CN103739072B

CN103739072B - 一种包含折叠式分层生物滤池的净化系统及利用该系统净化水体的方法

Info

Publication number: CN103739072B
Application number: CN201410015490.2A
Authority: CN
Inventors: 李倩; 周志明; 胡廷尖; 辛建美; 王雨辰
Original assignee: Zhejiang Institute of Freshwater Fisheries
Current assignee: Zhejiang Institute of Freshwater Fisheries
Priority date: 2014-01-14
Filing date: 2014-01-14
Publication date: 2015-05-20
Anticipated expiration: 2034-01-14
Also published as: CN103739072A

Abstract

本发明涉及一种具有生物滤池的净化系统和利用该系统进行净化水体的方法。一种包含折叠式分层生物滤池的净化系统，包括（a）育苗池或养殖池、（b）生物滤池和（c）反冲洗池，所述（b）生物滤池中设有隔板，所述隔板使所述（b）生物滤池中的水从上层到下层折叠流向；所述隔板上设有沉性填料，所述（b）生物滤池的水体上层还设有浮性填料。本发明只涉及一个生物滤池，通过对生物滤池的改造，利用隔板将生物滤池的中下层分层，有效利用生物滤池的水体空间，节省面积，操作方便。本发明在培养生物膜时，还采用了养殖池池壁和池底刮下的污泥进行生物膜培养，有利于水体中特定的营养盐降解细菌的生长繁殖，挂膜时间短，运行稳定。

Description

一种包含折叠式分层生物滤池的净化系统及利用该系统净化水体的方法

技术领域

本发明涉及一种净化系统和一种净化水体的方法，尤其涉及一种具有生物滤池的净化系统和利用该系统进行净化水体的方法。

背景技术

生物膜法是将废水通过好氧微生物、原生动物、后生动物等在载体填料上生长繁殖形成的生物膜，吸附降解有机物，使废水得到净化。在20世纪50年代以前，生物膜法一直未被人们重视，主要原因是最早采用的生物膜法以碎石为填料，碎石比表面积小，能够为微生物附着生长的面积小，因而滤池占地面积庞大。50年代，塑料工业的发展以及塑料填料引入生物膜处理系统，使生物膜法出现了许多具有重要意义的发展，出现了许多新型的生物膜法设备。20世纪70年代末，为强化生物膜法反应器中的传质，流化床系统被引入生物膜处理中，生物流化床兼有活性污泥法和生物膜法的待点。生物膜法降解有机物的机理如下：①微生物：沿水流方向为细菌——原生动物——后生动物的食物链或生态系统，具体生物以菌胶团为主、辅以球衣菌、藻类等，含有大量固着型纤毛虫（钟虫、等枝虫、独缩虫等）和游泳型纤毛虫（楯纤虫、豆形虫、斜管虫等），它们起到了污染物净化和清除池内生物（防堵塞）作用；②污染物：重→轻(重污带→α中污带→β中污带→寡污带)；③供氧：借助流动水层厚薄变化以及气水逆向流动，向生物膜表面供氧；④传质与降解：有机物降解主要是在好氧层进行，部分难降解有机物经兼氧层和厌氧层分解，分解后产生的H₂S，NH₃等以及代谢产物由内向外传递而进入空气中，好氧层形成的NO₃—N、NO₂—N等经厌氧层发生反硝化，产生的N₂也向外而散入大气中；⑤生物膜更新：经水力冲刷，使膜表面不断更新（DO及污染物），维持生物活性（老化膜固着不紧）。与本发明较接近的现有技术（CN101759325A——折流式曝气生物滤池处理系统及应用其净化污水的方法）如下描述：该系统包括进水泵、混凝沉淀区、反硝化区、曝气区、清水区和回流泵。进水泵的水口连接水源，其出水口连接混凝沉淀区入水口；加药箱的出料口连接位于混凝沉淀区底部的混凝沉淀区入水口，混凝沉淀区的上端开口与一个厌氧生物滤池底部的入水口连通。反硝化区包括相互串联的至少两个厌氧生物滤池，曝气区包括相互串联的至少两个曝气生物滤池。厌氧生物滤池内部由下至上依次包括布气板、砂砾层和亲水性多孔悬浮型介质的填料；曝气生物滤池的结构与上述厌氧生物滤池相同，曝气区末端出水口与清水区连通，出水口依次连接回流泵和反硝化区的入水口。污水通过折流方式依次进入混凝沉淀区、反硝化区、曝气区和清水区。该发明涉及的生物滤池较多，厌氧和曝气生物滤池至少需要4个，占地面积较大，水体连接管道也较多，构造复杂，操作维护困难。该发明中生物膜的培养为非定向培养，培养时间较长，由于曝气，好氧菌的生长可控性差，从而使生物膜易老化，待生物膜老化时生物滤池处理能力下降，净化效果难以长期保持，且生物膜难以重新挂膜培养。

