CN101823794B - 流化载体生物膜反应工艺中流化填料快速挂膜的方法 - Google Patents

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Abstract

流化载体生物膜反应工艺中流化填料快速挂膜的方法，它涉及流化填料挂膜的方法。它解决了现有流化载体生物膜反应器采用循环法挂膜存在接种污泥量大，且需要进行污泥回流，所需动力大，成本高及时间长的问题。方法：一、好氧区内加流化填料，将接种的活性污泥倒入反应器中并加人工配水灌满，静置24h后排空；二、在曝气状态下将人工配水泵入反应器中，开启厌氧区、缺氧区内搅拌浆和气泵，停留时间为厌氧2.5h，缺氧2.5h，好氧5h，4d后停留时间缩短为厌氧2h，缺氧2h，好氧4h，再开启硝化液回流泵，7d后挂膜完成。本发明中挂膜只需少量的接种污泥，不需设置循环回流装置，所需动力小，成本低，挂膜速度仅为7d，耗时短。

Description

流化载体生物膜反应工艺中流化填料快速挂膜的方法
技术领域
本发明涉及流化填料挂膜的方法。
背景技术
在废水生物处理工艺中，生物流化床技术是一种新型的生物膜法工艺，是继流化床技术在化工领域广泛应用后于20世纪70年代初发展起来的。其载体在流化床内呈流化状态，使固（生物膜）、液（废水）、气（空气）三相之间得到充分接触，颗粒之间剧烈碰撞，生物膜表面不断更新，微生物始终处于生长旺盛阶段。该技术使生化池各处理段中保持高浓度的生物量，传质效率极高，从而使废水的基质降解速度快，水力停留时间短，运转负荷比一般活性污泥法高5～10倍，耐冲击负荷能力强。 
流化载体生物膜反应工艺的技术原理是将轻质多孔流化载体直接投加到曝气池中，依靠曝气和水流的提升作用使其处于流化或蠕动状态，与污水中的微生物频繁接触，将其附着到载体上，形成高生物密度、高生物活性、生物相丰富的载体微生物集团，同时载体微生物集团随着混合液的回旋翻转自由移动；这种反应工艺兼有活性污泥法和生物膜法的特点，具有单位体积反应器中持有的生物量大、活性高、生物相丰富;对水质水量变化的适应性、抗冲击负荷能力和对难降解物质的降解能力强的优点，泥水分离性能好，不产生污泥膨胀，运行管理方便和动力消耗少等优点，大大提高了生化处理的效果和效率。
目前，流化载体生物膜反应工艺中流化填料通常采用循环法挂膜，这种挂膜方法的缺点是需要的接种污泥量大，且需要进行污泥回流，所需动力大，成本高，耗时长达15～20d。
发明内容
本发明目的是为了解决现有流化载体生物膜反应器采用循环法挂膜存在接种污泥量大，且需要进行污泥回流，所需动力大，成本高及时间长的问题，而提供流化载体生物膜反应工艺中流化填料快速挂膜的方法。
流化载体生物膜反应工艺中流化填料快速挂膜的方法按以下步骤实现：一、向流化载体生物膜反应工艺的好氧区内投加流化填料，将接种的活性污泥倒入反应器中并用人工配水灌满，静置24h后排空人工配水；二、在曝气状态下将人工配水泵入反应器中，开启厌氧区、缺氧区内搅拌浆和气泵，水力停留时间为厌氧2.5h，缺氧2.5h，好氧5h，4d后将水力停留时间缩短为厌氧2 h，缺氧2 h，好氧4 h，再开启硝化液回流泵，7d后挂膜完成；其中步骤一中流化填料投加率为30～50%；步骤二中人工配水的COD为400mg/L、NH4Cl为133.75mg/L、KH2PO4为15.35mg/L、CaCl2为1.3mg/L、MnSO4为0.16mg/L、MgCl2·6H2O为8.9mg/L、FeCl2·4H2O为2.5mg/L、ZnSO4·7H2O为0.075mg/L、CoCl2·6H2O为0.085mg/L和NiCl·6H2O为0.02mg/L。
本发明是通过分析生物膜形成的微生物学原理而设计的，它在理论上成立，试验证明它在技术上也是可行的。
本发明流化载体生物膜反应工艺中流化填料快速挂膜的方法，挂膜只需少量的接种污泥，不需要设置循环回流装置，所需动力小，成本低，且挂膜速度快，仅为7d，比目前广泛应用的循环法挂膜优越，耗时短。本发明快速挂膜的方法不仅可以用于好氧条件下的挂膜，而且适用于缺氧和厌氧条件下的挂膜。
附图说明
图1是具体实施方式八中流化载体生物膜反应工艺装置的示意图，其中1为厌氧区，2为缺氧区，3为好氧区，4为二沉池，5为搅拌浆，6为气体流量计，7为气泵，8为硝化液回流泵，9为污泥回流泵，10为穿孔曝气管。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式流化载体生物膜反应工艺中流化填料快速挂膜的方法按以下步骤实现：一、向流化载体生物膜反应工艺的好氧区内投加流化填料，将接种的活性污泥倒入反应器中并用人工配水灌满，静置24h后排空人工配水；二、在曝气状态下将人工配水泵入反应器中，开启厌氧区、缺氧区内搅拌浆和气泵，水力停留时间为厌氧2.5h，缺氧2.5h，好氧5h，4d后将水力停留时间缩短为厌氧2h，缺氧2h，好氧4h，再开启硝化液回流泵，7d后挂膜完成；其中步骤一中流化填料投加率为30～50%；步骤二中人工配水的COD为400mg/L、NH4Cl为133.75mg/L、KH2PO4为15.35mg/L、CaCl2为1.3mg/L、MnSO4为0.16mg/L、MgCl2·6H2O为8.9mg/L、FeCl2·4H2O为2.5mg/L、ZnSO4·7H2O为0.075mg/L、CoCl2·6H2O为0.085mg/L和NiCl·6H2O为0.02mg/L。
