温度、PH、毒性物质等)其较易失活，且成本较高。
[0040]生物膜主要由微生物及其胞外聚合物组成，具有多相异质性的特点，且由于待处理污水水质的不同，生物膜的理化性质亦存在明显差异。因此，在对老化生物膜进行活化时，应在考察其基本特性的基础上提出针对性的处理方案。老化生物膜由有机物和无机物组成，其中，降解污染物的主体-生物相(细菌、原生动物等)主要以有机物形式存在。对于老化生物膜的活化，应增强生物膜从填料表面的剥离、同时最大限度减轻生物膜中污染物降解相关微生物的流失或灭活，以缩短后续更新活化的时间。基于此，本实施例将老化生物膜分为有机质积累型和无机盐沉积型两大类，分别采用针对性的处理方案。借鉴固体物有机成分的判别(VS/TS)，通过对生物膜VS/TS的研究，提出“VS/TS = 0.7"为两种类型老化生物膜的分界点，以保护生物膜中有益生物相并取得实际活化效果。
[0041]本实施例根据生物膜的基本特性，设计采用针对性的组合优选方案:对于有机质积累型老化生物膜，采用生物可降解、环境友好型生物表面活性剂，通过强化对微生物胞外聚合物的增溶作用促使生物膜从填料表面剥离，最大限度减轻生物膜中污染物降解相关微生物的流失；对于无机盐沉积型老化生物膜，采用短时稀酸溶液处理，增强盐垢的化学溶解、同时减缓对近填料侧生物膜微生物的灭活。有效解决了悬浮填料老化生物膜难以自然脱落更新活化的难题，操作简便，且环境友好，具有广泛应用前景。
[0042]实施例2
[0043]本实施例的一种悬浮填料老化生物膜的异位活化方法，进行某缺氧流化床生物膜反应器悬浮填料老化膜的异位活化。悬浮填料为空心圆柱，内部为支架支撑构造，外径和高度分别为25mm和10mm，密度约为0.98g/cm3，有效比表面积约为460m2/m3。该反应器进水水质为:ρΗ7.32?7.87，化学需氧量1500?2820mg/L，氨氮10?18mg/L，总氮54?86mg/L，总磷13?24mg/L，电导率11864?16850 μ S/cm。当运行至第68天时，废水化学需氧量和氨氮的去除率降低20%以上，填料表面生物膜出现老化，需进行活化。
[0044]本实施例的具体活化过程为:
[0045]步骤一、从反应器中取出若干包含老化生物膜的悬浮填料，置于收集瓶，加入无水乙醇，使得收集瓶中乙醇浓度为52%。
[0046]步骤二、对生物膜挥发性固体含量进行测定；从步骤一中的收集瓶取出一定量的悬浮填料，用蒸馏水轻轻润洗，采用超声(25kHz，5min)剥落使生物膜从填料表面剥离，制得生物膜悬浮液，记录悬浮液体积V。上述悬浮液经事先烘干、恒重的0.45 μ m滤膜过滤(真空抽滤)，将带有生物膜的滤膜置于105°C的烘箱内，烘干至恒重(2h)，取出滤膜置于干燥器中放置0.5h，称量后减去原滤膜重量，即为剥落的生物膜干物质量Ml。总固体(TS)即为干物质量Ml与悬浮液体积V之比，转化成mg/L。将上述恒重的滤膜样品再置于550°C的马弗炉内灼烧至恒重(Ih)，取出滤膜置于干燥器中放置0.5h后称重，经灼烧后的失重即为可挥发性生物膜质量M2，M2与悬浮液体积V之比，即为挥发性固体含量(VS)，转化成mg/L。计算 VS/TS，为 0.68±0.054。
[0047]步骤三、由于挥发性固体含量(VS/TS)小于0.7，采用处理方案II，即稀盐酸浸泡和超声联用，具体为:同时以质量百分比浓度为1.5%的稀盐酸溶液浸泡和超声(35kHz)处理包含老化生物膜的悬浮填料20min，填料和浸泡液的体积比为0.5。
[0048]步骤四、采用压力为0.3MPa的水冲洗经步骤三处理后的填料，水洗去除填料表面已松动却未脱离的生物膜。经过此步骤处理后，老化生物膜脱落率达92%左右(湿重)；
[0049]步骤五、将含有少量生物膜的悬浮填料返投至反应器，完成异位活化:将悬浮填料分批次重复进行步骤三、步骤四，之后一并返投至反应器。6天后，废水化学需氧量和氨氮的去除率较活化前分别提高15%和12%，表明生物膜初步完成更新生长。
[0050]实施例3
[0051]本实施例的一种悬浮填料老化生物膜的异位活化方法，基本同实施例1，其不同之处在于:本实施例的步骤三以质量百分比浓度为0.5%的鼠李糖脂溶液浸泡和超声(35kHz)处理包含老化生物膜的悬浮填料25min，填料和浸泡液的体积比为0.4。
[0052]实施例4
[0053]本实施例的一种悬浮填料老化生物膜的异位活化方法，基本同实施例1，其不同之处在于:本实施例的步骤三以质量百分比浓度为2.5%的鼠李糖脂溶液浸泡和超声(25kHz)处理包含老化生物膜的悬浮填料lOmin，填料和浸泡液的体积比为1.0。