发明内容

本发明要解决上述技术问题，从而提供一种包含折叠式分层生物滤池的净化系统。

本发明解决上述问题的技术方案如下：

一种包含折叠式分层生物滤池的净化系统，包括（a）育苗池或养殖池、（b）生物滤池和（c）反冲洗池，所述（b）生物滤池中设有隔板，所述隔板使所述（b）生物滤池中的水从上层到下层折叠流向；所述隔板上设有沉性填料，所述（b）生物滤池的水体上层还设有浮性填料；还包括循环水泵、反冲洗水泵和连接管路，循环水泵和连接管路使水体循环于（a）育苗池或养殖池和（b）生物滤池，反冲洗水泵和连接管路使反冲洗池中的水体从（b）生物滤池的底部对着（b）生物滤池中的填料进行反冲洗；所述（b）生物滤池的进水口设于池中水体上层，所述（b）生物滤池的出水口设于池中水体下层，所述（b）生物滤池的反冲洗口设于所述（b）生物滤池底部；所述隔板上设有便于反冲洗水通过的孔。

作为上述技术方案的优选，所述浮性填料为弹性毛刷填料，漂浮在水体表面形成生化流床。

作为上述技术方案的优选，所述沉性填料为陶瓷十字环。

作为上述技术方案的优选，所述弹性毛刷填料的每段毛刷的长度为5～8cm。

作为上述技术方案的优选，所述弹性毛刷由聚烯烃和/或聚酰胺材质构成的。

作为上述技术方案的优选，所述陶瓷十字环的直径为1～5cm。

作为上述技术方案的优选，所述陶瓷十字环的直径为2～4cm。

本发明为解决上述技术问题，还提供了一种利用上述净化系统净化水体的方法。

一种利用上述净化系统净化水体的方法，包括以下步骤：

（1）生物膜的培养：利用（a）育苗池或养殖池中的污泥培养生物膜，将污泥和养殖废水以1︰5～15的比例混匀，制成培养生物膜的营养液，引入（b）生物滤池，静置培养3～8天后，改为连续进水，进水量逐步增加到稳定值，在此过程中，水体中的微生物附着在填料表面，吸收水中的有机物进行生长繁殖，进水量逐步增加到稳定值后，填料上形成稳定的生物膜，挂膜培养25-35天；

（2）生物膜培养成熟后，开启连接（b）生物滤池和（a）育苗池或养殖池的连接管道和循环水泵，形成循环水体，净化系统开始工作；

（3）随着运行时间的延长，当生物膜脱落速度大于生长速度时，生物膜老化，生物滤池净化能力下降，此时，打开（c）反冲洗池的连接管道和水泵，对所述浮性填料和/或沉性填料进行反冲洗，再进行生物膜的重培养，循环步骤（1）～（3）。

