一种基于MBBR功能性载体材料的污水处理提标改造系统的制作方法

本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种基于mbbr功能性载体材料的污水处理提标改造系统。

背景技术：

mbbr功能性载体材料，不同于现有的pe或pp材质载体，其具有比表面积大以及最终形成的生物膜量大的优点，可以大大提高微生物处理污水的效率。但是另一方面，现有的功能性载体材料也仅仅是通过外形结构的改进来增大比表面积，可以从用来的700-1000m²/m³数值提高到2000m²/m³的水平，但这还是不能满足地表准iv类水这样较高的的污水处理要求。

专利公开号为cn105129989a，公开日为2015.12.09的中国发明专利公开了一种处理城市污水的mbbr工艺方法，其步骤为：经过一级处理的城市污水去除了污水中的悬浮物和部分有机物，而后通过进水池依次进入mbbr系统的厌氧区、好氧区和缺氧区，并由缺氧区进入二沉池；mbbr生物处理系统好氧区内悬浮的载体表面附着着硝化细菌，利于长泥龄的硝化菌的生长，各区域内的活性污泥能够对有机物进行降解处理，并对废水中的磷进行处理，以实现同时脱氮除磷。

但是该发明专利中的mbbr填料存在生物膜量较小，处理污水效率低的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于mbbr功能性载体材料的污水处理提标改造系统，其能通过三种mbbr功能性载体材料自带不同强度的正电荷，以分别用于吸引不同数值负电荷的厌氧菌、缺氧菌和好氧菌，再通过带正电荷的载体滤网滤水、截留载体并减少生物膜附着的方式，达到aao三个池内的载体上生物膜进行针对性污水处理的效果。本发明具有三种载体特定用于三种不同的菌体，避免菌体间竞争，不同处理池内优势菌体附着生物膜量大，电荷吸引附着效方式果好，以及aao法污水指标降低效果好的优点。

本发明解决上述问题采用的技术方案是：一种基于mbbr功能性载体材料的污水处理提标改造系统，依次包括过滤区、厌氧区、缺氧区、好氧区、絮凝区、沉淀区以及排水区，所述厌氧区内设有厌氧悬浮载体，所述缺氧区内设有缺氧悬浮载体，所述好氧区内设有好氧悬浮载体，所述厌氧区、缺氧区以及好氧区的出水管上均设有载体滤网。

进一步优选的技术方案在于：所述厌氧悬浮载体、缺氧悬浮载体以及好氧悬浮载体均包括基体，以及用于调节三种载体自身电荷的三种电荷配体。

进一步优选的技术方案在于所述基体包括按重量计的以下各组分：聚酯型聚氨酯72-75份、明胶12-13份、壳聚糖2-3份、空心玻璃珠0.5-1.5份、纳米氧化铝粉末1.2-1.8份、聚氧乙烯脂肪醇醚5.8份、高岭土0.5-2.0份以及丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物2-5份。

进一步优选的技术方案在于：所述电荷配体包括电荷补充剂、电荷分散剂以及电荷涂覆剂，所述电荷配体用于在所述基体固定成型后进行浸没涂覆。

进一步优选的技术方案在于：所述电荷补充剂为氯化锂或氯化钠中的一种或两种混合物，所述电荷分散剂为马来酸酐修饰的过硫酸铵水溶液，所述电荷涂覆剂为乙烯—醋酸乙烯共聚物。

进一步优选的技术方案在于：所述厌氧悬浮载体中氯化锂或氯化钠重量占自身载体总重的1.5-1.8%，所述缺氧悬浮载体中氯化锂或氯化钠重量占自身载体总重的1.6-1.8%，所述好氧悬浮载体中氯化锂或氯化钠重量占自身载体总重的2.0-2.2%。

