申请日2013.05.22
公开(公告)日2013.07.24
IPC分类号C02F3/34
摘要
本发明是一种利用微生物的生物降解有机废水的方法，工艺如下：1)利用芦苇作为填料以及生物载体;2)生物流化床或固定床进行有机废水处理。优点：1)利用生物质芦苇作为填料，不会产生二次污染，同时芦苇本身比重接近于水，流化动力消耗少，强度大，易于挂膜启动，负载生物量较大。2)芦苇生物填料释放的有机物可作为反硝化脱氮的固体碳源，尤其是对废水中总氮的去除具有较好的效果。3)工艺简单，占地面积小，是一种高效低成本的复合工艺处理方法。4)能同时去除废水中有机物、氨氮、总磷、总氮。5)出水水质稳定，均能达到国家一级排放的标准，应用范围广。可推广到污水处理中，尤其是小型污水处理中，必将产生良好的社会、环境效益。
权利要求书
1.一种利用微生物的生物降解有机废水的方法，其特征是该方法包括如下工艺：
1)利用干燥芦苇作为填料以及生物载体，
2)生物流化床或固定床进行有机废水处理。
2.根据权利要求1所述的一种利用微生物的生物降解有机废水的方法，其特征是所述的干燥芦苇是采摘成熟期后的芦苇，芦苇为空心柱状，按规格截取成长度为1cm-3cm;放于清水中浸泡。
3.根据权利要求1所述的一种利用微生物的生物降解有机废水的方法，其特征是所述的生物流化床或固定床进行有机废水处理，包括
1)将浸泡的芦苇置于流化床或固定床反应器内做为生物填料;
2)通入pH为6-9的有机废水，给予曝气，气水的重量比例为4-20:1，连续进水方式挂膜，填料上生物负载量达9-45g/L，视挂膜成功;
3)加入的有机废水，流化床填料填充率为20-50%，固定床填料填充率100%，进行曝气生化处理，COD容积负荷为0.6-2.7kgCOD/(m3·d)，水力停留时间为1-6h;
4)若用作反硝化脱氮处理，则直接采用固定床工艺，不进行曝气，利用芦苇中的碳源进行脱氮。
说明书
一种利用微生物的生物降解有机废水的方法
技术领域
本发明涉及的是一种利用微生物的生物降解有机废水的方法。
背景技术
随着现代化工业的进程和人口急剧的膨胀，水污染问题已经成为社会焦点之一。而我国人口众多，人均水资源匮乏，尤其随着社会和经济的发展，工业废水 和生活污水的排放量越来越大，水污染问题日益突出，更是加剧了我国水资源短缺的现状。水资源短缺和水环境污染造成的水危机甚至成为影响我国社会经济发展的重要因素。生物膜法是利用附着在填料上的微生物对水体进行净化的一种工艺方法，近年来也得到迅速的发展和提高。从多年的运行实践来看, 活性污泥法虽较为成熟，但存在很多的缺点和不足，如曝气池容积大、占地面积高、基建费用高等，同时对水质、水量变化的适应性较低, 运行效果易受水质、水量变化的影响等。鉴于上述因素，这种污水处理方法逐渐被后来的生物膜法所取代。生物膜工艺是一种高效、经济的污水处理技术，在国外得到了广泛的应用，但在我国还主要停在实验室研究阶段和中试研究阶段，需要有关的工艺设计资料和运行管理的经验。
近年来，由于人类的日常活动，水体富营养化和水资源问题日益严重。许多污水必须经过脱氮除磷才能排放和回用。利用生物反硝化工艺处理氮、磷含量较高的城市污水过程中，补加碳源是保证处理效果的手段之一。对于碳含量相对不足水体，传统方法是投加甲醇等液体碳源，该技术的弊端主要在于运输不便、成本过高以及液体碳源具有一定毒性等问题。许多学者致力于研究替代传统工艺的反硝化碳源，如农作物、农业废物、污泥等，这些新型碳源在安全性和经济性等方面有一定的优势。
目前，我国关于农业废弃物作为固体反硝化碳源的研究较少。已经有相关研究针对棉花、麦秸等作为反硝化碳源进行研究。棉花、秸秆较易获得并且廉价对自然界无害，并且在反硝化脱氮实验中取得一定的效果。
发明内容
本发明目的在于提供一种利用微生物的生物降解有机废水的方法，
本发明的技术解决方案：利用微生物的生物降解有机废水的方法，包括如下工艺：
1)利用干燥芦苇作为填料以及生物载体，
2)生物流化床或固定床进行有机废水处理;
所述的干燥芦苇是采摘成熟期后的芦苇，芦苇为空心柱状，按规格截取成长度为1cm-3cm;放于清水中浸泡;
所述的生物流化床或固定床进行有机废水处理，包括
1)将浸泡的芦苇置于流化床或固定床反应器内做为生物填料;
2)通入pH为6-9的有机废水，给予适当曝气(气水重量比4:1-20:1)，连续进水方式挂膜，填料上生物负载量达9-45g/L，视挂膜成功;
3)加入的有机废水，流化床填料填充率为20-50%，固定床填料填充率100%，进行曝气生化处理，COD容积负荷为0.6-2.7kgCOD/(m3·d)，水力停留时间为1-6h;
4)如用作反硝化脱氮处理，可直接采用固定床工艺，不进行曝气，利用芦苇中的碳源进行脱氮。
