專利名稱：流化載體生物膜反應(yīng)工藝中流化填料快速掛膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流化填料掛膜的方法。
背景技術(shù)：
在廢水生物處理工藝中，生物流化床技術(shù)是一種新型的生物膜法工藝，是繼流化床技術(shù)在化工領(lǐng)域廣泛應(yīng)用后于20世紀(jì)70年代初發(fā)展起來的。其載體在流化床內(nèi)呈流化 狀態(tài)，使固(生物膜)、液(廢水)、氣(空氣)三相之間得到充分接觸，顆粒之間劇烈碰撞，生物 膜表面不斷更新，微生物始終處于生長旺盛階段。該技術(shù)使生化池各處理段中保持高濃度 的生物量，傳質(zhì)效率極高，從而使廢水的基質(zhì)降解速度快，水力停留時(shí)間短，運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷比一 般活性污泥法高5 10倍，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。
流化載體生物膜反應(yīng)工藝的技術(shù)原理是將輕質(zhì)多孔流化載體直接投加到曝氣池中，依 靠曝氣和水流的提升作用使其處于流化或蠕動(dòng)狀態(tài)，與污水中的微生物頻繁接觸，將其附 著到載體上，形成高生物密度、高生物活性、生物相豐富的載體微生物集團(tuán)，同時(shí)載體微生 物集團(tuán)隨著混合液的回旋翻轉(zhuǎn)自由移動(dòng)；這種反應(yīng)工藝兼有活性污泥法和生物膜法的特 點(diǎn)，具有單位體積反應(yīng)器中持有的生物量大、活性高、生物相豐富；對(duì)水質(zhì)水量變化的適應(yīng) 性、抗沖擊負(fù)荷能力和對(duì)難降解物質(zhì)的降解能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，泥水分離性能好，不產(chǎn)生污泥膨 脹，運(yùn)行管理方便和動(dòng)力消耗少等優(yōu)點(diǎn)，大大提高了生化處理的效果和效率。目前，流化載體生物膜反應(yīng)工藝中流化填料通常采用循環(huán)法掛膜，這種掛膜方法 的缺點(diǎn)是需要的接種污泥量大，且需要進(jìn)行污泥回流，所需動(dòng)力大，成本高，耗時(shí)長達(dá)15 20d。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有流化載體生物膜反應(yīng)器采用循環(huán)法掛膜存在接種污泥量 大，且需要進(jìn)行污泥回流，所需動(dòng)力大，成本高及時(shí)間長的問題，而提供流化載體生物膜反 應(yīng)工藝中流化填料快速掛膜的方法。流化載體生物膜反應(yīng)工藝中流化填料快速掛膜的方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、向流 化載體生物膜反應(yīng)工藝的好氧區(qū)內(nèi)投加流化填料，將接種的活性污泥倒入反應(yīng)器中并用人 工配水灌滿，靜置24h后排空人工配水；二、在曝氣狀態(tài)下將人工配水泵入反應(yīng)器中，開啟 厭氧區(qū)、缺氧區(qū)內(nèi)攪拌漿和氣泵，水力停留時(shí)間為厭氧2. 5h，缺氧2. 5h，好氧5h，4d后將 水力停留時(shí)間縮短為厭氧2h，缺氧2h，好氧4h，再開啟硝化液回流泵，7d后掛膜完成；其 中步驟一中流化填料投加率為30 50% ；步驟二中人工配水的COD為400mg/L、NH4Cl為 133. 75mg/L、KH2PO4 為 15. 35mg/L、CaCl2 為 1. 3mg/L、MnSO4 為 0. 16mg/L、MgCl2 · 6H20 為 8. 9mg/L、FeCl2 · 4H20 為 2. 5mg/L、ZnSO4 · 7H20 為 0. 075mg/L、CoCl2 · 6H20 為 0. 085mg/L 禾口 NiCl · 6H20 為 0. 02mg/L。本發(fā)明是通過分析生物膜形成的微生物學(xué)原理而設(shè)計(jì)的，它在理論上成立，試驗(yàn) 證明它在技術(shù)上也是可行的。本發(fā)明流化載體生物膜反應(yīng)工藝中流化填料快速掛膜的方法，掛膜只需少量的接種污泥，不需要設(shè)置循環(huán)回流裝置，所需動(dòng)力小，成本低，且掛膜速度快，僅為7d，比目前廣 泛應(yīng)用的循環(huán)法掛膜優(yōu)越，耗時(shí)短。本發(fā)明快速掛膜的方法不僅可以用于好氧條件下的掛 膜，而且適用于缺氧和厭氧條件下的掛膜。


