CN112279373A - 一种a/o生物滤池新型填料组合方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种A/O生物滤池新型填料组合方法，包括如下步骤：将购买到的竹类植物A和活性炭B经过破碎、筛分处理，之后分别与砾石以相应比例填入A/O生物滤池的缺氧段和好氧段。本发明所述A/O生物滤池新型填料组合方法主要针对水质波动大的低COD/TN比(低C/N)农村污水的强化脱氮。当竹类植物A存在时，在水的浸泡及微生物分解作用下，会向水中缓慢释放碳源，提高污水的C/N和微生物在填料表面的生长速度，从而提高生物膜对污水中硝酸氮和亚硝酸氮的去除效能。活性炭能有效吸附微型污泥颗粒，增加反应器中硝化菌等微生物量，提高氨氮去除效能，降低出水浊度。

Description

一种A/O生物滤池新型填料组合方法

技术领域

本发明涉及一种A/O生物滤池新型填料组合方法，涉及处理农村低C/N生活污水领域。

背景技术

A/O生物滤池是一种生物膜污水处理工艺，微生物附着生长在天然或人工填料组成的滤床上，污水流过滤床时与生物膜充分接触而得到净化。在生物滤池中，好氧、兼氧、厌氧多种状态能同时存在，适合多种微生物生长，从而达到良好的同步去除污水中碳、氮、磷污染物的效果。生物滤池处理工艺具有处理效率高、剩余污泥量少、无需污泥回流、运行管理方便等特点。目前，该技术在生活污水、工业废水处理中应用比较广。

填料是A/O生物滤池处理系统的重要构成部分，其为微生物提供附着生长的载体，促使污水在滤池中的均匀分布，增大污染物、溶解氧在生物膜-污水界面的传质效率，并过滤掉污水中悬浮物，直接影响污水处理效果。而且填料的费用是生物滤池投资成本的重要组成部分，因此需要开发高效、低成本的生物滤池填料。工程实际中生物滤池常用的填料包括砾石、沸石、石英砂、火山岩、陶粒等，在处理不同废水时都有很好的效果。但是当处理低C/N污水时，碳源不足往往是出水总氮超标的主要原因。而通过投加甲醇、乙醇等有机碳源时又面临着价格昂贵、运输困难、难以控制的问题。因此，如果能研发确定一种既能充当载体又能缓释碳源的填料，将能显著提高生物滤池对于低C/N污水的脱氮效率。

竹类植物A，是一种大量生长于中国南方的植物。经测定，A的竹纤维中含有大量的纤维素、半纤维素和木质素。在水的浸泡及微生物分解作用下，可缓慢释放出有机物质。当用作生物滤池填料时，可以提高污水中的C/N，强化微生物反硝化作用。

活性炭是由木质、煤质和石油焦等含碳的原料经热解、活化加工制备而成，具有发达的孔隙结构、较大的比表面积和丰富的表面化学基团，特异性吸附能力较强的炭材料的统称，通常为粉状或粒状具有很强吸附能力的多孔无定形炭，对于水中SS、有机物等具有很好的截留作用，并且具有良好的硝化菌等微生物附着能力，因此可显著提高硝化菌等微生物量，降低出水的浊度，提高污水中有机物和氨氮的去除效果。

发明内容

本发明的目的就是为了克服和解决生物滤池在处理农村低C/N生活污水时由于缺乏碳源，使得脱氮效率低下、生物量小的问题。

针对以上缺点及问题，研究发明一种新型生物滤池填料组合方法。

结合农村低C/N污水水质及填料本身的性质特点，依据填料可缓慢释放碳源及吸附污染物质的特性，提高污水在反应器中的C/N及生物量，强化总氮的去除。

一种A/O生物滤池新型填料组合方法，包括如下步骤：将采购到的竹类植物A切分成2cm左右的环状，太阳下自然晒干；用破碎机破碎后，经3mm和10mm方形筛筛分，得到3～10mm大小的竹类植物A小段。3～10mm的活性炭B清洗干净，在105℃烘箱中烘干，冷却至室温后备用。将处理后的竹类植物A和砾石以适当体积比分层填入A/O生物滤池的缺氧段(A段)，洗干净的活性炭B和砾石以适当体积比分层填入好氧段(O段)。

本发明所述一种A/O生物滤池新型填料组合方法，其中，所述竹类植物A为我国南方区域常见竹类，活性炭B为常见种类活性炭。

本发明所述的一种A/O生物滤池新型填料组合方法，其中，竹类植物A和砾石体积比为1∶1～5∶1，活性炭B和砾石体积比为1∶1～5∶1。

本发明所述一种A/O生物滤池新型填料组合方法得到的产品，即采用了新型填料组合方法的A/O生物滤池。

本发明所述的一种A/O生物滤池新型填料组合方法在低C/N农村污水处理中的应用。

本发明所述的应用，采用A/O生物滤池反应器进行污水厂处理，所述A/O生物滤池反应器中包括采用新型填料组合方法的填料和一般砾石填料，进水为农村生活污水，连续进排水方式运行，HRT为8～12h，好氧段气水比3∶1～10∶1，混合液回流比200％，进水COD/TN比＝1.2～2.9，水温T＝15～25℃。

本发明涉及一种A/O生物滤池新型填料组合方法与现有填料及其组合的不同之处在诸多方面都有体现，具体有如下的优点和有益效果：

(1)采用该新型填料组合方法使得A/O生物滤池缺氧段处理水C/N大幅提高，测量发现，添加了竹类植物A的反应器的A段出水COD比未添加的平均提高20.45mg/L。

