CN113336317B - 一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的装置及方法 - Google Patents

一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113336317B
CN113336317B CN202110748684.3A CN202110748684A CN113336317B CN 113336317 B CN113336317 B CN 113336317B CN 202110748684 A CN202110748684 A CN 202110748684A CN 113336317 B CN113336317 B CN 113336317B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ultrasonic
ammonia nitrogen
filler
moving bed
bioreactor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110748684.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113336317A (zh
Inventor
朱松明
张亚东
刘刚
代明允
张乐平
叶章颖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN202110748684.3A priority Critical patent/CN113336317B/zh
Publication of CN113336317A publication Critical patent/CN113336317A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113336317B publication Critical patent/CN113336317B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
    • C02F3/1268—Membrane bioreactor systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2203/00—Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2203/006—Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage details of construction, e.g. specially adapted seals, modules, connections
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)

Abstract

本发明公开了一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的装置及方法，该方法将超声空化技术应用在移动床生物膜的硝化反应中，显著增大了生物膜的通透性，加速了生物膜内部与废水中溶解氧与氨氮的交换，显著提升了移动床生物膜去除氨氮的效率，此外超声空化效应产生的高温高压使水中游离的羟基自由基增多，进一步对硝化反应产生促进作用。本发明利用超声波的空化作用显著提升了移动床生物膜技术去除氨氮的效率，具有节约能源，使用方便，适用性强的特点。