作为上述技术方案的优选，步骤（1）中，污泥和养殖废水的比例为1︰8～12；挂膜培养26-32天。

作为上述技术方案的优选，步骤（1）中，污泥和养殖废水的比例为1︰9～10；挂膜培养28-30天。

本发明具有以下有益效果：

本发明只涉及一个生物滤池，通过对生物滤池的改造，利用隔板将生物滤池的中下层分层，有效利用生物滤池的水体空间，节省面积，操作方便。在生物滤池里填充两种不同性质的生物填料，水体中下层的隔板上填充陶瓷填料，陶瓷填料中心为十字型，孔隙率大，除了可以截留水体中的悬浮物和藻类外，内部还会生长厌氧细菌；水体表面放置弹性毛刷，漂浮在水面形成流化床，该弹性毛刷充氧性好，比表面积大，启动挂膜快，不堵塞，废水处理效果显著。因此本发明根据不同填料的生物特性，在一个生物滤池中同时存在厌氧和好氧反应，处理效果明显。另外，本发明还涉及一个反冲洗池，当系统运行一段时间，生物膜老化时，开启反冲洗系统，对生物填料进行清洗再培养，维持生物滤池的处理能力。本发明在培养生物膜时，还采用了养殖池池壁和池底刮下的污泥进行生物膜培养，有利于水体中特定的营养盐降解细菌的生长繁殖，挂膜时间短，运行稳定。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图中，1-（a）育苗池或养殖池，2-（b）生物滤池，3-（c）反冲洗池，4-循环水泵，5-反冲洗水泵，6-隔板，7-浮性填料，8-沉性填料。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行进一步的说明。

本具体实施方式仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制。本领域技术人员在阅读了本发明的说明书之后所作出的任何改变，只要在权利要求书的保护范围内都将受到专利法的保护。

实施例一

如图1所示，一种包含折叠式分层生物滤池的净化系统，包括（a）育苗池或养殖池1、（b）生物滤池2和（c）反冲洗池3，所述（b）生物滤池2中设有隔板6，所述隔板6使所述（b）生物滤池2中的水从上层到下层折叠流向；所述隔板6上设有沉性填料8，所述（b）生物滤池2的水体上层还设有浮性填料7；还包括循环水泵4、反冲洗水泵5和连接管路，循环水泵4和连接管路使水体循环于（a）育苗池或养殖池1和（b）生物滤池2，反冲洗水泵5和连接管路使反冲洗池3中的水体从（b）生物滤池2的底部对着（b）生物滤池2中的填料进行反冲洗；所述（b）生物滤池2的进水口设于池中水体上层，所述（b）生物滤池2的出水口设于池中水体下层，所述（b）生物滤池2的反冲洗口设于所述（b）生物滤池2底部；所述隔板6上设有便于反冲洗水通过的孔。所述浮性填料7为弹性毛刷填料，漂浮在水体表面形成生化流床。所述沉性填料8为陶瓷十字环，直径为2cm。所述弹性毛刷由聚烯烃和/或聚酰胺材质构成的，每段毛刷的长度为5cm。

利用上述净化系统净化水体的方法，包括以下步骤：

生物膜的培养：利用（a）育苗池或养殖池中的污泥培养生物膜，将污泥和养殖废水以1︰10的比例混匀，制成培养生物膜的营养液，引入（b）生物滤池，静置培养3～8天后，改为连续进水，进水量逐步增加到稳定值，在此过程中，水体中的微生物附着在填料表面，吸收水中的有机物进行生长繁殖，进水量逐步增加到稳定值后，填料上形成较稳定的生物膜，挂膜培养28-30天；

生物膜培养成熟后，开启连接（b）生物滤池和（a）育苗池或养殖池的连接管道和循环水泵，形成循环水体，净化系统开始工作；

随着运行时间的延长，当生物膜脱落速度大于生长速度时，生物膜老化，生物滤池净化能力下降，此时，打开（c）反冲洗池的连接管道和水泵，对所述浮性填料和/或沉性填料进行反冲洗，再进行生物膜的重培养，重复上述步骤。

