一种基于生物膜反应器的微污染地表水处理方法_2

文档序号:9401295阅读:来源:国知局
etalliredigens QYMF、Clostridiumphytofermentans ISDg、Pedobacterheparinus DSM 2366、Acinetobacter brisouiiCIP110357、Geobacter sp.M2U Nitrosococcus oceani ATCC 19707、Desulfitobacteriumhafniense DCB-2 七种。
[0021 ] 对微污染地表水进行脱氮处理,工艺条件如下:控制微污染地表水碳氮比为18?20,反应器内水力停留时间为14?16h。
[0022]对微污染地表水进行除磷处理,工艺条件如下:调节微污染地表水C:N:P为100:5:1ο
[0023]对微污染地表水去除有机物处理,工艺条件如下:反应器内水力停留时间为6?16h,优选为14?16h。
[0024]生物膜反应器的基本原理是:微生物附着载体上生长繁殖而形成生物膜,空气中的氧和受污染水中的有机污染物被生物膜吸附、扩散,然后生物膜中微生物的酶对所吸附的污染物进行分解从而使污废水得以净化。
[0025]本反应器中,世代时间较长的硝化菌在反应器前段具有良好的生长条件,在好氧条件下进行硝化反应从而消耗水体中的碳源和溶解氧,使反应器后半段形成缺氧区,于是为反硝化反应提供环境,这样,使反应器内硝化、反硝化反应同时进行,有利于高效、快速地以去除城市地表水中富含的氨氮、总氮、总磷及有机物。
[0026]本发明所采用的反应器经隔离板分成上、下两部分,上部为溶氧区,下部为生物降解区。下部的生物降解区内置数块竖向导流板,将反应器分隔成串联的几个反应室,每个反应室都是一个相对独立的生物膜反应系统。在水栗的驱动下,废水在反应器内折流循环,当废水流经上部时,由于废水溶液在不停的流动,所以空气中的氧就不断地溶解到了水中,废水因扰动进行溶氧后在流经下部的由多孔陶瓷板组成的折流通道时与生物膜接触从而实现生物降解,生物降解区的溶解氧(DO)浓度沿着流动方向逐渐降低,在同一反应器内形成好氧区和缺氧区。经实验监测,反应器的上部DO浓度较高,为3.0?4.0mg/L,下部沿着流动方向,DO浓度从3.0 — 0.lmg/L逐步降低。待处理水经进水栗由位于箱体下部的进水口进入反应器箱体,在循环水栗驱动下,反应器内水依序经过好氧区和厌氧区循环流动。好氧区内DO浓度为2.0?3.0mg/L,受污染地表水在好氧区进行硝化反应,逐渐消耗完溶解氧后流入厌氧区,在厌氧区内沿折流板上下流动,并且同时进行反硝化反应。这样,实现同一个反应器中同时硝化、反硝化反应和消耗碳源,从而有效去除氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮以及有机物。
[0027]与现有技术相比,本发明所用的反应器是一种新型的陶瓷载体水栗驱动折流式内循环生物膜反应器,属于新型生物膜法,并用来处理城市微污染地表水,而非传统的工业废水;验证了该反应器具有同步硝化反硝化的作用;以一种新颖的生物处理技术实现水体中氮、磷元素和难降解有机污染物的同步去除和降解,能使地表水水质提高一个等级。
[0028]与传统生物脱氮工艺相比,本发明具有如下优势:
[0029]①将硝化、反硝化反应控制在同一个反应器内,可省去一个反应池,减小反应器容积,和占地面积,缩短反应时间;
[0030]②硝化过程中消耗的碱度与反硝化过程中产生的碱度相抵消,能有效保持反应器中的pH稳定;
[0031]③具有结构简单,投资少,耐负荷冲击能力强等优点;
[0032]④该反应器操作灵活,可根据进水水质浓度、流量等的变化来选择不同的运行周期,使反应器在最佳工况下运行;
