申请日2015.10.13
公开(公告)日2015.12.16
IPC分类号C02F3/34; C02F3/30
摘要
本发明公开了一种用于人工湿地污水处理的填料挂膜处理工艺和系统：MUCT由5个功能区组成：水解酸化设备、预缺氧设备、厌氧设备、缺氧设备、好氧设备;缺氧池和厌氧池内设有搅拌装置，在缺氧池和厌氧池进水口和出水口各放置一组复合填料悬挂床，水解酸化池出水口和入水口各放置一组复合填料悬挂床，好氧池内放置4组复合填料悬挂床，好氧池底部放置暴气设备。本发明的工艺非常优秀，对人工湿地污水处理进行了优化。
权利要求书
1.一种用于人工湿地污水处理的填料挂膜处理工艺，其包括如下步骤：
(1)构建MUCT装置：
MUCT由5个功能区组成：水解酸化池、预缺氧池、厌氧池、缺氧池、好氧 池;缺氧池和厌氧池内设有搅拌装置，在缺氧池和厌氧池进水口放置一组复合 填料悬挂床，水解酸化池出水口和入水口各放置一组复合填料悬挂床，好氧池 内放置4组复合填料悬挂床，池子底部放置暴气设备;
在水解酸化池中接种短乳杆菌(Lactobacillusbreris)、脂环酸芽孢杆 菌(AlicyclobacilusWistzkey)，pH=5.7～6.7,温度：27℃～38℃，污泥停 留时间为8d，短乳杆菌和脂环酸芽孢杆菌为嗜酸菌，均能够在酸性条件下生 存，且能降解大分子有机物;
预缺氧池、缺氧池接种腊状芽孢杆菌(BacillusCereus)、香鱼假单胞菌 (Pseudomonaplecoylossicida)，温度36℃～43℃，pH=6.6～8.4，污泥停 留时间为8d，腊状芽孢杆菌和香鱼假单胞菌均为兼性厌氧菌，能够进行反硝化 作用，为污水进行脱氮;
厌氧池接种乙醇嗜热厌氧菌(Thermoanaerobacterethanlicus)温度 39℃～45℃，pH=6.5～7.4，为严格厌氧菌，污泥停留时间为8d，可在严格厌 氧的条件下降解有机物，将废水经进行脱氮除磷;
好氧池接种产脘丝酵母(Candidautilis)、固氮红细菌(Rhodobacter azotoformans)、枯草芽孢杆菌枯草亚种(Bacillussubtilis subsp.subtilis),温度：26℃～37℃，pH=7.4～8.9，污泥停留时间为8d，降 解有机物能力强，降低废水的COD，提高出水质量;
所述每组复合填料悬挂床设置四束复合纤维丝生物载体;
所述复合纤维丝生物载体构成：
外夹层：活性碳纤维和丙纶混合的网布，在网布上编织玻璃纤维丝环状 圈;内芯：混合纤维丝辫带，麻丝与聚酯纤维丝编织成辫带;
所述复合纤维丝生物载体规格为：
复合填料束尺寸：Φ17×188cm;
环状圈长度：5.2cm，即向外扩展2.6cm;
外层网尺寸：Φ4×188cm，保持一定外层网厚度;
内部复合纤维束辫料尺寸：Φ13×178cm，复合纤维束辫料直径设置为 8cm;
外层网布网孔大小：1.8mm，网布孔径设置为1.8mm;
(2)人工湿地污水处理：
人工湿地污水进入水解酸化池停留1.2～1.7小时，然后进入厌氧池停留 54～65min、然后进入预缺氧池停留30～45min、然后进入缺氧池停留5～ 25min、然后进入好氧池停留35～50min;缺氧池和厌氧池内的搅拌装置一直处 于搅拌状态;
(3)人工湿地污水;
处理后的人工湿地污水经排放口排出。
2.采用权利要求1所述的工艺制备的填料挂膜处理系统，其水解酸化池接 通人工湿地污水的排水口。
说明书
用于人工湿地污水处理的填料挂膜处理工艺和系统
技术领域
本发明属于人工湿地保护领域，具体涉及一种人工湿地污水处理的填料挂 膜处理工艺和系统。
背景技术
现阶段,我国水资源短缺现象十分严重,控制污水的污染物总量成为我国水 污染控制的主要目标,同时,把污水作为新的水资源,已逐渐成为可持续发展新 理念。人工湿地系统是一个综合性的生态系统,具有缓冲容量大、处理效果好。 一般可达到二级和高级水平。它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理, 结构与功能相关原则。在促进水中污染物质良性循环的前提下充分发挥资源的 生产潜力,防止环境的再污染。获得污水处理与资源化的最佳效益。实践工程表 明,目前虽然有许多已知人工湿地设计模型,但这些模型都存在着不足之处,不 能完全描述人工湿地在不同区域的性能,因此,不同区域特征的不确定性使得这 些模型缺乏普遍性。
发明内容
本发明针对现有技术的缺点，通过多年的研究和实验，得到一种新的用于 人工湿地污水处理的填料挂膜处理工艺和系统。本发明采用MUCT生物膜相工艺， 即在反应池中添加生物膜反应器。本发明采用的脱氮除磷工艺为MUCT，采用的 生物膜反应器为生物膜固定床反应器，固定床反应器中添加的填料为纤维束填 料。
本发明的技术方案如下：
一种用于人工湿地污水处理的填料挂膜处理工艺，其包括如下步骤：
(1)构建MUCT装置：