2013年5月，我们在育苗车间进行了相关对比实验。在虾类育苗车间进行了单个生物填料对育苗水体净化作用的研究，结果表明：当填充填料为聚乙烯小球时，生物滤池对育苗水体有一定的去除效果，但是在育苗后期，水质又出现较差现象。同年8月，我们构造了上述含有折叠式分层生物滤池的净化系统。利用折叠板将生物滤池中下层分层，折叠板上铺撒陶瓷颗粒，上层为聚烯烃和聚酰胺材质的弹性毛刷流化床。从养殖池（或育苗池）流出的水经生物滤池的进水管道流入生物滤池，经过处理后经出水管道流回养殖池（或育苗池），如此循环。在我们的试验中，通过自身污泥兑养殖废水的挂膜方式，培养优势细菌群，生物膜约30天成熟，挂膜时间明显缩短。在生物膜成熟之后开始处理养殖废水，在处理的30天中，其对氨氮的最高去除率达58%，对亚硝酸盐的最高去除率达52%，总氮最高清除率达78%，总磷最高清除率可达60%，且在处理过程中，生物滤池净化能力稳定，系统运行良好，没有明显的前后期波动，水质符合养殖动物生长需要。

我们还并列做了多项试验，污泥和养殖废水的比例为1︰7、1︰8、1︰9、1︰11、1︰12、1︰13；挂膜培养时间依次为25、28、29、30、30、35天，对氨氮、亚硝酸盐、总氮的最高清除率依次达45%、42%、65%，52%、48%、78%，55%、51%、80%，62%、53%、85%，48%、50%、72%，53%、42%、75%。效果明显。本发明方法的优点主要体现在净化后期，后期生物滤池净化能力稳定，系统运行良好，没有明显的前后期波动，水质符合养殖动物生长需要。

Claims

1.一种包含折叠式分层生物滤池的净化系统，包括（a）育苗池或养殖池、（b）生物滤池和（c）反冲洗池，其特征在于：所述（b）生物滤池中设有隔板，所述隔板使所述（b）生物滤池中的水从上层到下层折叠流向；所述隔板上设有沉性填料，所述（b）生物滤池的水体上层还设有浮性填料；还包括循环水泵、反冲洗水泵和连接管路，循环水泵和连接管路使水体循环于（a）育苗池或养殖池和（b）生物滤池，反冲洗水泵和连接管路使反冲洗池中的水体从（b）生物滤池的底部对着（b）生物滤池中的填料进行反冲洗；所述（b）生物滤池的进水口设于池中水体上层，所述（b）生物滤池的出水口设于池中水体下层，所述（b）生物滤池的反冲洗口设于所述（b）生物滤池底部；所述隔板上设有便于反冲洗水通过的孔；

所述浮性填料为弹性毛刷填料，漂浮在水体表面形成生化流床；

所述沉性填料为陶瓷十字环。

2.根据权利要求1所述的一种包含折叠式分层生物滤池的净化系统，其特征在于：所述弹性毛刷填料的每段毛刷的长度为5～8cm。

3.根据权利要求1所述的一种包含折叠式分层生物滤池的净化系统，其特征在于：所述弹性毛刷由聚烯烃和/或聚酰胺材质构成的。

4.根据权利要求1所述的一种包含折叠式分层生物滤池的净化系统，其特征在于：所述陶瓷十字环的直径为1～5cm。

5.根据权利要求4所述的一种包含折叠式分层生物滤池的净化系统，其特征在于：所述陶瓷十字环的直径为2～4cm。

6.一种利用权利要求1-5任一项所述的净化系统净化水体的方法，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种净化水体的方法，其特征在于：步骤（1）中，污泥和养殖废水的比例为1︰8～12；挂膜培养26-32天。

8.根据权利要求6所述的一种净化水体的方法，其特征在于：步骤（1）中，污泥和养殖废水的比例为1︰9～10；挂膜培养28-30天。