CN104386805B - 一种悬浮老化生物膜填料修复再生方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种老化悬浮生物膜填料修复再生方法，该生物膜填料用于废水处理的生物反应器中，包括：1)将生物膜反应器中的老化生物膜悬浮生物填料取出晾干；2)启动振动筛，使老化且松动的生物膜和在此积聚生成的污泥脱落并随后排出；3)酸碱化学洗脱；采用先混合酸洗，后碱洗；4)酶制剂进一步洗脱；所述酶制剂为蛋白酶；5)将步骤4)处理后的填料晾干，并将填料放回生物膜反应器；6)生物膜再生；通入空气或者氧气，同时加入微量元素营养液实现对生物膜的最终更新。该方法可以去除悬浮填料表面老化、结垢的生物膜，有效、快速地实现生物填料的更新再利用。

Description

一种悬浮老化生物膜填料修复再生方法

技术领域

本发明涉及环境生物技术以及水处理技术领域，尤其涉及一种生物膜填料修复再生方法。

背景技术

日趋严重的环境污染正威胁着人类赖以生存的水源水体。面对我国水资源现状，国家在出台更为切实可行的治污减排相关措施和法规之外，对于已受污染或者正面临污染的水资源进行修复更是重点。目前采用生物膜反应器处理废水时，由于废水中可能含有很高的盐分和各种有害物质，它们不仅在填料上的生物膜微生物体内大量积累，还会以微晶的形式附着在填料的表面，这样使生物膜以类似于结垢的形式牢固地附着在填料表面上，不容易脱落。含有死亡或衰老微生物的生物膜不能脱落，新的有活性微生物膜就不能生长，生物膜不能更新，生物膜的活性越来越小，处理效果越来越差。因此，研究开发出一种生物膜填料修复再生方法对利用生物膜反应器处理废水具有十分重要的意义。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足，提供一种生物膜修复再生方法，其可以去除悬浮填料表面老化、结垢的生物膜，保留部分有活性的生物膜，有效、快速地实现生物膜的更新再利用，确保并提高废水处理的效率和效果。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种老化悬浮生物膜填料修复再生方法，其特征在于该生物膜填料用于废水处理的生物反应器中，包括：

1)将生物膜反应器中的老化悬浮生物填料取出，自然晾干到生物膜表面没有明显水分，然后将其投放到振动筛脱膜处理装置中；

2)启动振动筛脱膜处理装置，该悬浮生物填料上覆有生物膜，振动筛对生物膜进行有规律的连续振动，使老化且松动的生物膜和在此积聚生成的污泥脱落并随后排出；

3)将步骤2)经过振动筛脱膜处理的悬浮生物填料，投放到脱膜剂洗脱容器中；用质量百分比为0.5％～1％的无机酸和有机酸浸泡，无机酸和有机酸的体积用量为悬浮生物填料堆积体积的3～4倍，一边浸泡一边搅动，使浸泡液与填料充分混合，使酸渗透到老化生物膜内部反应，浸泡8～10小时后加入适量的碱性物质来中和多余的酸，利用在线pH计控制浸泡液的pH值为6.8～7.2，然后把浸泡洗脱液与脱落的生物膜排出；

4)再加入质量百分比为0.2％～0.4％的蛋白酶制剂浸泡悬浮填料，其体积用量为悬浮生物填料堆积体积的2～2.5倍，边浸泡一边搅动，使残留生物膜更容易从填料载体脱落下来；浸泡2～3小时后排走浸泡液与脱落的生物膜；

5)将步骤4)脱膜后的悬浮填料晒干后放回生物膜反应器中；

6)往废水处理生物反应器中投放接种污泥或二沉池污泥回流，并持续通入空气或者氧气，并在生物反应器中持续通过废水，同时加入微量元素营养液，一段时间后可在悬浮填料上生成新的生物膜，实现对生物膜的最终更新。

优选地，所述振动筛包括筛体、基座、架子、数个弹簧、振动动力、传动杆，筛体上设置在架子上，基座与架子间设置数个弹簧，传动杆连接在振动动力与架子间，振动筛与电控系统相连接。

优选地，所述无机酸和有机酸包括重量比如下的成分：

优选地，所述无机酸和有机酸包括重量比如下的成分：

2-羟基-1，2，3-丙烷三羧酸 0.1～5

乙二胺四乙酸 0.1～5

氮川三乙酸 0.1～5

羟基酸 0.1～5

次氮基三乙酸 0.1～5

柠檬酸 0.1～5

氨基磺酸 0.1～10

盐酸 0.1～50

磷酸 0.1～50

优选地，所述的碱性物质是Ca(OH)₂、NaOH或其组合。

优选地，步骤2)中的微量元素促进液为：硝酸钠0.5g/L、过磷酸钙0.0005g/L、硝酸钙0.5g/L、硫酸锰0.0006g/L、硫酸锌0.0006g/L、硫酸镁0.28g/L、硫酸铜0.0006g/L、硫酸铁0.12g/L、钼酸铵0.0006g/L。