[0054]实施例5
[0055]本实施例的一种悬浮填料老化生物膜的异位活化方法，基本同实施例2，其不同之处在于:本实施例的步骤三同时以质量百分比浓度为0.5%的稀盐酸溶液浸泡和超声(25kHz)处理包含老化生物膜的悬浮填料30min，填料和浸泡液的体积比为0.4。
[0056]实施例6
[0057]本实施例的一种悬浮填料老化生物膜的异位活化方法，基本同实施例2，其不同之处在于:本实施例的步骤三同时以质量百分比浓度为1.0%的稀盐酸溶液浸泡和超声(30kHz)处理包含老化生物膜的悬浮填料15min，填料和浸泡液的体积比为1.0。
[0058]值得说明的是，对于本领域技术人员来说，在本发明构思及具体实施例启示下，能够从本发明公开内容及常识直接导出或联想到的一些变形，本领域普通技术人员将意识到也可采用其他方法，或现有技术中常用公知技术的替代，以及特征间的相互不同组合等等的非实质性改动，同样可以被应用，都能实现本发明描述的功能和效果，不再一一举例展开细说，均属于本发明保护范围。
【主权项】
1.一种悬浮填料老化生物膜的异位活化方法，其步骤为: 步骤一、从污废水处理反应器中取出包含老化生物膜的悬浮填料； 步骤二、对生物膜挥发性固体含量进行测定； 步骤三、根据步骤二所得挥发性固体含量数值分别选择不同的处理方案，对老化生物膜进行处理； 步骤四、水洗去除填料表面已松动却未脱离的生物膜； 步骤五、将含有少量生物膜的悬浮填料返投至反应器，完成异位活化。2.根据权利要求1所述的一种悬浮填料老化生物膜的异位活化方法，其特征在于:步骤一中将悬浮填料置于收集瓶，并加入无水乙醇，收集瓶中乙醇的质量百分比浓度为48% -52%。3.根据权利要求2所述的一种悬浮填料老化生物膜的异位活化方法，其特征在于:步骤二中生物膜挥发性固体含量测定过程如下: (1)从步骤一中的收集瓶取出悬浮填料，用蒸馏水润洗，采用机械刮落或超声剥落使生物膜从填料表面剥离，制得生物膜悬浮液，记录悬浮液体积V ; (2)将步骤(I)所得悬浮液经事先烘干、恒重的0.45 μ m滤膜过滤；并将带有生物膜的滤膜置于105°C的烘箱内，烘干至恒重； (3)将步骤(2)所得滤膜置于干燥器中干燥0.5h，称量后减去原滤膜重量，即为剥落的生物膜干物质量Ml，干物质量Ml与悬浮液体积V之比即为总固体含量TS ； (4)将步骤(2)所得滤膜置于550°C的马弗炉内灼烧至恒重，取出滤膜置于干燥器中干燥0.5h后称重，经灼烧后的失重即为可挥发性生物膜质量M2，可挥发性生物膜质量M2与悬浮液体积V之比即为挥发性固体含量VS ;挥发性固体含量VS与总固体含量TS之比即为生物膜挥发性固体含量VS/TS。4.根据权利要求3所述的一种悬浮填料老化生物膜的异位活化方法，其特征在于:步骤三中，当VS/TS彡0.7时，采用处理方案I，即以质量百分比浓度为0.5% -2.5%的鼠李糖脂或烷基糖苷溶液浸泡步骤一所得悬浮填料，同时进行超声处理10-25min ;当VS/TS〈0.7时，采用处理方案II，即以质量百分比浓度为0.5% -1.5%的稀盐酸溶液浸泡步骤一所得悬浮填料，同时进行超声处理15-30min。5.根据权利要求4所述的一种悬浮填料老化生物膜的异位活化方法，其特征在于:所述处理方案I和处理方案II中超声强度均为25-35kHz，悬浮填料和浸泡溶液的体积比均为0.4-1.006.根据权利要求5所述的一种悬浮填料老化生物膜的异位活化方法，其特征在于:步骤四采用压力为0.2-0.3MPa的水冲洗填料，去除填料表面已松动却未脱离的生物膜。
【专利摘要】本发明公开了一种悬浮填料老化生物膜的异位活化方法，属于生物膜污水处理技术领域。本发明的步骤为：一、从污废水处理反应器中取出包含老化生物膜的悬浮填料；二、生物膜挥发性固体含量测定；三、根据挥发性固体含量数值分别选择处理方案Ⅰ或处理方案Ⅱ，对老化生物膜进行处理；四、水洗去除填料表面已松动却未脱离的生物膜；五、将含有少量生物膜的悬浮填料返投至反应器，完成异位活化。本发明根据老化生物膜的基本特性，采用针对性的优选方案，有效解决悬浮填料老化生物膜难以自然脱落更新活化的难题，操作简便，且环境友好，具有广泛应用前景。
【IPC分类】C02F3/30
【公开号】CN105110470
【申请号】CN201510607465
【发明人】黄辉, 任洪强, 丁丽丽
【申请人】南京大学, 南京大学宜兴环保研究院
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月22日