圖1是具體實(shí)施方式
八中流化載體生物膜反應(yīng)工藝裝置的示意圖，其中1為厭氧 區(qū)，2為缺氧區(qū)，3為好氧區(qū)，4為二沉池，5為攪拌漿，6為氣體流量計(jì)，7為氣泵，8為硝化液 回流泵，9為污泥回流泵，10為穿孔曝氣管。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式流化載體生物膜反應(yīng)工藝中流化填料快速掛膜的方 法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、向流化載體生物膜反應(yīng)工藝的好氧區(qū)內(nèi)投加流化填料，將接種的活 性污泥倒入反應(yīng)器中并用人工配水灌滿，靜置24h后排空人工配水；二、在曝氣狀態(tài)下將人 工配水泵入反應(yīng)器中，開啟厭氧區(qū)、缺氧區(qū)內(nèi)攪拌漿和氣泵，水力停留時(shí)間為厭氧2. 5h，缺 氧2. 5h，好氧5h，4d后將水力停留時(shí)間縮短為厭氧2h，缺氧2h，好氧4h，再開啟硝化液回流 泵，7d后掛膜完成；其中步驟一中流化填料投加率為30 50% ；步驟二中人工配水的COD為 400mg/L、NH4Cl 為 133. 75mg/L、KH2P04 為 15. 35mg/L、CaCl2 為 1. 3mg/L、MnS04 為 0. 16mg/L、 MgCl2 6H20 為 8. 9mg/L、FeCl2 4H20 為 2. 5mg/L、ZnS04 7H20 為 0. 075mg/L、CoCl2 6H20 為 0. 085mg/L 和 NiCl 6H20 為 0. 02mg/L。本實(shí)施方式步驟一中接種的活性污泥采用的是城市污水廠二沉池底泥，或者水廠 反應(yīng)器內(nèi)的污泥，均是具有良好活性的接種污泥。本實(shí)施方式中流化載體生物膜反應(yīng)工藝中流化填料快速掛膜的方法，當(dāng)反應(yīng)器為 好氧、厭氧或缺氧反應(yīng)器時(shí)均適用。本實(shí)施方式步驟二中4d后，在流化填料的內(nèi)表面長出了一層薄薄的生物膜，鏡檢 能觀察到菌膠團(tuán)、絲狀菌和鐘蟲等；7d后成熟的生物膜呈黃色且透明，同時(shí)也可獲得較為 穩(wěn)定的出水，COD去除率達(dá)到74. 5%，這時(shí)表明好氧掛膜成功，可以投入正式運(yùn)行；隨著時(shí)間 的推移，填料上的膜長得很快，經(jīng)歷逐漸成熟到逐漸衰老的過程，顏色也相應(yīng)由白色到奶黃 色到金黃色最后為棕褐色；通過鏡檢發(fā)現(xiàn)生物膜中原生動(dòng)物如鐘蟲等已成為優(yōu)勢(shì)菌種，懸 浮活性污泥中出現(xiàn)大量鐘蟲、累枝蟲，形成蜂窩狀及魚籽狀菌膠團(tuán)。本實(shí)施方式中掛膜完成后，可將反應(yīng)器調(diào)整為正式運(yùn)行階段。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中流化填料的材 質(zhì)為聚乙烯、聚丙烯或聚氨酯；流化填料的性狀為圓柱體或球狀體。其它步驟及參數(shù)與具體 實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至二之一不同的是步驟一中流化 填料投加率為30%。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至二之一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至二之一不同的是步驟一中流化 填料投加率為50%。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至二之一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至二之一不同的是步驟一中流化 填料投加率為35 45%。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至二之一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至二之一不同的是步驟一中流化 填料投加率為40%。