专利名称：生物接触氧化池中填料的挂膜方法
技术领域：
本发明涉及废水的生物处理，尤其涉及到生物膜法处理废水，具体是一种生物接触氧化池中填料的挂膜方法。
背景技术：
生物膜法处理废水的关键是氧化池中载体上微生物的生长状况，即载体上生物膜的固着程度和微生物活性，这主要取决于载体材料的性质和生物与载体的结合方式(即生物挂膜)。目前人们大都注重对生物载体的类型和构造进行研究，并已有大量的文献报道和专利报道，而对于生物挂膜方法研究的文献报道主要有“闷曝法”、“循环挂膜法”、“快速排泥挂膜法”、“自然挂膜法”四种，但各自都有一定的缺陷。俞汉青在1992年第8卷第3期在《中国给水排水》杂志中发表的《生物膜反应器挂膜方法的试验研究》(对比文献1)中提出了快速排泥挂膜法，并证明比循环挂膜法更加优越。员军峰在2003年第21卷第2期的《环境工程》杂志中发表论文《曝气生物过滤反应器的新型挂膜方法》(对比文献2)中指出采用循环挂膜法所形成的生物膜的固着度不太好，在冲击负荷大，特别是反冲洗时，极易脱落，从而导致恢复周期长，甚至要重新挂膜。王冠平在2003年第19期在《中国给水排水》杂志中发表的《预处理生物滤池挂膜的影响因素》(对比文献3)中认为人工接种挂膜方式挂膜时间短，菌种易衰退，反应器稳定性差。自然挂膜法是利用自然富集培养生物膜，用时较长，一般需要1～2个月的时间。相关的专利报道很少，马鲁铭等人发明的《一种改善悬浮填料生物膜挂膜性能的方法》专利(公开号CN1600709)(对比文献4)，公开了一种在传统的生物悬浮填料工艺中增加将催化铁内电解方法作为生物悬浮填料工艺的预处理段，根据工业废水的氧化还原电位与pH值高低采用不同的曝气方式的生物挂膜方法。该专利主要针对悬浮填料和工业废水进行生物处理，增加内电解工段。
从对比文献1、2、3可以看出，目前报道的生物挂膜方法存在用时长、操作复杂、耐冲击负荷低等缺点，使得载体上微生物的生长状况不佳，从而导致生物膜法处理废水效果不太理想。而对比文献4挂膜后废水处理效果较好，但是需要增加内电解装置，操作复杂。因此，研究一种简单快速的生物挂膜方法很有意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物挂膜用时短、微生物的生长固着度好、耐冲击负荷的生物接触氧化池中填料的挂膜方法。
本发明基本内容为首先驯化活性污泥，然后向驯化好的活性污泥和所要处理的废水混合液中添加营养液，注入装有填料的氧化池内进行曝气、循环培养，使微生物在载体上附着，之后静置沉降一段时间，再全部排掉氧化池内的泥水混合液，开始连续的出低浓度到高浓度进废水培养，直到形成稳定的耐冲击的生物膜。
本发明提供的生物接触氧化池中填料的挂膜方法，依次包括如下步骤(1)取要处理废水的活性污泥在室温下曝气培养驯化1～2天，控制SV30为25％～35％，污泥质量浓度约为5000mg/L-9000mg/L；(2)将培养驯化好的污泥与要处理的废水按体积比1∶2-4混合，并加入泥水混合物体积2～4％的营养液，将营养液与泥水混合物混匀后部分注入氧化池中完全浸没填料，剩余的倒入循环池；室温下控制氧化池中溶解氧浓度为1～2mg/L曝气6～8小时，使污泥与填料充分接触起到接种微生物的作用；(3)待曝气过程结束后，将循环池内的混合液连续泵入氧化池，同时氧化池溢流出水流入循环池，如此循环20-26小时；(4)静置沉降1-2小时，然后将氧化池内泥水混合物全部排掉，这时载体上已有少量的固着态微生物；(5)开始向氧化池内连续以正常运行时50％～70％的水力负荷和正常处理时50％～60％的有机负荷进水，然后逐渐加大水力负荷和有机负荷，并增大曝气量，直到氧化池内载体上形成稳定的生物膜。
所述步骤(1)中控制条件优选SV30为30％，污泥质量浓度为6000mg/L-7000mg/L。
所述的填料可以是适用于生物接触氧化池的各种填料，如固定式填料、悬挂式填料、分散式填料、悬浮式填料或软性、半软型、复合填料等，试验优选悬浮型半软型球形塑料填料。
所述的营养物采用常规废水处理中添加的营养物，C源可采用葡萄糖或/和淀粉、N源可采用尿素、P源可采用磷酸盐，投加后使废水中C∶N∶P＝100∶5∶1。
本发明挂膜方法的优点和有益效果(1)挂膜前的污泥驯化。保证挂膜时氧化池内存在足量的微生物，且适应在目标废水的环境下生长，这样菌液中的微生物可以在固相填料间更充分的附着。
(2)加入营养物质。保持氧化池中充足的营养机制，可使微生物能够高速繁殖，同时也进一步增加了载体上微生物的附着量。
(3)泥水混合物加入氧化池后首先进行曝气。通过空气的搅拌作用可加快污泥中的微生物与填料的接触面积，并增加微生物的附着速度。
(4)曝气结束后进行循环，可使微生物和填料最大程度的再接触，从而增大填料上的微生物量。
(5)曝气、循环过程完成后，将氧化池悬浮微生物全部排出。因为悬浮态微生物与固着态微生物是一对此消彼长的共存体，他们在氧化池中争夺营养物质来满足自身生长。因此，在挂膜期间，尽量减少氧化池中悬浮态微生物的数量，那么固着态微生物就会快速繁殖，就能达到最佳的挂膜效果。