优选地，步骤2)中的微量元素促进液为：亚硒酸钠0.5g/L、葡萄糖酸锌0.0005g/L、四硼酸钠0.5g/L、氯化亚锡0.0006g/L、硫酸锌0.0006g/L、硫酸镁0.28g/L、硫酸铜0.0006g/L、硫酸铁0.12g/L、钼酸铵0.0006g/L。

本发明的有益效果是：

①可以快速、完全地去除填料上的缺乏活性的生物膜，为生物膜的快速更新提供了良好条件；

②采用的化学药剂价格便宜、操作方便，有很强的操作性与实际应用价值；

③以振动筛配合碱性物质、有机酸、氧化剂进行复合脱膜，异位去除悬浮填料表面老化、结垢的生物膜，保留部分有活性的生物膜，有利于快速、高效实现生物膜的更新再利用；

④该方法运行成本低廉、可循环利用，

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面将详细描述按照本发明的生物膜修复再生方法的优选实施例。

实施例1

用于废水处理的生物反应器中生物膜的修复更新方法，包括以下步骤：该方法包括以下步骤：

1)将生物膜反应器中的悬浮生物填料老化生物膜取出晾干；

2)启动振动筛脱膜处理装置，该悬浮填料上覆有生物膜，振动筛对生物膜进行有规律的连续振动，使老化且松动的生物膜和在此积聚生成的废水污泥脱落并随后排出；

3)酸碱化学洗脱；采用先5％酸洗，后5％碱洗；

4)酶制剂进一步洗脱；所述酶制剂为蛋白酶；

5)将步骤4)后的填料晾干，并将填料放回生物膜反应器；

6)生物膜再生；持续通入空气或者氧气，同时加入微量元素营养液实现对生物膜的最终更新；所述微量元素营养液配方为：硝酸钠0.5g/L、过磷酸钙0.0005g/L、硝酸钙0.5g/L、硫酸锰0.0006g/L、硫酸锌0.0006g/L、硫酸镁0.28g/L、硫酸铜0.0006g/L、硫酸铁0.12g/L、钼酸铵0.0006g/L。另，

1)生物反应器中设置振动筛，包括筛体、基座、架子、数个弹簧、振动动力、传动杆，筛体上设置在架子上，筛体上放置悬浮填料，该悬浮填料上覆有生物膜，基座与架子间设置数个弹簧，传动杆连接在振动动力与架子间，振动筛与电控系统相连接。通过电控系统开启振动动力，振动动力驱使传动杆来启动振动筛，振动筛对生物膜进行有规律的连续振动，使老化且松动的生物膜和在此积聚生成的废水污泥脱落并随后排出；

2)往上述振动筛放置悬浮填料处投放厌氧和/或好氧菌种，并持续通入空气或者氧气，并在生物反应器中持续通过废水，18～36小时后可在悬浮填料上生成新的生物膜，可填补原来老化脱落的缺乏活性的生活膜，从而实现对原有生物膜的初步修复；

3)将步骤2)中覆有生物膜的悬浮填料从所述生物反应器中取出，自然晾干到生物膜表面没有明显水分，然后将其投放到洗脱容器中；用质量百分比为0.5％的无机酸和有机酸浸泡，无机酸和有机酸的体积用量为悬浮填料堆积体积的3倍，所述无机酸和有机酸包括重量比如下的成分：丙酸0.1～5，柠檬酸0.1～5，氨基磺酸0.1～10，盐酸0.1～50，磷酸0.1～50，这些酸的浓度均为常规浓度。一边浸泡一边搅动，使浸泡液与填料充分混合，使酸渗透到生物内部反应，浸泡8小时后加入适量的Ca(OH)₂、NaOH或其组合来中和多余的酸，利用在线pH计控制浸泡液的PH值为6.8，然后把浸泡洗脱液与脱落的生物膜排出；

4)再加入质量百分比为0.2％的双氧水稀溶液浸泡悬浮填料，其体积用量为悬浮填料堆积体积的2倍，边浸泡一边搅动，使生物膜更容易从填料载体脱落下来；浸泡2小时后排走浸泡液与脱落的生物膜；

经测定，经过步骤3)和4)，缺乏活性的生活膜脱落率达到93.8％。

5)将悬浮填料放回生物反应器中的振动筛上，再次启动该振动筛使悬浮填料内表面已松动但没有脱落的少量残留生物膜脱落并排出；

6)往上述振动筛放置悬浮填料处再次投放厌氧和/或好氧菌种，并持续通入空气或者氧气，并在生物反应器中持续通过废水，24～48小时后可在悬浮填料上生成新的生物膜，实现对生物膜的最终更新。

