申请日2016.11.29
公开(公告)日2017.02.22
IPC分类号C02F3/12
摘要
本发明公开了一种废水生物膜快速挂膜装置及方法，属于废水处理技术领域。针对现有技术中存在的废水生物膜挂膜时间长、牢固性不强、易脱落的问题，本发明提供了一种废水生物膜快速挂膜装置及方法，一种废水生物膜快速挂膜装置，包括MBBR反应器，MBBR反应器前端通过加药泵连接有进水罐，后端连接有沉淀池，气泵通过该管道为MBBR反应器供气，MBBR反应器底部设置有曝气装置，通过如下步骤：(1)制作带有固定化红色鞘氨醇单胞菌的填料;(2)曝气处理;(3)向经过曝气处理后的MBBR中加入填料，投加填料数与原反应器中;(4)维持曝气速度和相应的pH值，直到获得所需的生物膜。它可以实现挂膜速度快的效果，生物膜牢固、不易脱落。
权利要求书
1.一种废水生物膜快速挂膜装置，其特征在于：包括MBBR反应器(4)，MBBR反应器(4)前端通过加药泵(2)连接有进水罐(1)，后端连接有沉淀池(7)，气泵(6)通过该管道为MBBR反应器(4)供气，MBBR反应器(4)底部设置有曝气装置(8)。
2.根据权利要求1所述的一种废水生物膜快速挂膜装置，其特征在于：所述的气泵(6)管道上设置有气体流量计(3)。
3.根据权利要求1或2所述的一种废水生物膜快速挂膜装置，其特征在于：所述的MBBR反应器(4)内设置有悬浮的载体填料(5)，反应器为空心圆柱，内部为支架支撑构造，上部设有溢流堰。
4.根据权利要求3所述的一种废水生物膜快速挂膜装置，其特征在于：所述的载体填料(5)外径和高度分别为25±1mm和10±1mm，密度为0.95g/cm3，有效比表面积为460±10m2/m3。
5.一种废水生物膜快速挂膜方法，步骤如下：
(1)、制作带有固定化红色鞘氨醇单胞菌的填料;
(2)、在含有载体填料(5)的MBBR中加入活性污泥和废水后进行曝气处理;
(3)、向经过曝气处理后的MBBR中加入带有固定化红色鞘氨醇单胞菌的填料，投加填料数与原反应器中填料数比例为1：(20±5);
(4)、维持曝气速度和相应的pH值继续反应，直到获得所需的生物膜。
6.根据权利要求1所述的一种废水生物膜快速挂膜方法，其特征在于：步骤(1)固定化红色鞘氨醇单胞菌的填料制作步骤如下：
a、使用红色鞘氨醇单胞菌纯菌进行扩大培养，扩大培养条件为：pH为7.0-7.2的胰蛋白胨大豆肉汤培养基，在100-150r/min，28℃±0.5℃摇床条件下培养24±1h;
b、将步骤a扩大培养的菌液与无菌废水按照1：100的比例混合加入装有载体填料(5)的锥形瓶中，进行菌剂固定化培养，获得填料，OD值保持在1.5±0.2;培养条件为：100-150r/min，28℃±0.5℃摇床条件下培养36-48h;
c、将步骤b获得的填料，培养后的填料用0.85%NaCl洗涤2-3次，以去除残留的废水;通过比较培养前后填料的干重来测定固定化红色鞘氨醇单胞菌生物量的干重，获得所需要的生物量的填料。
7.根据权利要求5所述的一种废水生物膜快速挂膜方法，其特征在于：步骤(2)曝气时间为24-48h，载体填料(5)为高密度聚乙烯、聚丙烯或聚氨酯填料，填充率为30%-40%。
8.根据权利要求5所述的一种废水生物膜快速挂膜方法，其特征在于：步骤(2)污泥浓度MLSS为1000mg/L-8000mg/L。
9.根据权利要求5所述的一种废水生物膜快速挂膜方法，其特征在于：步骤(4)中，对移动床生物膜反应器进行间歇流进水方式，定时补充废水和排水，水力停留时间为11-13h。
10.根据权利要求5-9任一所述的一种废水生物膜快速挂膜方法，其特征在于：步骤(4)中通过控制曝气和适量的添加碳酸钠维持反应器中的DO和pH值分别在4-6mg/L和7.0-7.5之间。
说明书
一种废水生物膜快速挂膜装置及方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，更具体地说，涉及一种废水生物膜快速挂膜装置及方法。
背景技术
随着污水生物处理技术的不断发展，生物膜法得到了广泛的应用，其中“移动床生物膜反应器”是生物膜技术中应用最广泛、最高效的处理技术，在生活污水、食品废水、造纸废水、石油废水、制药废水等工业废水都得到了广泛的应用。
MBBR工艺是悬浮生长的活性污泥法与附着生长的生物膜法相结合的一种工艺，该工艺很好地解决了附着生长工艺易堵塞的缺点，具有很高的生物量，而且无需出水回流或是污泥回流。从而使得该工艺具有更高的处理效率。该反应器采用轻质细小的悬浮填料为微生物的生长提供载体，以提高反应器中的生物量，从而提高反应器的处理效率，实现去除废水中的污染物的目标。