Description

一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的装置及 方法
技术领域
本发明涉及移动床生物膜污水处理技术领域，具体为一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的装置及方法。
背景技术
移动床生物膜处理工艺已经在肉类加工废水、高浓度有机废水、垃圾渗透液等高负荷污水，以及有机物浓度较低的生活污水，水产养殖废水等领域广泛应用，例如在水产养殖过程当中产生的残饵和粪便使得大量的氮素被排出，且高浓度的氨氮对水产品具有毒害作用，因此在工厂化循环水养殖中，移动床生物膜去除水中对水产品毒性较高的氨氮和亚硝酸盐成为养殖系统中至关重要的一环。移动床生物膜技术是一种结合了传统流化床和生物接触氧化法的新型污水处理设备，其利用附着在填料表面的微生物与废水的充分接触达到处理污水的目的。移动床生物膜与水中的氨氮产生硝化反应的效率取决于水中的溶解氧及氨氮与生物膜内的硝化细菌间基质相互扩散的速率，基质扩散速率取决于生物膜传质阻力以及废水和生物膜之间物质的浓度梯度。在限制溶氧的条件下，生物膜深处的硝化细菌通过内源性呼吸来维持存活，而在限制氨氮的条件下，只有附着在生物膜表面的硝化细菌能够存活，因此促进水中的溶氧和氨氮与生物膜内部基质的交换，能够有效提升移动床生物膜水处理的效率。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种提升移动床生物膜去除氨氮效率的装置及方法，超声波空化作用是指存在于液体中的微气核空化泡在声波的作用下振动，当声压达到一定值时发生的生长和崩溃的动力学过程，超声作用于液体时产生大量小气泡，在液体内局部出现拉应力形成负压，这种现象大大提高了非均相反应速率，实现非均相反应物间的均匀混合，加速反应物和产物的扩散，将超声空化技术应用在移动床生物膜的硝化反应中，显著增大了生物膜的通透性，加速了生物膜内部与废水中溶解氧与氨氮的交换，显著提升了移动床生物膜去除氨氮的效率，此外，超声空化效应产生的高温高压使水中游离的羟基自由基增多，进一步对硝化反应产生促进作用，因此本方法具有节约能源，使用方便，适用性强的特点。
本发明所提供的技术方案是：
一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的装置，包括超声波发生器、超声波控制器、超声波换能器、生物反应器、曝气装置和出水管；所述生物反应器的下部设有进水管，上部设有出水管；所述的生物反应器内部装有填料；所述的超声波发生器分别与超声波控制器、超声波换能器连接，超声波换能器设于生物反应器上方，其底端位于出水管下方；所述曝气装置用于使生物反应器内的填料与废水充分接触。
上述技术方案中，进一步地，所述的填料为聚氨酯海绵、Kaldnes聚乙烯填料、Levapor填料或Saddle-chip填料。
本发明还提供一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的方法，基于上述装置实现，废水通过进水管流入，生物反应器中的填料在曝气装置的作用下与废水充分接触；开启超声波发生器、超声波控制器和超声波换能器，超声波的空化作用引起附着在填料表面生物膜空隙的增加和结构的改变，增加了废水中溶解氧和氨氮向生物膜内部的渗透性；处理过后的废水由出水管流出。
进一步地，在进行废水处理时，每24小时辐照一小时的超声波，所述超声波的能量密度是0.1w/ml。
本发明中，特定强度的超声波对附着在填料表面的生物膜具有清洗作用，加速老龄及受污染的生物膜脱落，保持生物膜的活性，稳定移动床生物膜去除氨氮的效率。超声空化效应产生的高温高压使水中游离的羟基自由基增多，进一步对硝化反应产生促进作用。
附图说明
图1是本发明的一种具体结构的示意图；
其中，超声波发生器1-1、超声波控制器1-2、超声波换能器1-3、进水管2-1、生物反应器2-2、填料2-3、曝气装置2-4、出水管2-5。
具体实施方式
如图1为本发明的一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的装置，包括超声波发生器1-1、超声波控制器1-2、超声波换能器1-3、生物反应器2-2、曝气装置2-4和出水管2-5；所述生物反应器2-2的下部设有进水管2-1，上部设有出水管2-5；所述的生物反应器2-2内部装有填料2-3；所述的超声波发生器1-1分别与超声波控制器1-2、超声波换能器1-3连接，超声波换能器1-3设于生物反应器2-2上方，其底端位于出水管2-5下方；所述曝气装置2-4用于使生物反应器2-2内的填料2-3与废水充分接触。所述的填料2-3为聚氨酯海绵、Kaldnes聚乙烯填料、Levapor填料或Saddle-chip填料。
一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的方法，基于上述装置实现，废水通过进水管2-1流入，生物反应器2-2中的填料2-3在曝气装置2-4的作用下与废水充分接触；开启超声波发生器1-1、超声波控制器1-2和超声波换能器1-3，超声波的空化作用引起附着在填料2-3表面生物膜空隙的增加和结构的改变，增加了废水中溶解氧和氨氮向生物膜内部的渗透性；处理过后的废水由出水管2-5流出。

Claims (2)

1.一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的方法，其特征在于：基于一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的装置实现，所述装置包括超声波发生器（1-1）、超声波控制器（1-2）、超声波换能器（1-3）、生物反应器（2-2）、曝气装置（2-4）和出水管（2-5）；所述生物反应器（2-2）的下部设有进水管（2-1），上部设有出水管（2-5）；所述的生物反应器（2-2）内部装有填料（2-3）；所述的超声波发生器（1-1）分别与超声波控制器（1-2）、超声波换能器（1-3）连接，超声波换能器（1-3）设于生物反应器（2-2）上方，其底端位于出水管（2-5）下方；所述曝气装置（2-4）用于使生物反应器（2-2）内的填料（2-3）与废水充分接触；
所述方法具体为：废水通过进水管（2-1）流入，生物反应器（2-2）中的填料（2-3）在曝气装置（2-4）的作用下与废水充分接触；开启超声波发生器（1-1）、超声波控制器（1-2）和超声波换能器（1-3），超声波的空化作用引起附着在填料（2-3）表面生物膜空隙的增加和结构的改变，增加了废水中溶解氧和氨氮向生物膜内部的渗透性；处理过后的废水由出水管（2-5）流出；
在进行废水处理时，每24小时辐照一小时的超声波，所述超声波的能量密度是0.1w/ml。
2.根据权利要求1所述的超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的方法，其特征在于，所述的填料（2-3）为聚氨酯海绵、Kaldnes聚乙烯填料、Levapor填料或Saddle-chip填料。
CN202110748684.3A 2021-07-02 2021-07-02 一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的装置及方法 Active CN113336317B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110748684.3A CN113336317B (zh) 2021-07-02 2021-07-02 一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110748684.3A CN113336317B (zh) 2021-07-02 2021-07-02 一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113336317A CN113336317A (zh) 2021-09-03
CN113336317B true CN113336317B (zh) 2022-09-20