本发明的优点：利用生物质芦苇作为填料，不会产生二次污染，同时芦苇本身比重接近于水，流化动力消耗少，强度大，易于挂膜启动，负载生物量较大。此外，芦苇生物填料释放的有机物可作为反硝化脱氮的固体碳源，尤其是对废水中总氮的去除具有较好的效果。能同时去除废水中有机物、氨氮、总磷、总氮，出水水质稳定，均能达到国家一级排放的标准，应用范围广。本发明工艺简单，占地面积小，是一种新型、高效的复合工艺处理方法。将该工艺推广到污水处理中，尤其是小型污水处理中，必将产生良好的社会效益和环境效益。该工艺处理后水质稳定，达到国家一级排放标准。污水连续经过流化床或固定床生物膜反应器内的空心柱状芦苇悬浮填料并逐渐在芦苇内表面形成生物膜，通过生物膜上的微生物作用，使污水得到净化。
具体实施方式
实施例1
1)将采摘的成熟期芦苇按1-3cm的规格截取。取适量的芦苇于清水中浸泡，待挂膜使用;
2)将浸泡的芦苇置于流化床或固定床反应器内做为生物填料，通入pH为6-9的生活污水，给予适当曝气，连续进水方式挂膜，填料上生物负载量达9-45g/L，视挂膜成功;
3)生物流化床或固定床进行污水处理，通入的生活废水，流化床填料填充率为20%或30%，固定床填料填充率100%，进行曝气生化处理，COD容积负荷为0.6kgCOD/(m3·d)或1.2kgCOD/(m3·d)，水力停留时间为2h或4h;
4)利用该流化床污水处理工艺处理生活污水。进水COD浓度为83.37-292.16mg/L，出水COD浓度36.50-60mg/L;进水总N浓度10.12-18.61mg/L，出水总N浓度3.03-5.86mg/L;进水NH3-N浓度为4.03-8.27mg/L，出水NH3-N浓度为0.67-2.01mg/L;进水TP浓度为0.77-1.25mg/L，出水TP浓度为0.33-0.50mg/L。
利用该固定床污水处理工艺处理生活污水。进水COD浓度为83.37-292.16mg/L，出水COD浓度40.50-55mg/L;进水总N浓度10.12-18.61mg/L，出水总N浓度4.74-6.47mg/L;进水NH3-N浓度为4.03-8.27mg/L，出水NH3-N浓度为1.09-3.15mg/L;进水TP浓度为0.77-1.25mg/L，出水TP浓度为0.47-0.60mg/L。
实施例2
1)其他条件不变，改变实施例1中3)中流化床填料填充率为30%或固定床填料填充率100%。进行曝气生化处理，COD容积负荷为1.2kgCOD/(m3·d)，水力停留时间为4h;
2)利用该流化床污水处理工艺处理生活污水。进水COD浓度为167.66-385.16mg/L，出水COD浓度42.00-60.00mg/L;进水总N浓度17.31-39.34mg/L，出水总N浓度3.65-8.01mg/L;进水NH3-N浓度为8.48-12.63mg/L，出水NH3-N浓度为1.27-3.15mg/L;进水TP浓度为0.77-1.25mg/L，出水TP浓度为0.36-0.58mg/L。
利用该流化床污水处理工艺处理城市生活污水。进水COD浓度为167.66-385.16mg/L，出水COD浓度38-60.00mg/L;进水总N浓度17.31-39.34mg/L，出水总N浓度4.05-9.471mg/L;进水NH3-N浓度为8.48-12.63mg/L，出水NH3-N浓度为1.84-4.29mg/L;进水TP浓度为0.77-1.25mg/L，出水TP浓度为0.56-0.98mg/L。
本发明依托生物膜反应器具有抗冲击负荷大，高效率，稳定性好的优点。采摘成熟期的芦苇，将其置于空气中自然干燥，按一定规格截取成1-3cm的空心柱状，做流化床或固定床生物反应器填料。能有效地去除废水中的有机物、氨氮、总磷、总氮，解决了传统填料易产生二次污染、价格昂贵等瓶颈问题。此外，芦苇填料的比表面积大、比重接近于水。在生物流化床的应用时，具有能耗小，较易流化的优点。芦苇填料表面附着的生物量大，与污水中有机物接触更充分，去除效果更佳。
同时，由于芦苇是天然纤维素材料，含有丰富的碳原子，符合微生物对碳源的要求，在充当碳源的同时可以作为反硝化细菌的生长载体。为反硝化菌的生长繁殖创造了有利条件，能有效的解决水中NO3--N污染问题，对废水中总N的去除具有较好的效果。
采用流化床或固定床生物膜反应器好氧生物处理，可以减少兴建污水处理厂的占地、土建费用，本工艺简便，净化水质优。该工艺依靠芦苇载体填充在床内，使之表面覆盖生物膜。本发明工艺能同时去除废水中有机物、氨氮、总磷、总氮，出水水质稳定，均能达到国家一级排放的标准。此外，芦苇生物质填料作为反硝化脱氮反应的碳源，其释放一定的含碳原子物质，尤其是对废水中总氮的去除有一定的效果。