一种原水生物预处理方法
【专利摘要】本发明提供了一种原水生物预处理方法。本发明利用适应于原水寡营养环境的微生物，在不同反应格室的不同载体上形成生物膜，以各种自养和异养微生物为作用主体，利用其新陈代谢作用去除原水中的氮素和有机物，并通过DO、回流、载体筛选与控制措施在不同生境条件下处理原水。本发明的优点在于克服常规原水生物预处理工艺单一曝气的好氧生境，便于不同功能微生物的富集，实现生境多样化；减少高曝气条件运行下的能耗，降低原水处理的运行成本；通过DO调控、载体筛选与填充率的控制、回流优化等方式极大的增加了工艺运行的灵活性，有利于运行性能的优化。该工艺操作简单，运行方便，能够在现有原水生物预处理曝气池中进行改造，节约基建成本。
【专利说明】一种原水生物预处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种原水生物预处理工艺，属于原水生物预处理【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着经济的发展，我国大部分地表水已经受到了严重的污染，原水中有机物和氨氮水平日益升高。如不加以处理或处理不当，会导致自来水厂出水营养基质水平过高，不但会增加消毒副产物，也会促进输水管网中的微生物生长，污染自来水，对饮用自来水的人和动物健康造成威胁。
[0003]对原水的处理，现已有多种方法。常规的原水处理工艺为混凝-沉淀-过滤-消毒联合工艺。此工艺能够有效去除原水中的浊度和部分有机物，但对氨氮及有机物的去除性能较差。而其它物理或化学的处理工艺，要么对氨氮和有机物的处理效率不高或者是操作比较比较繁琐，如沸石吸附工艺，要么成本较高或引入二次污染，如电吸附处理、高锰酸钾氧化或臭氧氧化。
[0004]原水生物预处理工艺是利用微生物的生长代谢作用进行原水处理的工艺。因其运行成本低、处理性能高、无二次污染的优点而被引入原水处理工艺中。常见的原水生物预处理工艺有生物滤池、生物转盘和生物接触氧化法。生物滤池净化能力较强，处理性能较高，但水力停留时间较长，且容易造成反应器的堵塞。生物转盘的反应时间较长、建设成本较高、构筑物所占的面积较大。目前我国原水生物预处理最为广泛使用的是生物接触氧化法，但其主要采用高强度曝气工艺，虽有利于氨氮的转化，但不利于总氮的去除，且运行能耗较尚O
【发明内容】
[0005]鉴于此，本发明提供一种基于多生境多种微生物协同作用的曝氧经济型原水生物预处理方法，其涉及对原水氮素及有机物处理性能较高的微生物、生物膜和运行参数的设计和调控。本发明能有效去除水体中的氮素和有机物，与其它运行方法相比具有运行性能高、运行能耗小、运行费用低的优点。
[0006]本发明的目的在于提供一种原水生物预处理方法。
[0007]一种原水生物预处理方法，它利用适应于原水寡营养环境的微生物，在不同反应格室的不同载体上形成生物膜，以各种自养和异养微生物为作用主体，利用其新陈代谢作用去除原水中的氮素和有机物，并通过DO、回流、载体筛选与控制措施在不同生境条件下处理原水。
[0008]所述的不同反应格室为3~7个串联的反应池，反应格室包括高曝气格室、微曝气格室和非曝气格室，格室之间通过输水管/输水通道/分割网道相通，进水依次从前段格室流入后段格室。
[0009]所述的不同反应格室串联布局为1~3个前置非曝气反应池、0~2个微曝气池、1~2个高曝气池、和1~2个后置非曝气池，后置非曝气池设置回流至前置非曝气反应池，回流比0.1?0.6ο
[0010]所述的微曝气反应格室DO浓度为l~4mg/L，高曝气反应格室DO浓度为5~9mg/L，前置非曝气反应格室DO浓度小于0.7mg/L，后置非曝气格室DO浓度大于4mg/L。
[0011]所述的载体包括弹性填料载体和悬浮球填料，在曝气格室悬挂或堆积填充悬浮球填料或弹性填料，在非曝气格室悬挂弹性填料。
[0012]所述的方法每3~6星期排泥一次，以水流和曝气相结合的方式冲洗填料，冲洗周期为3~12个月。
[0013]所述的方法为原水生物预处理方法，与水厂传统处理方法联用，采用开放式自然挂膜方法，2~3星期启动成功，可根据运行负荷调节D0、回流比、载体填充方式和填充率。
[0014]本发明的有益效果:克服常规原水生物预处理工艺单一曝气的好氧生境，便于不同功能微生物的富集，实现生境多样化；减少高曝气条件运行下的能耗，降低原水处理的运行成本；通过DO调控、载体筛选与填充率的控制、回流优化等方式极大的增加了工艺运行的灵活性，有利于运行性能的优化。该工艺操作简单，运行方便，能够在现有原水生物预处理曝气池中进行改造，节约基建成本。