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至二之一相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至六之一不同的是步驟二中曝氣 采用穿孔曝氣，曝氣量為o. 55m3/h。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至六之一相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式流化載體生物膜反應(yīng)工藝中流化填料快速掛膜的方 法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、向流化載體生物膜反應(yīng)工藝的好氧區(qū)內(nèi)投加流化填料，將接種的活 性污泥倒入反應(yīng)器中并用人工配水灌滿，靜置24h后排空人工配水；二、在曝氣狀態(tài)下將人 工配水泵入反應(yīng)器中，開啟厭氧區(qū)、缺氧區(qū)內(nèi)攪拌漿和氣泵，水力停留時(shí)間為厭氧2. 5h，缺 氧2. 5h，好氧5h，4d后將水力停留時(shí)間縮短為厭氧2h，缺氧2h，好氧4h，再開啟硝化液回 流泵，7d后掛膜完成；其中步驟一中流化填料投加率為40% ；步驟二中人工配水的COD為 400mg/L、NH4Cl 為 133. 75mg/L、KH2P04 為 15. 35mg/L、CaCl2 為 1. 3mg/L、MnS04 為 0. 16mg/L、 MgCl2 6H20 為 8. 9mg/L、FeCl2 4H20 為 2. 5mg/L、ZnS04 7H20 為 0. 075mg/L、CoCl2 6H20 為 0. 085mg/L 和 NiCl 6H20 為 0. 02mg/L。本實(shí)施方式中流化載體生物膜反應(yīng)工藝裝置的示意圖，如圖1所示，由厭氧-缺 氧-好氧反應(yīng)器和二沉池組成，反應(yīng)器有效容積為1. 8m3，共分為四個(gè)格室，前兩格分別為厭 氧區(qū)和缺氧區(qū)，后兩格為好氧區(qū)，體積比為1 1 1 1，厭氧區(qū)和缺氧區(qū)設(shè)有攪拌漿，好 氧區(qū)底部設(shè)穿孔管曝氣，供氧同時(shí)實(shí)現(xiàn)流化填料全池流化；在培養(yǎng)期間不采用回流。本實(shí)施方式中掛膜完成后，將反應(yīng)器調(diào)整為正式運(yùn)行階段，系統(tǒng)啟動(dòng)后，進(jìn)水有 機(jī)物濃度波動(dòng)較大，而出水卻相當(dāng)穩(wěn)定，COD出水最高為48. lmg/L，最低為23. lmg/L，平均 為33. 08mg/L，說明反應(yīng)器對(duì)有機(jī)物具有良好的處理效能，并具有較高的抗水質(zhì)負(fù)荷沖擊能 力，能穩(wěn)定運(yùn)行；正式運(yùn)行期間模型反應(yīng)器對(duì)COD的總平均去除率達(dá)到83%，最低去除率為 68. 02%，最高可達(dá)92. 75%，試驗(yàn)中全部出水水樣COD濃度在50mg/L以下，達(dá)到了國家《污水 綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—96) —級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；
正式運(yùn)行期間進(jìn)水氨氮濃度為14. 75 47. 15mg/L，平均濃度為29. 88mg/L，進(jìn)水氨氮 濃度波動(dòng)較大，而出水卻相當(dāng)穩(wěn)定，出水氨氮濃度在1. 53 6. 93mg/L之間，平均出水濃度 為4. 56mg/L，說明懸浮載體生物流化床反應(yīng)器對(duì)氨氮具有良好的處理效能，并具有較高的 抗水質(zhì)負(fù)荷沖擊能力，運(yùn)行較穩(wěn)定；正式運(yùn)行期間模型反應(yīng)器對(duì)氨氮的總平均去除率達(dá)到 83. 73%，最高可達(dá)95. 16%，試驗(yàn)中全部出水水樣氨氮濃度在16. 18mg/L以下，達(dá)到了國家 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978— 96) —級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；