本实施方式步骤一中接种的活性污泥采用的是城市污水厂二沉池底泥，或者水厂反应器内的污泥，均是具有良好活性的接种污泥。
本实施方式中流化载体生物膜反应工艺中流化填料快速挂膜的方法，当反应器为好氧、厌氧或缺氧反应器时均适用。
本实施方式步骤二中4d后，在流化填料的内表面长出了一层薄薄的生物膜，镜检能观察到菌胶团、丝状菌和钟虫等；7d后成熟的生物膜呈黄色且透明，同时也可获得较为稳定的出水，COD去除率达到74.5%，这时表明好氧挂膜成功，可以投入正式运行；随着时间的推移，填料上的膜长得很快，经历逐渐成熟到逐渐衰老的过程，颜色也相应由白色到奶黄色到金黄色最后为棕褐色；通过镜检发现生物膜中原生动物如钟虫等已成为优势菌种，悬浮活性污泥中出现大量钟虫、累枝虫，形成蜂窝状及鱼籽状菌胶团。
本实施方式中挂膜完成后，可将反应器调整为正式运行阶段。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中流化填料的材质为聚乙烯、聚丙烯或聚氨酯；流化填料的形状为圆柱体或球状体。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一至二之一不同的是步骤一中流化填料投加率为30%。其它步骤及参数与具体实施方式一至二之一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至二之一不同的是步骤一中流化填料投加率为50%。其它步骤及参数与具体实施方式一至二之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至二之一不同的是步骤一中流化填料投加率为35～45%。其它步骤及参数与具体实施方式一至二之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至二之一不同的是步骤一中流化填料投加率为40%。其它步骤及参数与具体实施方式一至二之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是步骤二中曝气采用穿孔曝气，曝气量为0.55m3/h。其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式流化载体生物膜反应工艺中流化填料快速挂膜的方法按以下步骤实现：一、向流化载体生物膜反应工艺的好氧区内投加流化填料，将接种的活性污泥倒入反应器中并用人工配水灌满，静置24h后排空人工配水；二、在曝气状态下将人工配水泵入反应器中，开启厌氧区、缺氧区内搅拌浆和气泵，水力停留时间为厌氧2.5h，缺氧2.5h，好氧5h，4d后将水力停留时间缩短为厌氧2 h，缺氧2 h，好氧4 h，再开启硝化液回流泵，7d后挂膜完成；其中步骤一中流化填料投加率为40%；步骤二中人工配水的COD为400mg/L、NH4Cl为133.75mg/L、KH2PO4为15.35mg/L、CaCl2为1.3mg/L、MnSO4为0.16mg/L、MgCl2·6H2O为8.9mg/L、FeCl2·4H2O为2.5mg/L、ZnSO4·7H2O为0.075mg/L、CoCl2·6H2O为0.085mg/L和NiCl·6H2O为0.02mg/L。
本实施方式中流化载体生物膜反应工艺装置的示意图，如图1所示，由厌氧-缺氧-好氧反应器和二沉池组成，反应器有效容积为1.8m3，共分为四个格室，前两格分别为厌氧区和缺氧区，后两格为好氧区，体积比为1：1：1：1，厌氧区和缺氧区设有搅拌浆，好氧区底部设穿孔管曝气，供氧同时实现流化填料全池流化；在培养期间不采用回流。
本实施方式中挂膜完成后，将反应器调整为正式运行阶段，系统启动后，进水有机物浓度波动较大，而出水却相当稳定，COD出水最高为48.1mg/L，最低为23.1mg/L，平均为33.08mg/L，说明反应器对有机物具有良好的处理效能，并具有较高的抗水质负荷冲击能力，能稳定运行；正式运行期间模型反应器对COD的总平均去除率达到83%，最低去除率为68.02%，最高可达92.75%，试验中全部出水水样COD浓度在50mg/L以下，达到了国家《污水综合排放标准》(GB 8978—96)一级标准；
正式运行期间进水氨氮浓度为14.75～47.15mg/L，平均浓度为29.88mg/L，进水氨氮浓度波动较大，而出水却相当稳定，出水氨氮浓度在1.53～6.93mg/L之间，平均出水浓度为4.56mg/L，说明悬浮载体生物流化床反应器对氨氮具有良好的处理效能，并具有较高的抗水质负荷冲击能力，运行较稳定；正式运行期间模型反应器对氨氮的总平均去除率达到83.73%，最高可达95.16%，试验中全部出水水样氨氮浓度在16.18mg/L以下，达到了国家《污水综合排放标准》(GB8978—96)一级标准；
正式运行期间进水总氮为21.59～49.01mg/L，平均值为32.74mg/L进水总氮浓度波动较大，反应器对总氮的去除效果在运行期间起伏变化比较明显，但对总氮的去除还具有一定的处理效能，处理后出水总氮浓度平均为14mg/L，最低为10.45mg/L；总氮的平均去除率达到55.98%，最高可达71.7%；
正式运行期间进水总磷为1.01～3.93mg/L，平均值为2.36mg/L进水总磷浓度波动较大，反应器对总磷的去除效果在运行期间起伏变化比较明显，但对总磷的去除还具有一定的处理效能，处理后出水总磷浓度平均为0.43mg/L，最低为0.27mg/L。总磷的平均去除率达到80.19%，最高89.41%。