【具体实施方式】
[0015]下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此:
实施例1:
采用总有效容积3.6 m3(规格为4.8mX 0.75mX Im)的反应装置，平均分成6个反应格室(1~6)。其中，反应格室I为前置非曝气格室，反应格室2为微曝气格室，反应格室3~4为高曝气格室，5-6为后置非曝气格室。反应器格室I和5~6悬挂弹性填料，填充体积20%，格室I为DO浓度为0.40-0.65mg/L，格室5~6D0浓度约为5mg/L ;反应格室2 DO浓度为3~4mg/L，反应格室3~4D0浓度为5~6mg/L，曝气格室均填充悬浮球形填料(填充体积21.3%)。反应器的HRT为3h，对应流量为1.2 m3 /h。工艺每6星期排泥一次，填料冲洗周期为3个月。工艺为原水生物预处理工艺，与水厂传统处理工艺联用，采用开放式自然挂膜方法，2~3星期启动成功，可根据运行负荷调节D0、回流比、载体填充方式和填充率。
[0016]原水氨氮1.13-4.52mg/L、CODsfa 3.85-8.22mg/L、浊度 19.4-142NTU 条件下，氨氮、CODsfa、浊度、TN 平均去除率分别达 87.1 ±5.6%, 29.3 ±5.1%、68.2 ±15.2%、12.5 ±6.2%，出水氨氮、C0Dfc、浊度、TN 分别为 0.20±0.13mg/L，4.06±0.63mg/L，10.03±5.05 NTU、4.07±0.38 mg/L，出水硝氮浓度均低于5mg/L，营养元素的去除满足GB 5749-2006的要求。
[0017]实施例2:
反应器的HRT为lh，对应流量为3.6 m3/h。反应器、进水组成、载体填料、启动方式同实施例1。运行稳定后氨氮、CODfc、浊度、TN平均去除率分别达77.1±6.7%、20.2±9.5%、31.0±16.0%、9.I±6.4%，出水氨氮、C0Dfc、浊度、TN 分别为 0.34±0.20mg/L，4.72±0.68mg/L，23.32±7.18 NTU,3.75±1.64 mg/L,出水硝氮浓度均低于 5mg/L，出水营养元素满足GB 5749-2006的要求。
【权利要求】
1.一种原水生物预处理方法，其特征在于，它利用适应于原水寡营养环境的微生物，在不同反应格室的不同载体上形成生物膜，以各种自养和异养微生物为作用主体，利用其新陈代谢作用去除原水中的氮素和有机物，并通过D0、回流、载体筛选与控制措施在不同生境条件下处理原水。
2.如权利要求1所述的一种原水生物预处理方法，其特征在于，所述的不同反应格室为3?7个串联的反应池，反应格室包括高曝气格室、微曝气格室和非曝气格室，格室之间通过输水管/输水通道/分割网道相通，进水依次从前段格室流入后段格室。
3.如权利要求2所述的一种原水生物预处理方法，其特征在于，所述的不同反应格室串联布局为1~3个前置非曝气反应池、0~2个微曝气池、1~2个高曝气池、和1~2个后置非曝气池，后置非曝气池设置回流至前置非曝气反应池，回流比0.1-0.6。
4.如权利要求2所述的一种原水生物预处理方法，其特征在于，所述的微曝气反应格室DO浓度为l~4mg/L，高曝气反应格室DO浓度为5~9mg/L，前置非曝气反应格室DO浓度小于0.7mg/L，后置非曝气格室DO浓度大于4mg/L。
5.如权利要求2所述的一种原水生物预处理方法，其特征在于，所述的载体包括弹性填料载体和悬浮球填料，在曝气格室悬挂或堆积填充悬浮球填料或弹性填料，在非曝气格室悬挂弹性填料。
6.如权利要求2所述的一种原水生物预处理方法，其特征在于，所述的方法每3~6星期排泥一次，以水流和曝气相结合的方式冲洗填料，冲洗周期为3~12个月。
7.如权利要求1所述的一种原水生物预处理方法，其特征在于，所述的方法为原水生物预处理方法，与水厂传统处理方法联用，采用开放式自然挂膜方法，2~3星期启动成功，可根据运行负荷调节D0、回流比、载体填充方式和填充率。
【文档编号】C02F3/34GK104445618SQ201410673620
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月24日 优先权日:2014年11月24日
【发明者】阳广凤, 冯丽娟, 杨玘, 王莎飞, 徐向阳, 朱亮 申请人:浙江大学