实施例2

用于废水处理的生物反应器中生物膜的修复更新方法，包括以下步骤：

1)生物反应器中设置振动筛，包括筛体、基座、架子、数个弹簧、振动动力、传动杆，筛体上设置在架子上，筛体上放置悬浮填料，该悬浮填料上覆有生物膜，基座与架子间设置数个弹簧，传动杆连接在振动动力与架子间，振动筛与电控系统相连接。通过电控系统开启振动动力，振动动力驱使传动杆来启动振动筛，振动筛对生物膜进行有规律的连续振动，使老化且松动的生物膜和在此积聚生成的废水污泥脱落并随后排出；

2)往上述振动筛放置悬浮填料处投放厌氧和/或好氧菌种，并持续通入空气或者氧气，并在生物反应器中持续通过废水，18～36小时后可在悬浮填料上生成新的生物膜，可填补原来老化脱落的缺乏活性的生活膜，从而实现对原有生物膜的初步修复；

3)将步骤2)中覆有生物膜的悬浮填料从所述生物反应器中取出，自然晾干到生物膜表面没有明显水分，然后将其投放到洗脱容器中；用质量百分比为0.8％的无机酸和有机酸浸泡，无机酸和有机酸的体积用量为悬浮填料堆积体积的3.5倍，所述无机酸和有机酸包括重量比如下的成分：2-羟基-1，2，3-丙烷三羧酸0.1～5，乙二胺四乙酸0.1～5，氮川三乙酸0.1～5，羟基酸0.1～5，次氮基三乙酸0.1～5，柠檬酸0.1～5，氨基磺酸0.1～10，盐酸0.1～50，磷酸0.1～50，这些酸的浓度均为常规浓度。一边浸泡一边搅动，使浸泡液与填料充分混合，使酸渗透到生物内部反应，浸泡9小时后加入适量的Ca(OH)₂、NaOH或其组合来中和多余的酸，利用在线PH计控制浸泡液的PH值为7.0，然后把浸泡洗脱液与脱落的生物膜排出；

4)再加入质量百分比为0.3％的双氧水稀溶液浸泡悬浮填料，其体积用量为悬浮填料堆积体积的2.3倍，一边浸泡一边搅动，使生物膜更容易从填料载体脱落下来；浸泡2.8小时后排走浸泡液与脱落的生物膜；

经测定，经过步骤3)和4)，缺乏活性的生活膜脱落率达到95.1％。

5)将悬浮填料放回生物反应器中的振动筛上，再次启动该振动筛使悬浮填料内表面已松动但没有脱落的少量残留生物膜脱落并排出；

6)往上述振动筛放置悬浮填料处再次投放厌氧和/或好氧菌种，并持续通入空气或者氧气，并在生物反应器中持续通过废水，15～24小时后可在悬浮填料上生成新的生物膜，实现对生物膜的最终更新。

实施例3

用于废水处理的生物反应器中生物膜的修复更新方法，包括以下步骤：

1)生物反应器中设置振动筛，包括筛体、基座、架子、数个弹簧、振动动力、传动杆，筛体上设置在架子上，筛体上放置悬浮填料，该悬浮填料上覆有生物膜，基座与架子间设置数个弹簧，传动杆连接在振动动力与架子间，振动筛与电控系统相连接。通过电控系统开启振动动力，振动动力驱使传动杆来启动振动筛，振动筛对生物膜进行有规律的连续振动，使老化且松动的生物膜和在此积聚生成的废水污泥脱落并随后排出；

2)往上述振动筛放置悬浮填料处投放厌氧和/或好氧菌种，并持续通入空气或者氧气，并在生物反应器中持续通过废水，18～36小时后可在悬浮填料上生成新的生物膜，可填补原来老化脱落的缺乏活性的生活膜，从而实现对原有生物膜的初步修复；

3)将步骤2)中覆有生物膜的悬浮填料从所述生物反应器中取出，自然晾干到生物膜表面没有明显水分，然后将其投放到洗脱容器中；用质量百分比为1％的无机酸和有机酸浸泡，无机酸和有机酸的体积用量为悬浮填料堆积体积的4倍，所述无机酸和有机酸包括重量比如下的成分：2-羟基-1，2，3-丙烷三羧酸0.1～5，乙二胺四乙酸0.1～5，氮川三乙酸0.1～5，羟基酸0.1～5，次氮基三乙酸0.1～5，柠檬酸0.1～5，氨基磺酸0.1～10，盐酸0.1～50，磷酸0.1～50，这些酸的浓度均为常规浓度。一边浸泡一边搅动，使浸泡液与填料充分混合，使酸渗透到生物内部反应，浸泡10小时后加入适量的Ca(OH)₂、NaOH或其组合来中和多余的酸，利用在线pH计控制浸泡液的PH值为7.2，然后把浸泡洗脱液与脱落的生物膜排出；