MUCT由5个功能区组成：水解酸化池、预缺氧池、厌氧池、缺氧池、好氧 池;缺氧池和厌氧池内设有搅拌装置，在缺氧池和厌氧池进水口放置一组复合 填料悬挂床，水解酸化池出水口和入水口各放置一组复合填料悬挂床，好氧池 内放置4组填料固定床，池子底部放置暴气设备;
将原有的二沉池省略，将好氧池出水口设置过滤膜，将污泥截留在好氧池 中，污水经处理后不需经过二沉池直接流出，节省二沉池的基建费用。将初沉 池改为水解酸化池，由于人工湿地污水中有机碳源底，经过酸水解后将微生物 难利用的有机大分子水解为小分子，增加废水中微生物可利用碳源;
在水解酸化池中接种短乳杆菌(Lactobacillusbreris)、脂环酸芽孢杆 菌(AlicyclobacilusWistzkey)，pH=5.7～6.7,温度：27℃～38℃，污泥停 留时间为8d，短乳杆菌和脂环酸芽孢杆菌为嗜酸菌，均能够在酸性条件下生 存，且能降解大分子有机物;
预缺氧池、缺氧池接种腊状芽孢杆菌(BacillusCereus)、香鱼假单胞菌 (Pseudomonaplecoylossicida)，温度36℃～43℃，pH=6.6～8.4，污泥停留 时间为8d，腊状芽孢杆菌和香鱼假单胞菌均为兼性厌氧菌，能够进行反硝化作 用，为污水进行脱氮;
厌氧池接种乙醇嗜热厌氧菌(Thermoanaerobacterethanlicus)温度39℃～ 45℃，pH=6.5～7.4，为严格厌氧菌，污泥停留时间为8d，可在严格厌氧的条 件下降解有机物，将废水经进行脱氮除磷;
好氧池接种产脘丝酵母(Candidautilis)、固氮红细菌(Rhodobacter azotoformans)、枯草芽孢杆菌枯草亚种(Bacillussubtilis subsp.subtilis),温度：26℃～37℃，pH=7.4～8.9，污泥停留时间为8d，降 解有机物能力强，降低废水的COD，提高出水质量;
所述每组悬挂式固定床设置四组束复合纤维丝生物载体;
所述复合纤维丝生物载体分为：
外夹层：活性碳纤维和丙纶混合的网布，在网布上编织玻璃纤维丝环状 圈;
内芯：混合纤维丝辫带，麻丝与聚酯纤维丝编织成辫带;
由于进水在工艺前段停留时间过长，增加缺氧池与厌氧池对有机碳源的过 度消耗，造成好氧池碳源不足，因此在混合纤维丝中添加麻丝，为好氧池增加 碳源。在外层毛圈的原料上，将玻璃纤维丝编制环状圈，增加材料的韧性，增 加环状圈对水中气泡的切割力度。在外层网布中添加活性碳纤维，利用活性碳 纤维增加外层网微生物的附着。
所述复合纤维丝生物载体规格为：
(1)复合填料束尺寸：Φ17×188cm。根据反应池深度设计填料尺寸，一 般池深4m，复合填料设置为188cm,放置于反应池中部，因此要小于池水深度。
(2)环状圈长度：5.2cm，即向外扩展2.8cm。环状圈直径为3cm可以有力 的切割水中气泡。
(3)外层网尺寸：Φ4×188cm，保持一定外层网厚度，为好氧菌提供生存 场所，提高填料的透气效果。
(4)内部复合纤维束辫料尺寸：Φ13×178cm，复合纤维束辫料直径设置 为13cm，为厌氧菌及兼性厌氧菌提供缺氧、厌氧场所生存。
(5)外层网布网孔大小：1.8mm，网布孔径设置为1.8mm，增加环状圈分布 密度，加强切割气泡效果，同时能够吸附气泡，环状圈也是微生物的附着场 所，因此可以增加生物膜中的生物量。
(2)人工湿地污水处理：
人工湿地污水进入水解酸化池停留1.2～1.7小时，然后进入厌氧池停留 54～65min、然后进入预缺氧池停留30～45min、然后进入缺氧池停留5～ 25min、然后进入好氧池停留35～50min;缺氧池和厌氧池内的搅拌装置一直处 于搅拌状态;
(3)处理后的人工湿地污水排放;
处理后的人工湿地污水经排放口排出。
采用上述的工艺制备的填料挂膜处理系统，其水解酸化池接通人工湿地污 水的排水口。
微生物的种类和反应器内水力停留时间对于厌氧COD的去除降解具有很明 显的影响。较高的流速可以增加反应器内的扰动，从而使污泥与废水中的有机 物的接触更为充分，有利于提高去除率。但高流速的出水流经常携带厌氧膜， 减少了反应器内生物膜量。较低的流速可以增加污水与生物膜的接触时间，使 微生物能够充分地吸收、降解污水中的营养物质，提高处理效率;但是过低的 流速也会导致部分微生物无法得到充足的营养物，若长期得不到充足营养，必 将引起微生物内源呼吸从而生物膜脱落。因此，为了获得较好的处理效果，选 取适当水力停留时间是至关重要的。本发明从装置，到微生物，到处理时的工 艺进行了全面的优化，从而得到一种处理废水非常优异的工艺，其可以有效去 除水中氮磷元素，并非常显著的降低COD。
本发明的有益之处在于：
1、人工湿地污水中含有很高的氮磷元素，本发明的工艺和系统适合于人工 湿地污水，可有效去除人工湿地污水中氮磷元素，并且显著降低COD。
2、本发明的工艺操作简单，可以大范围实施。