(6)循环过程结束后，从低有机负荷和水力负荷开始向氧化池内进水，以便给微生物生长一定的缓冲期，然后逐渐提高水力负荷和有机负荷。否则过高的进水浓度会使生物膜很快积累在填料表面，不利于微生物吸附和在填料表面形成均匀的生物膜。另外，采用逐渐加大曝气强度的方式，就是使附着在载体上的固着态为生物能够适应较强的冲击负荷，所以形成的生物膜比较耐冲击负荷。
图1为挂膜过程曝气阶段氧化池运行方式示意2为挂膜过程曝气阶段结束后循环阶段氧化池运行方式示意3为挂膜过程循环阶段结束后进水阶段氧化池运行方式示意图具体实施方式
实施例1试验采用容积为13升的生物接触氧化池处理生活废水，填料采用悬浮型的半软型球形塑料填料，试验环境温度为26℃，废水pH＝6.8，污泥取自某生活污水厂二沉池中的回流污泥，驯化结束后SV30＝30％，质量密度为7000mg/L。
将培养好的污泥与生活废水按体积比1∶3混合，并按照C∶N∶P＝100∶5∶1的比例加入营养物300ml(营养液配方见下表1)，然后将混合液注入氧化池中完全浸没填料，剩余的倒入循环池，室温下控制氧化池中DO＝1.0mg/L，按图1所示曝气6小时。然后将氧化池连接循环池，曝气量保持不变，按图2所示循环运行24小时后，将氧化池内混合液全部排放掉，开始按图3所示步骤，首先以流速为1L/h连续进入生活废水，进水COD浓度约为280mg/L，NH3-N浓度约为22mg/L，二天后逐渐增大进水量流速为2L/h，COD浓度为580mg/L，NH3-N浓度为40mg/L，并相应增加曝气量和进水。
开始处理废水三天后，废水的COD去除率达到了80％，NH3-N去除率≥70％，镜检微生物生长良好。填料外观逐渐呈现由泥黄色--黄褐色--深黄褐色的变化，所有指标证明该法得到的生物膜稳定，具有较好的废水处理能力。
表1营养液配比
实施例2采用某焦化厂厌氧池的工业废水做试验用水，试验操作条件和步骤同实施例1。
进水四天后，废水COD去除率≥60％，NH3-N去除率≥50％，镜检微生物生长良好。一周后发现填料边缘有丝状菌生长，并由较多的原生动物和后生动物如草履虫、轮虫、线虫、钟虫等。而靠近填料中心的生物膜经显微镜观察发现有较多的球菌、杆菌、菌胶团和大量的钟虫。所有指标证明该法得到的生物膜稳定，具有较好的废水处理能力。
实施例3试验采用容积为24升的生物接触氧化池处理生活废水，试验操作条件和步骤同实施例1。
进水三天后挂膜成功，废水的COD去除率达到了80％，NH3-N去除率≥70％，对滤料表面的生物相进行镜检，发现其上的粘状污泥主要为钟虫、轮虫、草履虫、等枝虫等原生或后生动物，说明滤料上的生物膜成长已较完善。并且在试验后期增大进水量(HRT从初始的12h减小到4h)，加大水流对填料上生物膜的冲刷程度。试验表明，废水对COD、NH3-N的去除率没有太大变化，生物膜上微生物生长牢固，生物膜量稳定。
权利要求
1.一种生物接触氧化池中填料的挂膜方法，其特征在于依次包括如下步骤(1)取要处理废水的活性污泥在室温下曝气培养驯化1～2天，控制SV30为25％～35％，污泥质量浓度为5000mg/L-9000mg/L；(2)将培养驯化好的污泥与要处理的废水按体积比1∶2-4混合，并加入泥水混合物体积2～4％的营养液，将营养液与泥水混合物混匀后部分注入氧化池中完全浸没填料，剩余的倒入循环池；室温下控制氧化池中溶解氧浓度为1～2mg/L曝气6～8小时；(3)待曝气过程结束后，将循环池内的混合液泵入氧化池，同时氧化池出水流入循环池，如此循环20-26小时；(4)静置沉降1-2小时，然后将氧化池内泥水混合物全部排掉；(5)开始向氧化池内连续以正常运行时50％～70％的水力负荷和正常处理时50％～60％的有机负荷进水，然后逐渐加大水力负荷和有机负荷，并增大曝气量，直到氧化池内载体上形成生物膜。
2.如权利要求1所述的挂膜方法，其特征在于，所述步骤(1)中控制SV30为30％，污泥质量浓度为6000mg/L-7000mg/L。
全文摘要
本发明提供一种生物接触氧化池中填料的挂膜方法，以解决目前生物膜法处理废水中生物挂膜时间长，生物膜分布不均、固着度差等技术问题。本发明的基本内容是首先驯化活性污泥，然后向驯化好的活性污泥和所要处理的废水混合液中添加营养液，混匀后注入装有填料的氧化池内进行曝气、循环培养，使微生物在载体上附着，之后静置沉降一段时间，再全部排掉氧化池内的泥水混合液，开始连续的由低浓度到高浓度进废水培养，直到形成稳定的耐冲击的生物膜。其特点是加强微生物在填料上的附着能力，缩短生物膜形成的时间，使成熟的生物膜耐冲击负荷。
文档编号C02F3/10GK101041507SQ20071006158
公开日2007年9月26日 申请日期2007年3月9日 优先权日2007年3月9日
发明者程芳琴, 李睿, 杨凤玲, 张子兴 申请人:山西大学