CN105000665A

CN105000665A - 一种用于废水处理的凹槽生物膜板

Info

Publication number: CN105000665A
Application number: CN201510429544.4A
Authority: CN
Inventors: 浦跃武
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2015-07-21
Filing date: 2015-07-21
Publication date: 2015-10-28

Abstract

本发明公开了一种用于废水处理的凹槽生物膜板，所述废水处理凹槽生物膜板的一面分布有若干形状相同的凹槽，所述凹槽表面填充有生物亲和性填料。所述废水处理凹槽生物膜板上面有多个凹槽，这样形成了多个微型的生物膜反应器；同时各类微生物固着在凹槽生物膜板粗糙的表面及填料上，形成一层生物膜，实现了水力停留时间与污泥停留时间的分离，从源头上大大减少了污泥产量，因在生物膜上自动的形成了好氧区、缺氧区以及厌氧区，利于去除废水中的污染物。

Description

一种用于废水处理的凹槽生物膜板

技术领域

本发明涉及一种用于废水处理凹槽生物膜板，属于废水的生物处理领域。

技术背景

目前有机废水治理技术中，生化处理技术由于二次污染少，处理成本低廉，成为有机水处理的主要技术手段。

目前大部分废水的生物处理装置，比如A₂0、AO、UASB、MBR等。这些传统生物处理设备主要分为厌氧生物处理，好氧生物处理，污泥沉降池部分。

厌氧生物处理部分：在厌氧细菌或兼性细菌的作用下将废水中的有机物分解，适用于处理高浓度的有机废水。

好氧生物处理部分：利用需氧微生物在有氧条件下将废水中复杂的有机物分解或吸附的方法。其不足之处表现在：土建与设备投资大，处理系统运行维护成本高；运行时需要风机曝气，能耗较大；若是活性污泥法，还会产生大量的剩余污泥。

污泥沉淀池部分：经好氧处理的废水含有大量的活性污泥，需要用二沉池来沉降悬浮的活性污泥。经沉淀出的污泥，需要用抽泥泵、污泥脱水机等设备，消耗电能。

综上所述：传统废水生物处理具有污泥产量大、基建费用高、设备投资大、综合能耗高等诸多缺点。

发明内容

本发明所要解决的问题在于针对上述现有技术设备的不足，发明一种用于废水处理的凹槽生物膜板，它能将厌氧生物处理法与需氧生物处理法有机的结合到一个反应器上；由于只使用水泵将废水提升至高位水箱后，污水靠重力在凹槽生物膜板，充分地与空气接触，不需要安装罗茨风机等曝气装置，达到良好溶氧的同时节约电能，降低了运行维护成本；由于采用的是凹槽生物膜板上面有多个凹槽，这样形成了多个微型的生物膜反应器。同时各类微生物固着在凹槽生物膜板粗糙的表面及填料上，形成一层生物膜，实现了水力停留时间与污泥停留时间的分离，从源头上大大减少了污泥产量。在生物膜上自动的形成了好氧区、缺氧区以及厌氧区，利于去除废水中的污染物。

为了实现上述的目的，本发明主要采取的技术方案如下：

一种用于废水处理的凹槽生物膜板，所述废水处理凹槽生物膜板的一面分布有若干形状相同的凹槽，所述凹槽表面填充有生物亲和性填料。所述废水处理凹槽生物膜板上面有多个凹槽，这样形成了多个微型的生物膜反应器；同时各类微生物固着在凹槽生物膜板粗糙的表面及填料上，形成一层生物膜，实现了水力停留时间与污泥停留时间的分离，从源头上大大减少了污泥产量，因在生物膜上自动的形成了好氧区、缺氧区以及厌氧区，利于去除废水中的污染物。

进一步地，每个所述凹槽的容积为5~500mL，以便容纳足够多的生物亲和性填料。

进一步地，所述的凹槽的形状为任意几何形状，如圆形、矩形、三角形或其他多边形。

进一步地，所述的凹槽深度为5~100mm。

进一步地，所述的凹槽的表面粗糙度为Ra40-80μm，方便粘结生物亲和性填料。

进一步地，所述的凹槽均匀分布在所述废水处理凹槽生物膜板的表面，每个凹槽就是一个微型生物膜反应器，废水流到凹槽中会形成数个串联和并联的微型生物膜反应器，有利于不同优势菌依据环境条件的自动调节、分布。

