CN101870516A - 一种寡营养生境下生物膜反应器快速启动工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种寡营养生境下生物膜反应器快速启动工艺。包括如下步骤：1)于90L生物膜反应器中布设体积填充率为2～3％的弹性立体填料5～7串，底部布设2～4个曝气沙盘；2)将三个饮用水源地河道底泥预处理后以2.5∶3.0∶4.5的体积比混合成接种污泥，反应器底部铺设3～5L；3)反应器进满污水，在曝气量为240～260L/h的条件下闷曝2～3天后，接种底泥随出水全部排走；4)在曝气3h停曝3h的间歇曝气条件下，反应器进水流量以每五天4～6ml的增速从15ml/min增至30ml/min，最终以25～35ml/min的流速连续运行2～3个月。本发明与现有技术比具有的有益效果是：1)实现微污染水源水生物膜修复系统快速启动；2)生物膜系统稳态运行性能高。

Description

一种寡营养生境下生物膜反应器快速启动工艺

技术领域

本发明涉及一种寡营养生境下生物膜反应器快速启动工艺。

背景技术

近年来，随着我国社会经济快速发展，城乡饮用水源地受到不同程度的污染，氮、磷和有机污染物普遍超过《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的III类标准。众多研究表明，饮用水源水中过量的有机物和“三氮”将加重氯化消毒副产物的生成并引起高铁血红蛋白症、肠胃癌等疾病，严重影响生态安全和人类健康。

生物膜法是目前国内外广泛应用的污(废)水生物处理和自来水厂预处理技术，针对我国微污染水源水有机物浓度较低、水质波动相对较明显等特点，其具有极大的应用潜力。

研究表明，启动方式是影响污(废)水生物处理系统运行性能的关键因素之一，挂膜周期的长短及形成生物膜的活性与稳定性则直接影响工程应用效果。寡营养生境下微生物生长速率低、挂膜启动慢，若能在该种生境下实现快速挂膜、功能微生物活性稳定持留，则可为微污染水体修复工艺工程化应用提供技术支持。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种寡营养生境下生物膜反应器快速启动工艺。

寡营养生境下生物膜反应器快速启动工艺包括如下步骤：

1)于90L的模拟河道生物膜反应器中布设体积填充率为2～3％的TA-II型弹性立体填料5～7串，每串填料由13～15片串联而成，直径20cm，高26～28cm，比表面积216m²/m³；

2)生物膜反应器底部布设2～4个曝气沙盘，间歇曝气由时控开关控制；

3)取杭嘉湖地区洛舍、钟管和瓶窑三个自来水厂取水口河道底泥，先后经过孔径为4mm的5号筛和2.5mm的8号筛，筛除螺蛳、河蚌及水草动植物，将洛舍、钟管和瓶窑三地取回的预处理底泥以2.5∶3.0∶4.5的体积比混合成接种污泥，生物膜反应器底部最终铺设3～5L接种污泥；

4)生物膜反应器进满90L寡营养污水，在曝气量为240～260L/h的曝气条件下闷曝2～3天；

5)在闷曝2～3天后，接种底泥通过生物膜反应器底部排水口随出水全部排走；

6)最后，在曝气量为240～260L/h，曝气3h停曝3h的间歇曝气条件下，寡营养污水以进水流量每五天4～6ml的增速从15ml/min增至30ml/min，生物膜反应器最终以进水25～35ml/min的流速连续进出水运行2～3个月。

本发明与现有技术比具有的有益效果是：1)实现微污染水源水生物膜原位修复系统快速启动；2)形成的生物膜内功能微生物有效富集，对水质波动、曝气工况变化等环境因素改变具有较强的适应能力，赋予原位生物膜修复系统稳态运行性能。

具体实施方式

实施例1

1)于90L的模拟河道生物膜反应器中布设体积填充率为2％的TA-II型弹性立体填料5串，每串填料由13片串联而成，直径20cm，高26cm，比表面积216m²/m³；

2)生物膜反应器底部布设2个曝气沙盘，间歇曝气由时控开关控制；

3)取杭嘉湖地区洛舍、钟管和瓶窑三个自来水厂取水口河道底泥，先后经过孔径为4mm的5号筛和2.5mm的8号筛，筛除螺蛳、河蚌及水草动植物，将洛舍、钟管和瓶窑三地取回的预处理底泥以2.5∶3.0∶4.5的体积比混合成接种污泥，生物膜反应器底部最终铺设3L接种污泥；

4)生物膜反应器进满90L寡营养污水，在曝气量为240L/h的曝气条件下闷曝2天；

5)在闷曝2天后，接种底泥通过生物膜反应器底部排水口随出水全部排走；

6)最后，在曝气量为240L/h，曝气3h停曝3h的间歇曝气条件下，寡营养污水进水流量以每五天4ml的增速从15ml/min增至30ml/min，生物膜反应器最终以进水25ml/min的流速连续进出水运行2个月。

结果表明，在高锰酸盐指数、氨氮、硝酸盐氮、总氮、总磷浓度分别为6.14～10.26、2.51～4.51、1.33～3.60、5.11～6.78、0.22～0.64mg/L的进水条件下，采用该快速启动工艺的生物膜反应器氨氮去除率比对照组提前5天达到70％，实现生物膜内功能微生物有效富集；稳定运行期间采用快速启动工艺的生物膜反应器氨氮平均去除率为93.5％，而对照组为91.2％；采用快速启动工艺的生物膜反应器生物膜量和胞外多聚物含量分别为对照组的1.32倍和1.31倍。