MBBR工艺的关键点在于填料上生物膜的生长情况，在填料上微生物的含量及其活性，都会影响污水处理的效果。因此,使填料的表面形成稳定的生物膜至关重要。目前生物挂膜的方法主要有“闷曝法”、“循环法”、“自然挂膜法”等，前两者方法培养的生物膜牢固性不强、易脱落，后者用时加长，往往需要一个月的时间，挂膜的时间过长，不利于生物膜的广泛应用和长期循环使用。因此对于MBBR工艺处理废水来说，研究一种快速挂膜的方法具有重大意义。
中国专利申请，申请号201110058353.3，公开日2012-09-19,2012年9月19日，公开了一种生物膜生物强化焦化废水高效处理方法，通过投加睾丸酮丛毛单胞菌(Comamonastestosteroni)CGMCC No.4630挂膜，挂膜完成后在系统内形成生态岛系统经过生物膜处理，焦化废水COD去除率可达到94%以上，NH3-N去除率达到98%以上。但此方法时间依旧很长。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的废水生物膜挂膜时间长、牢固性不强、易脱落的问题，本发明提供了一种废水生物膜快速挂膜装置及方法。它可以实现挂膜速度快的效果，生物膜牢固、不易脱落。
2.技术方案
本发明的目的通过以下技术方案实现。
本发明所要解决的技术问题是提出一种挂膜时间短、生物膜牢固、耐冲击负荷能力强、处理效果好的MBBR反应器挂膜方法。为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下：
一种废水生物膜快速挂膜装置，其特征在于：包括MBBR反应器，MBBR反应器前端通过加药泵连接有进水罐，后端连接有沉淀池，气泵通过该管道为MBBR反应器供气，MBBR反应器底部设置有曝气装置。
更进一步的，所述的气泵管道上设置有气体流量计。对气泵流量进行监控，保证工作时候气体流量的有效控制。
更进一步的，所述的MBBR反应器内设置有悬浮的载体填料，反应器为空心圆柱，内部为支架支撑构造，有效容积为9±0.2L，高45±1cm，直径16±1cm，上部高40±1cm处设有溢流堰。
更进一步的，所述的载体填料外径和高度分别为25±1mm和10±1mm，密度为0.95g/cm3，有效比表面积为460±10m2/m3。
一种废水生物膜快速挂膜方法，步骤如下：
(1)、制作带有固定化红色鞘氨醇单胞菌的填料;
(2)、在含有载体填料的MBBR中加入活性污泥和废水后进行曝气处理;
(3)、向经过曝气处理后的MBBR中加入带有固定化红色鞘氨醇单胞菌的填料，投加填料数与原反应器中填料数比例为1：(20±5);
(4)、维持曝气速度和相应的pH值继续反应，直到获得所需的生物膜。
更进一步的，步骤(1)固定化红色鞘氨醇单胞菌的填料制作步骤如下：
a、使用红色鞘氨醇单胞菌纯菌进行扩大培养，扩大培养条件为：pH为7.0-7.2的胰蛋白胨大豆肉汤培养基，在100-150r/min，28℃±0.5℃摇床条件下培养24±1h，使菌液中菌数量及其活性达到最大;
b、将步骤a扩大培养的菌液与无菌废水按照1：100的比例混合加入装有载体填料(5)的锥形瓶中，进行菌剂固定化培养，获得填料，OD值保持在1.5±0.2;培养条件为：100-150r/min，28℃±0.5℃摇床条件下培养36-48h;
c、将步骤b获得的填料，培养后的填料用0.85%NaCl洗涤2-3次，以去除残留的废水;通过比较培养前后填料的干重来测定固定化红色鞘氨醇单胞菌生物量的干重，获得所需要的生物量的填料。
更进一步的，步骤(2)曝气时间为24-48h，载体填料为高密度聚乙烯、聚丙烯或聚氨酯填料，优选高密度聚乙烯，填充率为30%-40%。
更进一步的，步骤(2)污泥浓度MLSS为1000mg/L-8000mg/L。
更进一步的，步骤(4)中，对移动床生物膜反应器进行间歇流进水方式，定时补充废水和排水，水力停留时间为11-13h，优选12h。
更进一步的，步骤(4)中通过控制曝气和适量的添加碳酸钠维持反应器中的DO和pH值分别在4-6mg/L和7.0-7.5之间。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)、本发明使用废水生物膜快速挂膜装置，可以快速的对废水生物膜进行挂膜，且操作简单，可控性好;
(2)使用气体流量计，对气泵流量进行监控，保证工作时候气体流量的有效控制;
(3)MBBR反应器内采用设置有悬浮的载体填料，处设有溢流堰，可以方便快速的对所需挂膜废水进行处理，效率高;
(4)载体填料外径和高度大小合适，比表面积大，可以快速对挂膜填料进行结合，更加快速进行生物膜挂膜;
(5)采用本发明所述的挂膜方法，得到的生物膜细胞密度高、传质性好、稳定、生长速度快，从而缩短生物膜的挂膜时间，提高生物膜中的必要的好氧缺氧的优势微生物的数量。
(6)本发明流化填料快速挂膜的方法，反应器工艺流程简单，挂膜只需少量的接种污泥、生物膜牢固、耐冲击负荷能力强、处理效果好，易于推广使用。