申请日2018.08.09
公开(公告)日2018.11.27
IPC分类号C02F3/12
摘要
本发明公开了一种用于提高水处理反应器中填料挂膜效率的方法，该方法采用如下实施步骤：在反应器内接种活性污泥，反应器采用序批式运行，水力停留时间为4h，每个循环组包括：进水5min，曝气108～111min，静置沉降2～5min，出水2min;其中，进水的有机负荷为6～12g/(L·d)，空气流速为1.6～2.4cm/s;在反应器运行到第2～4天时，反应器内形成含有大量成膜微生物的好氧颗粒污泥，此时向反应器投加填料;填料进入反应器内2～5天后完成挂膜。本发明挂膜方法与其它挂膜方法相比，不需要投加高成本的特殊微生物和基质，挂膜成本低;在降低运行成本的同时还将填料的挂膜时间缩短到2～5天，大大提高了生物膜法的挂膜效率。
权利要求书
1.一种用于提高水处理反应器中填料挂膜效率的方法，其特征在于，该方法采用如下实施步骤：在反应器内接种活性污泥，反应器采用序批式运行，水力停留时间为4h，每个循环组包括：进水5min，曝气108～111min，静置沉降2～5min，出水2min;其中，进水的有机负荷为6～12g/(L·d)，空气流速为1.6～2.4cm/s;在反应器运行到第2～4天时，反应器内形成含有大量成膜微生物的好氧颗粒污泥，此时向反应器投加填料;填料进入反应器内2～5天后完成挂膜。
2.根据权利要求1所述的用于提高水处理反应器中填料挂膜效率的方法，其特征在于：所述反应器呈筒状结构，其高径比为20。
3.根据权利要求1所述的用于提高水处理反应器中填料挂膜效率的方法，其特征在于：反应器内接种的活性污泥为污水处理厂曝气池的活性污泥，污泥的浓度为3000～8000mg/L。
4.根据权利要求1所述的用于提高水处理反应器中填料挂膜效率的方法，其特征在于：每个循环的体积交换比是50～70%。
5.根据权利要求1所述的用于提高水处理反应器中填料挂膜效率的方法，其特征在于：反应器内温度为15～30℃，pH为6.5～8.5。
6.根据权利要求1所述的用于提高水处理反应器中填料挂膜效率的方法，其特征在于：反应器的进水除有机碳源外还含有如下成分：50mg/LNH4C1、10mg/LK2HPO4、30mg/LCaCl2·2H2O、25mg/LMgSO4·7H2O、20mg/LFeSO4·7H2O、0.05mg/LH3BO3、0.05mg/LZnCl2、0.03mg/LCuCl2、0.05mg/LMnSO4·H2O、0.05mg/L(NH4)6·Mo7O24·4H2O、0.05mg/LAlCl3、0.05mg/LCoCl2·6H2O和0.05mg/LNiCl2。
7.根据权利要求1所述的用于提高水处理反应器中填料挂膜效率的方法，其特征在于：反应器中填料的填充率不大于50%。
8.根据权利要求6所述的用于提高水处理反应器中填料挂膜效率的方法，其特征在于：反应器进水中的有机碳源为乙酸钠，乙酸钠的浓度为1000-2000mg/L。
说明书
一种用于提高水处理反应器中填料挂膜效率的方法
技术领域
本发明涉及一种用于提高水处理反应器中填料挂膜效率的方法，属于污水处理技术领域。
背景技术
污水生物处理技术主要分为活性污泥法和生物膜法。与活性污泥法相比，生物膜法具有很多优点，如：微生物多样性高，生物量丰富;污泥产量少;耐冲击能力强;易于管理，运行成本低等。鉴于以上诸多优点，生物膜法已经在污水处理领域得到了广泛应用。生物膜由微生物在填料表面附着生长而形成，当生物膜生长到一定厚度，氧气的传质作用受到限制，生物膜的外层处于好氧状态，而内层处于厌氧状态，生物膜微生物由外向内依次由好氧微生物，兼性微生物和厌氧微生物组成，因此生物膜系统通常具有很高的微生物多样性。当污水流经生物膜表面，污水中的污染物被生物膜表层吸附并向内层传输，不同的污染物质在传质过程中被去除。当生物膜生长到一定厚度，氧气和营养物质不能传质到内层，因此会导致内层生物膜的老化而脱落。随后，填料表面还会继续生长新的生物膜，从而使系统长期稳定运行。