进一步优选的技术方案在于三种载体的制备方法依次包括以下步骤：

s1、混合搅拌所述基体的所有原料，挤出成型，得到所述基体；

s2、各自混合搅拌三种所述电荷配体，得到电荷配体液；

s3、将所述基体按重量比为4.5:2.5:3分三堆后分别与厌氧悬浮载体的电荷配体液，缺氧悬浮载体的电荷配体液以及好氧悬浮载体的电荷配体液进行涂覆操作，完全浸没搅拌1-3min后于室温下冷却成型，即得最终的所述厌氧悬浮载体、缺氧悬浮载体以及好氧悬浮载体。

进一步优选的技术方案在于：所述载体滤网包括滤网主体，以及涂覆在所述滤网主体表面并用于排斥所述厌氧悬浮载体、缺氧悬浮载体或好氧悬浮载体的正电荷层。

进一步优选的技术方案在于：所述正电荷层包括附着剂明胶以及二价钙盐，所述正电荷层的电荷数大于所述好氧悬浮载体。

进一步优选的技术方案在于：所述滤网主体上还设有用于杀死附着的微生物膜的脉冲磁场发生器，以用于保证所述滤网主体的滤水通透性。

本发明通过三种mbbr功能性载体材料自带不同强度的正电荷，以分别用于吸引不同数值负电荷的厌氧菌、缺氧菌和好氧菌，再通过带正电荷的载体滤网滤水、截留载体并减少生物膜附着的方式，达到aao三个池内的载体上生物膜进行针对性污水处理的效果。本发明具有三种载体特定用于三种不同的菌体，避免菌体间竞争，不同处理池内优势菌体附着生物膜量大，电荷吸引附着效方式果好，以及aao法污水指标降低效果好的优点。

附图说明

图1为本发明中污水处理提标改造系统的流程图。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的范围进行限定。

实施例：如附图1所示，一种基于mbbr功能性载体材料的污水处理提标改造系统，依次包括过滤区、厌氧区、缺氧区、好氧区、絮凝区、沉淀区以及排水区，其特征在于：所述厌氧区内设有厌氧悬浮载体，所述缺氧区内设有缺氧悬浮载体，所述好氧区内设有好氧悬浮载体，所述厌氧区、缺氧区以及好氧区的出水管上均设有载体滤网。

现有技术中，aao法的厌氧区、缺氧区以及好氧区只用一套载体，载体上面既有厌氧菌的生物膜，又有缺氧菌和好氧菌的，因此存在各自菌群相互竞争的问题，而且生物膜随着污水流转，例如厌氧菌的生物膜在好氧区内就是好氧菌群的竞争者，大大降低污水处理效果，因此本实施例中，通过三种载体独自在厌氧区、缺氧区以及好氧区内进行除氮、除磷、降cod、降氨氮的操作，保证载体上具有足够的表面积用于附着形成生物膜且无相互竞争关系，而且所述载体滤网可以保证不同区内的不同载体不会相互混合，最终达到所述厌氧区、缺氧区以及好氧区内针对性地投入、使用各自载体的效果，提高了污水处理效率。

所述厌氧悬浮载体、缺氧悬浮载体以及好氧悬浮载体均包括基体，以及用于调节三种载体自身电荷的三种电荷配体。所述基体包括按重量计的以下各组分：聚酯型聚氨酯72-75份、明胶12-13份、壳聚糖2-3份、空心玻璃珠0.5-1.5份、纳米氧化铝粉末1.2-1.8份、聚氧乙烯脂肪醇醚5.8份、高岭土0.5-2.0份以及丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物2-5份。

在本实施例中，聚氨酯主材质的载体相较于pe和pp材质，具有比表面积大的优点，所述壳聚糖用于提高所述载体的生物亲和性，而所述空心玻璃珠以及纳米氧化铝粉末用于进一步增大比表面积，保证三种所述载体的比表面积为20000m²/m³以上，远高于现有2000数量级的pe或pp载体，而且生物膜量也在20000-25000mg/l，因此具有载体自身就附着形成生物膜效果好的优点。