正式運(yùn)行期間進(jìn)水總氮為21. 59 49. 0lmg/L,平均值為32. 74mg/L進(jìn)水總氮濃度波動(dòng) 較大，反應(yīng)器對(duì)總氮的去除效果在運(yùn)行期間起伏變化比較明顯，但對(duì)總氮的去除還具有一 定的處理效能，處理后出水總氮濃度平均為14mg/L，最低為10. 45mg/L;總氮的平均去除率 達(dá)到55. 98%，最高可達(dá)71. 7% ；
正式運(yùn)行期間進(jìn)水總磷為1. 01 3. 93mg/L，平均值為2. 36mg/L進(jìn)水總磷濃度波動(dòng)較 大，反應(yīng)器對(duì)總磷的去除效果在運(yùn)行期間起伏變化比較明顯，但對(duì)總磷的去除還具有一定 的處理效能，處理后出水總磷濃度平均為0. 43mg/L，最低為0. 27mg/L?？偭椎钠骄コ?達(dá)到 80. 19%，最高 89. 41%。
權(quán)利要求
流化載體生物膜反應(yīng)工藝中流化填料快速掛膜的方法，其特征在于流化載體生物膜反應(yīng)工藝中流化填料快速掛膜的方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、向流化載體生物膜反應(yīng)工藝的好氧區(qū)內(nèi)投加流化填料，將接種的活性污泥倒入反應(yīng)器中并用人工配水灌滿，靜置24h后排空人工配水；二、在曝氣狀態(tài)下將人工配水泵入反應(yīng)器中，開啟厭氧區(qū)、缺氧區(qū)內(nèi)攪拌漿和氣泵，水力停留時(shí)間為厭氧2.5h，缺氧2.5h，好氧5h，4d后將水力停留時(shí)間縮短為厭氧2 h，缺氧2 h，好氧4 h，再開啟硝化液回流泵，7d后掛膜完成；其中步驟一中流化填料投加率為30～50%；步驟二中人工配水的COD為400mg/L、NH4Cl為133.75mg/L、KH2PO4為15.35mg/L、CaCl2為1.3mg/L、MnSO4為0.16mg/L、MgCl2·6H2O為8.9mg/L、FeCl2·4H2O為2.5mg/L、ZnSO4·7H2O為0.075mg/L、CoCl2·6H2O為0.085mg/L和NiCl·6H2O為0.02mg/L。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化載體生物膜反應(yīng)工藝中流化填料快速掛膜的方法，其特 征在于步驟一中流化填料的材質(zhì)為聚乙烯、聚丙烯或聚氨酯；流化填料的性狀為圓柱體或 球狀體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化載體生物膜反應(yīng)工藝中流化填料快速掛膜的方法，其特 征在于步驟一中流化填料投加率為35 45%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化載體生物膜反應(yīng)工藝中流化填料快速掛膜的方法，其特 征在于步驟一中流化填料投加率為40%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化載體生物膜反應(yīng)工藝中流化填料快速掛膜的方法，其特 征在于步驟二中曝氣采用穿孔曝氣，曝氣量為0. 55m3/h。
全文摘要
流化載體生物膜反應(yīng)工藝中流化填料快速掛膜的方法，它涉及流化填料掛膜的方法。它解決了現(xiàn)有流化載體生物膜反應(yīng)器采用循環(huán)法掛膜存在接種污泥量大，且需要進(jìn)行污泥回流，所需動(dòng)力大，成本高及時(shí)間長的問題。方法一、好氧區(qū)內(nèi)加流化填料，將接種的活性污泥倒入反應(yīng)器中并加人工配水灌滿，靜置24h后排空；二、在曝氣狀態(tài)下將人工配水泵入反應(yīng)器中，開啟厭氧區(qū)、缺氧區(qū)內(nèi)攪拌漿和氣泵，停留時(shí)間為厭氧2.5h，缺氧2.5h，好氧5h，4d后停留時(shí)間縮短為厭氧2h，缺氧2h，好氧4h，再開啟硝化液回流泵，7d后掛膜完成。本發(fā)明中掛膜只需少量的接種污泥，不需設(shè)置循環(huán)回流裝置，所需動(dòng)力小，成本低，掛膜速度僅為7d，耗時(shí)短。
文檔編號(hào)C02F3/30GK101823794SQ20101017915
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者劉音頌, 張凌瀚, 李雨霏, 王冰, 胡宏博, 韓洪軍, 馬文成 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)