Family

ID=77482253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110748684.3A Active CN113336317B (zh) 2021-07-02 2021-07-02 一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113336317B (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101624245B (zh) * 2009-08-03 2011-01-12 北京化工大学 一种高浓度有机氨氮废水的处理方法
KR101528530B1 (ko) * 2014-09-24 2015-06-15 (주) 테크윈 폐수를 이용하여 생산된 산화제를 사용하는 자원 재이용 방식 산업폐수 처리 방법 및 장치
CN105461173A (zh) * 2015-12-16 2016-04-06 南京国能环保工程有限公司 一种处理高浓度氨氮废水的除氨氮方法
CN107285552A (zh) * 2016-04-11 2017-10-24 淄博瑞箭机电工程技术有限公司 一种聚氯乙烯废水的处理方法
CN106517640A (zh) * 2016-10-17 2017-03-22 江苏联合创业环保有限公司 一种难降解高有机氮化工废水的生物强化处理装置及方法
CN109704455B (zh) * 2019-02-27 2020-11-27 同济大学 一种实现亚硝化工艺中生物膜快速增长的方法
CN112028232A (zh) * 2020-08-26 2020-12-04 江西理工大学 一种利用低强度超声波筛选短程硝化细菌的方法及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN113336317A (zh) 2021-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101095576B1 (ko) 가축분뇨를 함유하는 폐수의 처리 장치, 이의 처리방법 및 액비 생산 방법
CN110627316B (zh) 一种养殖废水处理工艺
RU2303572C2 (ru) Способ обработки ила в очистном сооружении мицеллярными способами
JP2006181393A (ja) ノンスラッジ高速排水処理システム
CN101244882A (zh) 采用超声波在污水生物处理过程中减少污泥的方法
CN209797579U (zh) 一种mbr一体化污水处理设备
CN100334008C (zh) 含有氨基多羧酸的有机废水的处理方法
CN109516559A (zh) 一体化污水处理回用设备
CN113336317B (zh) 一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的装置及方法
CN105858914A (zh) 紫外光解耦合微生物法处理餐厨油脂废水的方法及装置
CN101508484A (zh) 一种脱氮水处理系统
CN103695352A (zh) 一种针对大枣加工厂废水采用微生物发酵工艺制造水质处理剂的方法
CN103641275A (zh) 啤酒工业污水的处理方法及设备
CN102050547A (zh) 一种用于难生化降解有机废水的预处理方法
CN104743657B (zh) 超声波在污水处理生物脱氮中的应用
CN214360826U (zh) 一种电催化超声氧化耦合水处理装置
CN105347468B (zh) 一种屠宰废水处理用的净化填料
CN103803763A (zh) 一种污水处理厌氧膜生物反应器及膜组件复合清洗方法
CN101092256A (zh) 电磁声调控污水处理快速净化器
CN211111282U (zh) 一种膜生物反应装置
CN209507740U (zh) 一体化污水处理回用设备
CN106430555A (zh) 好氧处理用营养剂、好氧处理活性污泥培养方法及装置
CN113735276A (zh) 利用纳米及微气泡的湖沼的水质净化方法
CN113264587A (zh) 一种高负荷高效硝化细菌的培养方法
US20040026334A1 (en) Method for removing hydrogen sulfide and increasing the rate of biodegradation in animal waste pits and lagoons

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant