CN1935691A - 利用生物膜修复水体的方法及专用生物膜反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用生物膜法修复水体的方法及该方法专用生物膜反应器，其关键部件为一种薄壁大孔道蜂窝状陶瓷作为生物膜载体。将该载体悬挂于反应器内，通过在反应器底部曝气，形成了气升式内循环生物反应器。将受污染的地表水通入该反应器内，可以在停留时间1小时内，使其中的氨氮去除95％以上。本发明方法可高效快速地修复受污染的河道、湖泊和景观水域等，恢复地表水原有的美丽景观和水体功能。此外该生物反应器还可以对城市污水处理厂二级处理后的出水进行深度处理，达到中水回用预处理的目的。

Description

利用生物膜修复水体的方法及专用生物膜反应器
技术领域
本发明涉及生化反应工程、环境生物技术、材料科学和水处理技术领域，具体涉及一种利用生物膜法高效快速地修复受污染的地表水的方法以及这种方法专用的生物膜反应器。
背景技术
随着工农业生产的不断发展和人们生活水平的不断提高，许多天然河流、湖泊及景观水域等地表水都受到了污染，大部分都或多或少地形成了富营养化，主要表现为水体中氮和磷严重超标。这些污染导致河流、湖泊及景观水域等天然水体的诸多功能受到了破坏。因此对天然水体进行生物修复便迫在眉睫。
目前在水体修复方面，国内外大多采用水生植物进行修复，水生植物修复受污染水体的特点是节省能源，但该方法效率较低，修复周期长，在有些河流或水域由于考虑到航运的需要而不便于采用。而用生物膜技术进行水体修复时，其特点是高效快速，还可避开航运的问题。它可以在很短的时间内使污染水域得到修复。对于某些突发水域事件，如受到复杂污染物污染的水体，利用微生物进行生物修复则更有其优点。因此研究开发出一种高效快速的水体生物修复技术对保护地表水具有十分重要的意义。
发明内容
针对已有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用生物膜法进行微生物修复水体的方法；
本发明的另一目的在于提供用于该方法的生物膜反应器。
本发明的发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种利用生物膜法修复水体的方法，包括如下步骤：
1)、进行水体修复过程中，让反应器中陶瓷载体接触受到污染的地表水，在溶解氧4～6vmg/L和10～30℃条件下，经过1～3天后，在陶瓷载体的表面快速形成高活性生物膜；
2)将待修复的地表水，通过动力或自然高差，输入反应器内，在反应器内污水和生物膜经过接触后，其中引起富营养化的氨氮得到有效去除。
上述利用生物膜法修复水体的方法所专用生物膜反应器，如图1所示，包括进水口1、出水口3、峰窝状生物膜陶瓷载体2和反应容器，所述生物膜载体2悬挂在反应器内，反应器的底部曝气4，形成气升式内循环生物反应器，所述生物膜载体为薄壁轻质的蜂窝陶瓷。
本发明方法用于受污染地表水的高效快速的生物修复，该反应器和工艺方法还可扩展应用到相关的水和废水处理领域。本发明方法可以高效快速地修复受污染的河道、湖泊和景观水域等，恢复地表水原有的美丽景观和水体功能。此外该生物反应器还可以对城市污水处理厂二级处理后的出水进行深度处理，达到中水回用预处理的目的。
附图说明
图1为本发明生物膜反应器的剖视结构示意图。
图中标号说明
1—出水口            2—峰窝状生物膜陶瓷载体
3—进水口            4—曝气
具体实施方式
下面结合附图及实施例进一步说明本发明是如何实现的：
实施例1
对于一个生物膜反应器进行地表水修复时其运行步骤为：
1.1生物膜的形成
将驯化好的活性污泥溶液加入反应器中并浸没蜂窝状生物膜陶瓷载体，通过吸附接种并闷曝48h后排出残余污泥。采用间歇运行的方式，考查氨氮的去除情况，当氨氮的去除率达到稳定之后，认为挂膜成功。
1.2间歇运行
在生物膜形成初期，采用间歇的方法处理废水。每批次将剩余污水排空，水力停留时间3h，出水溶解氧浓度为3～4mg/L，此时进水氨氮浓度为6.76～9.91mg/L，温度在5.5～14.5℃。此时氨氮去除率为25％左右。
1.3连续运行
当间歇运行至一定时间，氨氮的去除率达到稳定之后，将进水改为连续运行的方式。在连续运行的初期，水力停留时间为3h，保持反应器内溶解氧浓度为3～4mg/L，使氧不成为硝化反应的限制因素。此时温度为12.3～30℃，进水氨氮浓度为5.34～11.39mg/L；随着实验的进行，设计不同的停留时间，分别为3h、2h、1h、50min、40min，每一停留时间稳定运行10天以上，期间测定氨氮的去除效果以确定最佳运行条件，以考察生物膜对污染物去除的效果。在上述各停留时间条件下，氨氮的去除率均达到95％以上。
实施例2
用于城市污水处理厂的出水进行中水回用水的预处理
一般城市污水处理厂的出水可以用作回用水，称为中水。要实现回用必须进行深度处理，以达到中水回用的目的。本试验装置采用实例1.3的操作方式对城市污水处理厂的出水进行连续处理，可以进一步降低水中的氨氮。在温度为25□C和停留时间为1小时的条件下。可以去除水中90％以上的氨氮。实现中水回用的预处理，为下一步深度处理提供了良好的条件。

Claims (3)

1、一种利用生物膜法修复水体的方法，包括如下步骤：
1)进行水体修复过程中，让反应器中陶瓷载体接触受到污染的地表水，在溶解氧为3～4mg/L和温度为10～30℃的条件下，经过1～3天后，在陶瓷载体的表面快速形成高活性生物膜；
2)将待修复的地表水，通过动力或自然高差，输入反应器内，在反应器内污水和生物膜经过接触后，其中引起富营养化的氨氮得到有效去除。
2、权利要求1所述的一种利用生物膜法修复水体的方法所专用生物膜反应器，包括进水口、出水口、生物膜载体和反应容器，其特征在于：所述生物膜载体悬挂在反应器内，反应器的底部曝气，形成气升式内循环生物反应器，所述生物膜载体为薄壁轻质的蜂窝陶瓷。
3、根据权利要求2所述的生物膜反应器，其特征在于：所述生物膜载体为圆柱状薄壁轻质的蜂窝陶瓷。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104820080A (zh) * 2015-05-07 2015-08-05 中国科学院南京地理与湖泊研究所 一种利用生物膜网片改善富营养水体水质的模拟方法

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