进一步地，所述生物亲和性填料为多空介质材料、丝状介质材料或两者的混合物。

进一步地，所述多孔介质材料为海绵、活性炭、多孔陶瓷或火山石。

进一步地，所述丝状介质材料为棉纱或高分子聚酯纤维丝。

相比现有技术，本发明的优点是：

1、本发明之中的凹槽生物膜板反应器，废水由泵抽到进水分布器，然后通过重力的作用在凹槽生物膜板流动，节约了电能。

2、本发明之中的凹槽生物膜板反应器，板面上数个凹槽，水在凹槽之间流动时，翻越串联凹槽之间的间隔，使水不断地混合，溶氧；另外，水流在凹槽生物膜板上的水层厚度（超过凹槽顶部的部分）为1~30mm，有利于溶氧，从而不需要风机曝气，可以节省总电耗的10%-20%。降低了废水处理费用。

3、本发明之中的凹槽生物膜板反应器，板面粗糙且粘结生物亲和性填料，易于微生物附着，形成一层一定厚度的生物膜，在生物膜上形成了好氧区、缺氧区及厌氧区，为实现废水氨氮降解的同步硝化反硝化提供了适宜的反应条件。

附图说明

图1为本发明的凹槽生物膜板的主视图。

图2为图1中的A—A截面图。

图中所示为：1-凹槽。

具体实施方案

下面通过具体实施例对本发明的目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本下面结合附图和具体实施发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。

如图1和图2所示，一种用于废水处理的凹槽生物膜板，所述凹槽生物膜板的一面分布有若干形状相同的凹槽1，所述凹槽1表面填充有生物亲和性填料。所述凹槽生物膜板上面有多个凹槽1，这样形成了多个微型的生物膜反应器；同时各类微生物固着在凹槽生物膜板粗糙的表面及填料上，形成一层生物膜，实现了水力停留时间与污泥停留时间的分离，从源头上大大减少了污泥产量，因在生物膜上自动的形成了好氧区、缺氧区以及厌氧区，利于去除废水中的污染物。

在本发明的一个实施例中，每个所述凹槽1的容积为5~500mL，以便容纳足够多的生物亲和性填料。

在本发明的另一个实施例中，所述的凹槽1的形状为任意几何形状，如圆形、矩形、三角形或其他多边形。

在本发明的另一个实施例中，所述的凹槽1深度为5~100mm。

在本发明的另一个实施例中，所述的凹槽1的表面粗糙度为Ra40-80μm，方便粘结生物亲和性填料。

在本发明的另一个实施例中，所述的凹槽1均匀分布在所述凹槽生物膜板的表面，每个凹槽1就是一个微型生物膜反应器，废水流到凹槽1中会形成数个串联和并联的微型生物膜反应器，有利于不同优势菌依据环境条件的自动调节、分布。

在本发明的另一个实施例中，所述生物亲和性填料为多空介质材料、丝状介质材料或两者的混合物。

在本发明的另一个实施例中，所述多孔介质材料为海绵、活性炭、多孔陶瓷或火山石。

在本发明的另一个实施例中，所述丝状介质材料为棉纱或高分子聚酯纤维丝。

凹槽生物膜板由高分子材料或其他塑料制成，其沿水流方向的长度为3-5米，宽度可根据处理水量、水质、水力停留时间、流速等条件自行确定。

凹槽生物膜板在处理废水时倾斜放置，斜角为：3~45°，凹槽生物膜板入水端安装一个进水分布器，废水由水泵从水池中抽到进水分布器，流到凹槽生物膜板上。废水流到凹槽生物膜板上时，由于水中含有的营养物质，易于微生物的生长，吸附在凹槽1及填料表面。一段时间后会形成一层一定厚度的生物膜。