生物膜技术虽然在近年得到了快速发展，但是还是受到诸多因素限制，挂膜效率低是其中一项重要的限制因素。传统的挂膜方法是采用污水处理厂曝气池活性污泥作为接种污泥，先闷曝，然后将生物膜反应器内活性污泥和废水的混合物排空，再通入待处理废水进行挂膜。采用传统的挂膜方法，其挂膜启动周期至少需要15～30天，甚至更长，而这会显著提高系统的运行成本。近年来研究人员提出了一些新的挂膜方法以提高挂膜效率。专利《一种改善悬浮填料生物膜挂膜性能的方法》(申请号200710105788.2)通过添加磁粉或强磁微粒，强化填料与微生物之间的吸附能力，从而促进挂膜。也有很多研究提出了利用投加功能微生物的方法提高挂膜效率。虽然这些方法都可以在一定程度上提高挂膜效率，但是受限于成本、安全和操作复杂度等因素而在实际当中较难得到大规模推广。因此，对于生物膜污水处理工艺来说，研究一种快速、简易的高效率挂膜方法具有重要意义。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种用于提高水处理反应器中填料挂膜效率的方法，该方法通过优化驯化条件，能够得到具有很强附着能力的微生物种群，同时通过协同其它能够促进微生物膜快速生长的条件，大大提高了反应器中填料挂膜的效率。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术手段为：
一种用于提高水处理反应器中填料挂膜效率的方法，该方法采用如下实施步骤：在反应器内接种活性污泥，反应器采用序批式运行，水力停留时间为4h，每个循环组包括：进水5min，曝气108～111min，静置沉降2～5min，出水2min;其中，进水的有机负荷为6～12g/(L·d)，空气流速为1.6～2.4cm/s;在反应器运行到第2～4天时，反应器内形成含有大量成膜微生物的好氧颗粒污泥，此时向反应器投加填料;填料进入反应器内2～5天后完成挂膜。
其中，所述反应器为筒状结构，其高径比为20。
其中，接种的活性污泥为污水处理厂曝气池的活性污泥，污泥浓度为3000～8000mg/L。
其中，反应器进水中的有机碳源为乙酸钠，乙酸钠的浓度为1000-2000mg/L。
其中，反应器的进水除有机碳源外还含有如下浓度的组分：NH4Cl(50mg/L)、K2HPO4(10mg/L)、CaCl2·2H2O(30mg/L)、MgSO4·7H2O(25mg/L)、FeS04·7H2O(20mg/L)、H3BO3(0.05mg/L)、ZnCl2(0.05mg/L)、CuCl2(0.03mg/L)、MnSO4·H2O(0.05mg/L)、(NH4)6·Mo7O24·4H2O(0.05mg/L)、AlCl3(0.05mg/L)、CoCl2·6H2O(0.05mg/L)和NiCl2(0.05mg/L)。
本发明采用的装置是圆筒状反应器(高径比为20)，采用市政污水处理厂曝气池污泥作为接种污泥，设置较短的沉降时间(2～5min)，较高的有机负荷(6～12g/(L·d))，较大的空气流速(1.6～2.4cm/s)，水力停留时间为4h。反应器采用序批式运行，每个循环组包括：进水5min，曝气108～111min，静置2～5min，出水2min。每个循环(进水和出水)的体积交换比是50～70%。此条件下可大量富集适于以生物膜形式生长的微生物，在反应器运行到第2～4天时可发现大量微小污泥颗粒(好氧污泥颗粒)，此时向反应器内投加填料，填料在反应器中的填充率不大于50%，投加填料2～5天后即可完成挂膜。本发明的挂膜方法，不需要特殊的菌种和基质，操作简便，可实现填料的快速挂膜，从而大大缩短了生物膜法污水处理系统的挂膜和启动时间。
相比于现有技术，本发明技术方案具有的有益效果为：
本发明挂膜方法与其它挂膜方法相比，不需要投加高成本的特殊微生物和基质，挂膜成本低;本发明利用好氧污泥颗粒在填料表面实现挂膜，在降低运行成本的同时还将填料的挂膜时间缩短到2～5天，大大提高了生物膜法的挂膜效率;同时填料上形成的微生物挂膜不易脱落;本发明挂膜方法使用的装置结构简单、运行成本低、挂膜效率高。