Claims (5)

1.流化载体生物膜反应工艺中流化填料快速挂膜的方法，其特征在于所述的方法按以下步骤实现：一、向流化载体生物膜反应工艺的好氧区内投加流化填料，将接种的活性污泥倒入反应器中并用人工配水灌满，静置24h后排空人工配水；二、在曝气状态下将人工配水泵入反应器中，开启厌氧区、缺氧区内搅拌浆和气泵，水力停留时间为厌氧2.5h，缺氧2.5h，好氧5h，4d后将水力停留时间缩短为厌氧2 h，缺氧2 h，好氧4 h，再开启硝化液回流泵，7d后挂膜完成；其中步骤一中流化填料投加率为30～50%；步骤二中人工配水的COD为400mg/L、NH4Cl为133.75mg/L、KH2PO4为15.35mg/L、CaCl2为1.3mg/L、MnSO4为0.16mg/L、MgCl2·6H2O为8.9mg/L、FeCl2·4H2O为2.5mg/L、ZnSO4·7H2O为0.075mg/L、CoCl2·6H2O为0.085mg/L和NiCl·6H2O为0.02mg/L。
2.根据权利要求1所述的流化载体生物膜反应工艺中流化填料快速挂膜的方法，其特征在于步骤一中流化填料的材质为聚乙烯、聚丙烯或聚氨酯；流化填料的形状为圆柱体或球状体。
3.根据权利要求1所述的流化载体生物膜反应工艺中流化填料快速挂膜的方法，其特征在于步骤一中流化填料投加率为35～45%。
4.根据权利要求1所述的流化载体生物膜反应工艺中流化填料快速挂膜的方法，其特征在于步骤一中流化填料投加率为40%。
5.根据权利要求1所述的流化载体生物膜反应工艺中流化填料快速挂膜的方法，其特征在于步骤二中曝气采用穿孔曝气，曝气量为0.55m3/h。
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