(2)采用了新型填料组合的A/O生物滤池相比未采用的A/O生物滤池TN去除率最多可提高72％；平均提高31.15％。

(3)采用了新型填料组合的A/O生物滤池相比未采用的氨氮去除率平均提高5.6％。

(4)经扫描电镜分析，缺氧段竹类植物A附着大量脱氮短杆菌，而脱氮短杆菌是微生物反硝化过程中的主要参与者。

(5)经高通量测序分析，采用该新型填料组合方法的A/O生物滤池，在其缺氧段反硝化菌所占比例(83.34％)显著大于采用一般砾石填料的反应器(34.07％)。

(6)经实时荧光定量(qPCR)检测分析，填充了活性炭填料的A/O生物滤池，其好氧段硝化细菌基因含量分别为AOB(8.18×10^8)和NOB(1.91×10^9)，相比于一般砾石填料AOB(5.93×10^6)和NOB(7.02×10^7)有很大提高。

(7)竹类植物A经过三素分析测定发现，其组成成分中包括纤维素含量为0.37g/g，半纤维素含量为0.29g/g，木质素含量为0.16g/g。碳源释放试验表明竹类植物A平均COD释放量为1.34mg/(g*d)。

(8)在采用该新型填料组合方法的生物滤池进行试验：①反应器在4-5d内即可完成挂膜启动，出水氨氮、COD及总氮水质稳定，相比采用普通砾石生物滤池启动时间可缩短5d。

结果表明采用该新型填料组合方法可大幅促进微生物反硝化作用，强化系统氮的去除。

下面结合具体实施例对本发明的一种A/O生物滤池新型填料组合方法作进一步说明。

具体实施方式

实施例1

一种A/O生物滤池新型填料组合方法，包括如下步骤：将采购到的竹类植物A切分成2cm左右的环状，用清水反复冲洗干净，太阳下晒干。用破碎机破碎后，经3mm和5mm方形筛筛分，得到3-5mm大小的竹类植物A小段。将买到的活性炭B反复清洗干净，在105℃烘箱中烘干，之后拿出，冷却至室温后备用。将处理后的竹类植物A和砾石以适当体积比分层填入A/O生物滤池的缺氧段(A段)，洗干净的活性炭B和砾石以适当体积比分层填入好氧段(O段)。

经扫描电镜分析，缺氧段竹类植物A附着大量短杆菌，而短杆菌是微生物反硝化过程中的主要参与者。经高通量测序分析，采用该新型填料组合方法的反应器，在其缺氧段反硝化菌所占比例(83.34％)显著大于采用一般砾石填料的反应器(34.07％)。经qPCR检测分析，填充了活性炭的反应器，其好氧段硝化细菌基因含量分别AOB(8.18×10^8)和NOB(1.91×10^9)，相比于一般砾石填料AOB(5.93×10^6)和NOB(7.02×10^7)有很大提高。竹类植物A经过三素分析测定发现，其组成成分中包括纤维素含量为0.37g/g，半纤维素含量为0.29g/g，木质素含量为0.16g/g。碳源释放试验表明竹类植物A平均COD释放量为1.34mg/(g*d)。

本发明一种A/O生物滤池新型填料组合方法得到的产品，即采用A/O生物滤池新型填料组合方法的生物滤池，采用A/O生物滤池新型填料组合方法的生物滤池在低C/N农村污水处理中应用，包括好氧和缺氧条件。

采用A/O生物滤池进行污水处理，用本发明提出的新型填料组合方法，进水为人工配制模拟农村生活污水，进水COD/N比＝1.2～2.9，水温T＝15-25℃。连续进排水方式运行，HRT为10h，气水比为4∶1，混合液回流比为200％。

在试验启动期内，用本发明提出的新型填料组合方法的A/O生物滤池在5d内可完成接种挂膜，出水水质稳定，相比一般砾石填料A/O生物滤池挂膜时间减少5d左右。在试验稳定期内，采用本发明提出的新型填料组合方法的A/O生物滤池对TN的平均去除率为70.1％，氨氮和COD的平均去除率为97.3％和87.0％。对比未采用该新型填料组合方法的A/O生物滤池，总氮去除率最多可提高72％，平均提高31.2％；氨氮去除率平均提高5.6％。出水氨氮小于1mg/L，出水COD小于10mg/L，出水总氮小于8mg/L。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种A/O生物滤池新型填料组合方法，其特征在于：将购买到的竹类植物A和活性炭B经过处理分别与砾石以相应比例填入A/O生物滤池的缺氧段和好氧段。

2.根据权利要求1所述一种A/O生物滤池新型填料组合方法，其特征在于：竹类植物A和活性炭B破碎筛分后选取3-5mm大小的颗粒。

3.根据权利要求1和权力要求2所述一种A/O生物滤池新型填料组合方法，其特征在于：竹类植物A和砾石体积比为1～5∶1，活性炭B和砾石体积比为1～5∶1，分别填装进生物滤池的缺氧段和好氧段。

4.权利要求1～3中任意一项权利要求所述一种A/O生物滤池新型填料组合方法所得到的产品，即采用该新型填料组合方法的A/O生物滤池。

5.权利要求4所述的采用该新型填料组合方法的A/O生物滤池在农村生活污水处理中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：采用A/O生物滤池反应器进行农村生活污水处理，在所述A/O生物滤池反应器中填料包括采用该新型填料组合和普通砾石填料，进水为人工配制模拟农村生活污水，蠕动泵连续进排水方式运行，水力停留时间(HRT)为10h，气水比4∶1，混合液回流比200％，进水COD/TN比＝1.2～2.9，水温T＝18～25℃。