[0033]⑤陶瓷材料的导流板能很好地为微生物提供附着载体,并且能增加受污染水与微生物的接触时间,有利于提高处理效果。
【附图说明】
[0034]图1为实施例1中生物膜反应器的结构示意图;
[0035]图2为实施例4中生物膜反应器的结构示意图。
[0036]图中标号:1为反应器壳体,11为进水口,12为出水口,2为隔离板,3为导流板,4为溶氧区,5为生物降解区,6为循环栗,7为循环管。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0038]实施例1
[0039]—种陶瓷载体水栗驱动折流式内循环生物膜反应器,如图1所示,包括反应器壳体1,反应器壳体I 一端设置进水口 11与出水口 12,反应器壳体I内部设置有隔离板2,隔离板2将反应器内部分成上方的溶氧区4与下方的生物降解区5,且溶氧区4与生物降解区5 —端直接相通,另一端通过循环栗6与循环管7相连通,使待处理的废水循环不断地流经溶氧区4和生物降解区5,生物降解区5内竖向间隔设置9块导流板3,导流板3依次高低交错排列,形成可以使溶液在反应器内上下折流的通道,导流板3作为生物膜的载体。其中,导流板3 —侧表面为光滑表面,另一侧表面有条形纹路。
[0040]本实施例中,反应器壳体采用有机玻璃制成,外形尺寸为:长230mmX宽120mmX高160mm,壁厚12mm,有效容积为2075mL。内置9块导流板,依次高低交错排列,形成可以使溶液在反应器内上下折流的通道,每块导流板尺寸为:长100mm,宽100mm,厚9mm,左表面为光滑表面,右表面有条形纹路,导流板材料为以轻质粘土、硅藻土和蛭石等陶瓷原料,按一定比例配方,研制成的一种轻质陶瓷,作为生物膜的载体,易于微生物的附着、生长、繁殖。隔离板为磨砂无机玻璃,长203mm,宽96mm,厚5mm,将反应器分成上、下两部分,上方为溶氧区,下方为生物降解区,并且能在蠕动栗的驱动下,使待处理的废水循环不断地流经溶氧区和生物降解区,在整个反应器内循环流动。
[0041]进水栗和循环栗均采用保定兰格恒流栗有限公司生产的型号为BT100-1J的蠕动栗,转速 I ?10rpm,外形尺寸 21 2mm X 11 2mm X 142mm,重量 2.8kg。
[0042]使用本实施例的生物膜反应器对微污染地表水进行脱氮处理:
[0043]反应器按连续流运行时,取黄浦江支流一一上海市龙华港漕河泾河道桂林公园段的水源作为原水。
[0044]反应器按间歇式运行时,采用实验室配水作为原水。
[0045]配水所用试剂:自来水、葡萄糖、氯化铵(或硝酸钠)、磷酸二氢钾。
[0046]葡萄糖:C2H1206.H20,分子量198.17,白色结晶粉末,无臭,味甜,易溶于水。
[0047]氯化铵:NH4C1,分子量53.49,白色似盐晶体,分析纯AR。
[0048]硝酸钠:NaN03,分子量84.99,白微带黄色菱形晶体,熔点为306.8°C,密度为
[0049]2.257g/cm3 (20°C时),味苦咸,易溶于水和液氨,微溶于甘油和乙醇中,易潮解。
[0050]磷酸二氢钾:KH2P04,分子量136.09,白色结晶,分析纯AR。
[0051]葡萄糖作为碳源,模拟COD ;氯化铵(或硝酸钠)作为N素,模拟氨氮NH4+-N(或NO3-N);磷酸二氢钾模拟总磷。
[0052]当按连续流运行处理天然河道水时,反应器对氨氮、亚硝酸盐氮、硝态氮、总氮均有稳定的去除效果。其中,对氨氮的去除效果最明显,反应器出水氨氮浓度始终明显低于反应器进水氨氮浓度,尽管原水氨氮浓度,远
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