4)再加入质量百分比为0.5％的双氧水稀溶液浸泡悬浮填料，其体积用量为悬浮填料堆积体积的2.5倍，边浸泡一边搅动，使生物膜更容易从填料载体脱落下来；浸泡1小时后排走浸泡液与脱落的生物膜；

经测定，经过步骤3)和4)，缺乏活性的生活膜脱落率达到96％。

5)将悬浮填料放回生物反应器中的振动筛上，再次启动该振动筛使悬浮填料内表面已松动但没有脱落的少量残留生物膜脱落并排出；

6)往上述振动筛放置悬浮填料处再次投放厌氧和/或好氧菌种，并持续通入空气或者氧气，并在生物反应器中持续通过废水，24～48小时后可在悬浮填料上生成新的生物膜，实现对生物膜的最终更新。

实施例4

可将加入的无机酸和有机酸制成混合剂来用于生物膜的修复更新方法，以2-羟基-1，2，3-丙烷三羧酸、乙二胺四乙酸、氮川三乙酸、羟基酸、次氮基三乙酸、柠檬酸、氨基磺酸、盐酸和磷酸为原料，其浓度均为常规浓度，用如下方法制成混合剂：

A、将粉末状柠檬酸、氨基磺酸依次加入化料釜中，然后加入水并搅拌使固体物料溶解；

B、将液体物料2-羟基-1，2，3-丙烷三羧酸、乙二胺四乙酸、氮川三乙酸、羟基酸和次氮基三乙酸加入化料釜中并进行搅拌，使其溶解；

C、用耐酸泵将盐酸和磷酸依次打入化料釜中，并将所有物料搅拌均匀；

D、将混合均匀的物料经200目涤纶筛网过滤，得到配置好的混合剂。

其它步骤均与实施例1-3相同。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种老化悬浮生物膜填料修复再生方法，其特征在于该生物膜填料用于废水处理的生物反应器中，包括：

1)将生物膜反应器中的老化悬浮生物填料取出，自然晾干到生物膜表面没有明显水分，然后将其投放到振动筛脱膜处理装置中；

2)启动振动筛脱膜处理装置，该悬浮生物填料上覆有生物膜，振动筛对生物膜进行有规律的连续振动，使老化且松动的生物膜和在此积聚生成的污泥脱落并随后排出；

3)将步骤2)经过振动筛脱膜处理的悬浮生物填料，投放到脱膜剂洗脱容器中；用质量百分比为0.5％～1％的无机酸和有机酸浸泡，无机酸和有机酸的体积用量为悬浮生物填料堆积体积的3～4倍，一边浸泡一边搅动，使浸泡液与填料充分混合，使酸渗透到老化生物膜内部反应，浸泡8～10小时后加入适量的碱性物质来中和多余的酸，利用在线pH计控制浸泡液的pH值为6.8～7.2，然后把浸泡洗脱液与脱落的生物膜排出；

4)再加入质量百分比为0.2％～0.4％的蛋白酶制剂浸泡悬浮填料，其体积用量为悬浮生物填料堆积体积的2～2.5倍，边浸泡一边搅动，使残留生物膜更容易从填料载体脱落下来；浸泡2～3小时后排走浸泡液与脱落的生物膜；

5)将步骤4)脱膜后的悬浮填料晒干后放回生物膜反应器中；

6)往废水处理生物反应器中投放接种污泥或二沉池污泥回流，并持续通入空气或者氧气，并在生物反应器中持续通过废水，同时加入微量元素营养液，一段时间后可在悬浮填料上生成新的生物膜，实现对生物膜的最终更新。

2.根据权利要求1所述的一种老化悬浮生物膜填料修复再生方法，其特征在于：所述振动筛包括筛体、基座、架子、数个弹簧、振动动力、传动杆，筛体上设置在架子上，基座与架子间设置数个弹簧，传动杆连接在振动动力与架子间，振动筛与电控系统相连接。

3.根据权利要求1所述的一种老化悬浮生物膜填料修复再生方法，其特征在于所述无机酸和有机酸包括重量比如下的成分：

4.根据权利要求1所述的一种老化悬浮生物膜填料修复再生方法，其特征在于所述无机酸和有机酸包括重量比如下的成分：

2-羟基-1，2，3-丙烷三羧酸 0.1～5

乙二胺四乙酸 0.1～5

氮川三乙酸 0.1～5

羟基酸 0.1～5

次氮基三乙酸 0.1～5

柠檬酸 0.1～5

氨基磺酸 0.1～10

盐酸 0.1～50

磷酸 0.1～50。

5.根据权利要求1所述的一种老化悬浮生物膜填料修复再生方法，其特征在于所述的碱性物质是Ca(OH)₂、NaOH或其组合。