凹槽1可采用冲压、注塑、挤压、层叠成型，下面具体说明整个凹槽生物膜板的制造过程，即是：

方法一：

用一个凹槽模具，将一块塑料板热压成型，塑料板上就具有凹槽模具同样形状的凹槽1。

方法二：

向凹槽模具中注入塑料，冷却成型。

方法三：

在凹槽模具上涂抹脱模剂，在脱模剂之上涂抹胶黏剂，然后再铺上纤维材料，再涂抹胶黏剂，直到达到要求的厚度及强度。

下面说明利用本发明的凹槽生物膜板处理高氮有机废水的过程及原理：

利用该凹槽生物膜板处理高浓度有机废水时，所处理的有机废水的参数为：COD为：500mg/L，氨氮为：50mg/L，总氮为：80mg/L；

对于高氮有机废水的处理，其氮的去除原理主要是生物硝化和反硝化，这就要求在废水处理时必须要有好氧和厌氧环境。因此，该凹槽生物膜板在废水处理过程中，凹槽生物膜板表面流体与空气充分接触，水中溶解氧浓度很高，同时凹槽1内部流体处于兼性厌氧和厌氧环境。因此，废水经过凹槽生物膜板后，通过好氧环境的硝化作用，以及在凹槽1内的反硝化作用，可以达到对氮的有效去除。

利用该凹槽生物膜板处理高氮有机废水主要分两个阶段：第一阶段：生物膜的形成：流体从凹槽生物膜板顶部均匀流下，由于高氮有机废水中的碳、氮含量很高，在与高生物亲和性接触后，微生物非常容易黏附在填料上，形成一层生物膜；第二阶段：脱氮阶段：第一阶段形成的生物膜具有一定的厚度，微生物从膜的表面到膜的底部可以分为：好氧微生物、兼性厌氧微生物、厌氧微生物。流体经过好氧微生物和厌氧微生物的连续的硝化、反硝化作用，便可达到脱氮的效果。

凹槽生物膜板表面的凹槽1的作用：增加表面积、强化硝化、反硝化性能。

凹槽1的体积为5~500mL，深度5~100mm，根据气液传质定律，每个凹槽1内可严格分为厌氧区、兼性厌氧区、好氧区，每个凹槽1就是一个微型的硝化反硝化池，流体不停的进入、流出凹槽1的同时也在不停的进行的硝化反硝化代谢，整个凹槽生物膜板表面可以看成是由若干硝化反硝化池串联构成。

所选用的填料为高生物亲和性材料，这样有利于微生物的附着，聚集。

对于高氮有机废水，COD500mg/L，氨氮为：50mg/L，总氮为：80mg/L，经过8小时处理，总氮降至15mg/L以下。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种用于废水处理的凹槽生物膜板，其特征在于：所述废水处理凹槽生物膜板的一面分布有若干形状相同的凹槽（1），所述凹槽（1）表面填充有生物亲和性填料。

2.根据权利要求1所述的用于废水处理的凹槽生物膜板，其特征在于：每个所述凹槽（1）的容积为5~500mL。

3.根据权利要求1所述的用于废水处理的凹槽生物膜板，其特征在于：所述的凹槽（1）的形状为任意几何形状。

4.根据权利要求1所述的用于废水处理的凹槽生物膜板，其特征在于：所述的凹槽（1）深度为5~100mm。

5.根据权利要求1所述的用于废水处理的凹槽生物膜板，其特征在于：所述的凹槽（1）的表面粗糙度为Ra40-80μm。

6.根据权利要求1至5任一项所述的用于废水处理的凹槽生物膜板，其特征在于：所述的凹槽（1）均匀分布在所述废水处理凹槽生物膜板的表面。

7.根据权利要求1所述的用于废水处理的凹槽生物膜板，其特征在于：所述生物亲和性填料为多空介质材料、丝状介质材料或两者的混合物。

8.根据权利要求7所述的用于废水处理的凹槽生物膜板，其特征在于：所述多孔介质材料为海绵、活性炭、多孔陶瓷或火山石。

9.根据权利要求7所述的用于废水处理的凹槽生物膜板，其特征在于：所述丝状介质材料为棉纱或高分子聚酯纤维丝。