实施例2

1)于90L的模拟河道生物膜反应器中布设体积填充率为3％的TA-II型弹性立体填料7串，每串填料由15片串联而成，直径20cm，高28cm，比表面积216m²/m³；

2)生物膜反应器底部布设4个曝气沙盘，间歇曝气由时控开关控制；

3)取杭嘉湖地区洛舍、钟管和瓶窑三个自来水厂取水口河道底泥，先后经过孔径为4mm的5号筛和2.5mm的8号筛，筛除螺蛳、河蚌及水草动植物，将洛舍、钟管和瓶窑三地取回的预处理底泥以2.5∶3.0∶4.5的体积比混合成接种污泥，生物膜反应器底部最终铺设5L接种污泥；

4)生物膜反应器进满90L寡营养污水，在曝气量为260L/h的曝气条件下闷曝3天；

5)在闷曝3天后，接种底泥通过生物膜反应器底部排水口随出水全部排走；

6)最后，在曝气量为260L/h，曝气3h停曝3h的间歇曝气条件下，寡营养污水进水流量以每五天6ml的增速从15ml/min增至30ml/min，生物膜反应器最终以进水35ml/min的流速连续进出水运行3个月。

结果表明，在高锰酸盐指数、氨氮、硝酸盐氮、总氮、总磷浓度分别为6.44～10.96、2.61～4.81、1.83～3.50、5.01～6.98、0.26～0.65mg/L的进水条件下，采用该快速启动工艺的生物膜反应器氨氮去除率比对照组提前6天达到70％，实现生物膜内功能微生物有效富集；稳定运行期间采用快速启动工艺的生物膜反应器氨氮平均去除率为94.5％，而对照组为91.3％；采用快速启动工艺的生物膜反应器生物膜量和胞外多聚物含量分别为对照组的1.38倍和1.41倍。

实施例3

1)于90L的模拟河道生物膜反应器中布设体积填充率为2.33％的TA-II型弹性立体填料6串，每串填料由14片串联而成，直径20cm，高27cm，比表面积216m²/m³；

2)生物膜反应器底部布设3个曝气沙盘，间歇曝气由时控开关控制；

3)取杭嘉湖地区洛舍、钟管和瓶窑三个自来水厂取水口河道底泥，先后经过孔径为4mm的5号筛和2.5mm的8号筛，筛除螺蛳、河蚌及水草动植物，将洛舍、钟管和瓶窑三地取回的预处理底泥以2.5∶3.0∶4.5的体积比混合成接种污泥，生物膜反应器底部最终铺设4L接种污泥；

4)生物膜反应器进满90L寡营养污水，在曝气量为250L/h的曝气条件下闷曝2天；

5)在闷曝2天后，接种底泥通过生物膜反应器底部排水口随出水全部排走；

6)最后，在曝气量为250L/h，曝气3h停曝3h的间歇曝气条件下，寡营养污水进水流量以每五天5ml的增速从15ml/min增至30ml/min，生物膜反应器最终以进水30ml/min的流速连续进出水运行2个月。

结果表明，在高锰酸盐指数、氨氮、硝酸盐氮、总氮、总磷浓度分别为6.45～10.98、2.64～4.88、1.81～3.56、5.09～6.94、0.24～0.69mg/L的进水条件下，采用该快速启动工艺的生物膜反应器氨氮去除率比对照组提前9天达到70％，实现生物膜内功能微生物有效富集；稳定运行期间采用快速启动工艺的生物膜反应器氨氮平均去除率为95.5％，而对照组为90.3％；采用快速启动工艺的生物膜反应器生物膜量和胞外多聚物含量分别为对照组的1.41倍和1.47倍。

Claims (1)

1.一种寡营养生境下生物膜反应器快速启动工艺，其特征在于包括如下步骤：

1)于90L的模拟河道生物膜反应器中布设体积填充率为2～3％的TA-II型弹性立体填料5～7串，每串填料由13～15片串联而成，直径20cm，高26～28cm，比表面积216m²/m³；

2)生物膜反应器底部布设2～4个曝气沙盘，间歇曝气由时控开关控制；

3)取杭嘉湖地区洛舍、钟管和瓶窑三个自来水厂取水口河道底泥，先后经过孔径为4mm的5号筛和2.5mm的8号筛，筛除螺蛳、河蚌及水草动植物，将洛舍、钟管和瓶窑三地取回的预处理底泥以2.5∶3.0∶4.5的体积比混合成接种污泥，生物膜反应器底部最终铺设3～5L接种污泥；

4)生物膜反应器进满90L寡营养污水，在曝气量为240～260L/h的曝气条件下闷曝2～3天；

5)在闷曝2～3天后，接种底泥通过生物膜反应器底部排水口随出水全部排走；

6)最后，在曝气量为240～260L/h，曝气3h停曝3h的间歇曝气条件下，寡营养污水以进水流量每五天4～6ml的增速从15ml/min增至30ml/min，生物膜反应器最终以进水25～35ml/min的流速连续进出水运行2～3个月。