申请日2009.11.04
公开(公告)日2010.04.28
IPC分类号C02F3/12
摘要
本发明是关于对水处理生物接触反应器的改进，其特征是载附生物膜填料，由相邻边间距8-50厘米的悬挂填料，与投放量为池容5～15V/V%的悬浮填料混合组成，水流口有防止悬浮填料流失筛网。两种填料性能得到优势互补，在保证处理效果基础上，还能节省填料投资，有效避免应用单种填料的缺陷。
权利要求书
1.水处理生物接触反应器，包括反应池体，内置载附生物膜填料及曝气系统，其特征在于载附生物膜填料，由相邻边间距8-50厘米的悬挂填料，与投放量为池容5～15V/V%的悬浮填料混合组成，水流口有防止悬浮填料流失筛网。
2.根据权利要求1所述水处理生物接触反应器，其特征在于悬挂填料相邻边间距20-40厘米。
3.根据权利要求1所述水处理生物接触反应器，其特征在于悬浮填料为中空短管悬浮填料。
4.根据权利要求1、2或3所述水处理生物接触反应器，其特征在于曝气系统为穿孔管曝气装置。
说明书
水处理生物接触反应器
技术领域
本发明是关于对水处理生物接触反应器的改进，尤其涉及内置生物接触填料。
背景技术
生物接触氧化工艺，常采用填料作为生物载体。悬挂式填料，主要优点是使用成本较低，而且挂膜快，运行初期及刚挂膜成熟时处理效果明显，但同时又存在很多不足：悬挂式填料理论比表面积都很大，生物膜成熟初期，表面积大的优势能够明显体现，但挂膜后生物膜脱落困难，新生物膜不断覆盖，在填料表面越积越厚，不仅使得实际比表面积越来越小，而且造成生物膜内部厌氧以及生物膜老化，使生物膜处理效率大大降低。强化曝气冲击强行脱膜，又容易使生物膜完全脱落，需重新培养生物膜，影响此阶段的出水，并且过大的曝气冲力，加大了填料在水中的摆动，悬挂中心绳的瞬时应力增加数倍，也容易发生断裂;此外，填料上过量老化的生物膜，使得中心悬挂绳负担加重，加速了中心绳的老化断裂。再就是，填料悬挂空气和水流向以单向流为主，气水混合均匀性不佳，影响传质效率，并且特殊结构使得生物膜面重叠交错，单一流向，水中有机物和氧气很难透过层层阻碍及时供给生物膜每个面上，造成生物膜面微生物活性不均匀，也会导致处理能力下降。并且软性纤维丝悬挂填料，还存在挂膜后易结团，运行时实际比表面积大大降低。
由于上述原因，一般悬挂式填料使用1～2年需更换，而水处理 池工作环境十分恶劣，更换难度相当大，甚至超过新建池挂设。
悬浮式填料，优点投放使用方便，有效比表面积大，生物膜老化后能自行脱落更换，使用中不会造成比表面积明显降低，具有处理效率高，使用寿命长;但缺点是使用成本相对于悬挂式填料偏高，初期投入大，通常投加量为池容的30-70V/V%，成本是悬挂式填料的4-8倍(表3)。
为此人们对生物接触氧化工艺填料进行各种改进，中国专利CN2147234公开的混合式立体填料，在中心件上同时相间设置弹性纤维和软性纤维。中国专利CN2232037公开的弹性半软混合立体填料，上部为半软填料片，下部为弹性或者软性的纤维填料。但上述缺陷仍未能得到克服。
由上可知，人们对生物接触反应器生物接触填料的改进，主要集中在同种类填料的混合，如弹性悬挂填料与软性或半软性悬挂填料混合，从未未见异种填料(例如悬挂填料与悬浮填料)的混合搭配使用。虽然上述两类水处理填料存在多年，也充分了解其各自的优缺点，但在实际使用中均为各自单独使用，未有人将其搭配混合使用。
发明内容
本发明目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种能同时发挥悬挂填料与悬浮填料各自优势，克服各自缺点，实现性能互补的水处理生物接触反应器。
本发明目的实现，主要改进是在同池混合有悬挂填料和悬浮填料，即将悬挂填料拉开间距留出足够间隙，同时投放池容体积5～15V/V%的悬浮填料，构成悬挂填料与悬浮填料混合，以悬挂填料为主，悬浮填料为辅的生物接触反应器，悬浮填料在曝气动力下翻滚，帮助悬挂填料完成老化生物膜的脱膜，克服了现有技术的不足，实现本发明目的。具体说，本发明水处理生物接触反应器，包括反应池体，内置载附生物膜填料及曝气系统，其特征在于载附生物膜填料，由相邻边间距8-50厘米的悬挂填料，与投放量为池容5～15V/V%的悬浮填料混合组成，水流口有防止悬浮填料流失筛网。
申请人试验得到，当悬浮填料填充率低于池容的5V/V%时，对悬挂式填料的帮助脱膜作用不明显，整体增效不明显，当悬浮填料填充率大于池容的15V/V%，容易导致悬浮填料流化困难，因而对悬挂填料帮助脱模效果也不理想。当然适当少量偏差是可以的，专利给出的并非是范围精确端值，而是试验恰当区间范围。
如果，相邻悬挂式填料的边间距小于8厘米，则也会影响悬浮填料有效流化;如果边间距大于50厘米，则会因悬挂填料过少，而需加大悬浮填料加量，造成成本增加，或者造成填料总表面积的下降。其中边间距更好为20-40厘米。
悬挂填料与悬浮填料的配比，根据处理污水有机负荷确定，有机负荷低，悬浮填料加比例可小，有机负荷高，悬浮填料投加比例宜大。
悬浮填料，一种较好采用中空短管结构悬浮填料，例如申请人在先申请专利200720036902.6所述悬浮填料。
曝气系统，为减少检修频率，一种较好采用穿孔管曝气方式，粗孔曝气器，可以有效防止堵塞和检修，并由于有悬浮填料的翻滚切割，对气泡进行二次或多次切割，可以弥补粗孔曝气效率低下的不足。
反应器，根据实际工程，可以是例如钢制成型体，也可以是构筑物。
本发明水处理生物接触反应器，相对于现有技术，由于采用以悬挂填料为主，并搭配部分悬浮填料(特别是短管结构的悬浮填料)组成的混合填料，使两种填料性能得到优势互补，可有效避免应用单种填料的缺陷。悬浮填料的翻滚不规则运动，增加了对气泡的撞击和切割，延缓了水中气泡上升速度，不仅提高了氧的利用率，同等条件下氧利用率可提高10%左右，而且提高了气水混合率，以及水、气、膜三相接触频率，提高了氧的利用率和处理效果;同时对悬挂填料表面轻微碰撞和摩擦，使得悬挂填料老化的生物膜得到冲击脱落，不再发生老化生物膜堆积的问题，保持了系统生物膜面积，不再会随生物膜的增厚而不断缩小，并使得悬挂填料上的生物膜得到不断更新，与悬浮填料一样具有了自动脱膜的功能，提高了悬挂填料生物膜的活性，也有利于延长悬挂式填料的使用寿命，使用寿命可延长到5～8年以上。并且悬挂与悬浮填料混合，在保证处理效果基础上，还能节省填料投资。
以下结合一个示例性实施例，示例性说明及帮助进一步理解本发明，但实施例具体细节仅是为了说明本发明，并不代表本发明构思下全部技术方案，因此不应理解为对本发明总的技术方案的限定，一些在技术人员看来，不偏离本发明构思的非实质性增加和/或改动，例如以具有相同或相似技术效果的技术特征简单改变或替换，均属本发明保护范围。