有微生物细菌，用于生物膜的形成和发育。
5.根据权利要求2所述的用于包裹生物涂层的生物带，其特征在于，所述纤维圈区高度20mm，总宽度20cm，成品重量14g/m左右，比表面积160m2/m，拉伸强度99N/条。
6.根据权利要求1所述的用于包裹生物涂层的生物带，其特征在于，所述生物带适用酸碱度pH范围3-12。
7.根据权利要求1所述的用于包裹生物涂层的生物带，其特征在于，所述生物带可以处理好氧条件下CODcr范围100-5000mg/L。
8.根据权利要求1所述的用于包裹生物涂层的生物带，其特征在于，所述生物带工程安装的行距150mm，株距100mm，高度3.2m，宽度4.0m，单挂重量1.54kg。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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