所述电荷配体包括电荷补充剂、电荷分散剂以及电荷涂覆剂，所述电荷配体用于在所述基体固定成型后进行浸没涂覆。所述电荷补充剂为氯化锂或氯化钠中的一种或两种混合物，所述电荷分散剂为马来酸酐修饰的过硫酸铵水溶液，所述电荷涂覆剂为乙烯—醋酸乙烯共聚物。

我们都知道，微生物无论厌氧、缺氧以及好氧的，其表面都是带负电荷的，因此本实施例中，将三种载体通过电荷补充剂的方式，引入较多正电荷，用于吸引各自的微生物菌体，最终提高附着生物膜量的方式，而且所述马来酸酐修饰的过硫酸铵水溶液中的过硫酸根离子可以分散锂或钠离子在载体上的电荷分布，更加均匀的电荷分布方式可以进一步增大菌体的附着方便性，而所述乙烯—醋酸乙烯共聚物则用于粘接涂覆。

所述厌氧悬浮载体中氯化锂或氯化钠重量占自身载体总重的1.5-1.8%，所述缺氧悬浮载体中氯化锂或氯化钠重量占自身载体总重的1.6-1.8%，所述好氧悬浮载体中氯化锂或氯化钠重量占自身载体总重的2.0-2.2%。

在本实施例中，好氧菌群表面负电荷数是大于所述厌氧菌群个缺氧菌群的，因此所述好氧悬浮载体中用于形成正电荷的所述氯化锂或氯化钠含量要相对较多，以用于针对性地电荷吸引好氧菌。

三种载体的制备方法依次包括以下步骤：

s1、混合搅拌所述基体的所有原料，挤出成型，得到所述基体；

s2、各自混合搅拌三种所述电荷配体，得到电荷配体液；

s3、将所述基体按重量比为4.5:2.5:3分三堆后分别与厌氧悬浮载体的电荷配体液，缺氧悬浮载体的电荷配体液以及好氧悬浮载体的电荷配体液进行涂覆操作，完全浸没搅拌1-3min后于室温下冷却成型，即得最终的所述厌氧悬浮载体、缺氧悬浮载体以及好氧悬浮载体。

在本实施例中，厌氧区用于除tp、缺氧区用于除tn，而好氧区用于除cod和氨氮，而且根据实际污水特性，除tp和tn的所需生物量更大，因此所述厌氧悬浮载体以及缺氧悬浮载体对应的基体重量总占比为70%，最终三种载体各自含有相同的所述基体，以及对应各自菌群的特定电荷配体，且aao法中三个池内的载体通过滤网截留，不会互通，最终使得厌氧、缺氧和好氧三步独立、高效进行，保证处理后的污水满足地表准iv类水的要求。

所述载体滤网包括滤网主体，以及涂覆在所述滤网主体表面并用于排斥所述厌氧悬浮载体、缺氧悬浮载体或好氧悬浮载体的正电荷层。所述正电荷层包括附着剂明胶以及二价钙盐，所述正电荷层的电荷数大于所述好氧悬浮载体。所述滤网主体上还设有用于杀死附着的微生物膜的脉冲磁场发生器，以用于保证所述滤网主体的滤水通透性。

在本实施例中，所述载体滤网需要满足以下几点：

第一，保证污水顺畅通过；

第二，避免载体在其上团聚；

第三，减少微生物菌群在其上形成处理效果差的不必要的微生物膜。

因此本实施例中，所述正电荷层使得所述滤网主体与三种所述载体一样，同样具有正电荷，因此可以较好地避免载体在所述滤网主体团聚，满足上述第二条，但是这就使得菌群同样可以在滤网主体附着形成处理效果差，且不易于污水通过的滤网生物膜，因此本实施例中通过所述脉冲磁场发生器的脉冲磁场，将滤网上的生物膜“震下”除去，以保证污水大流量通过，以符合上述第一、第三条。

其次，三个所述载体滤网分别包围所述厌氧区、缺氧区以及好氧区的排水管，使得附着特定菌群的载体只在各自区的池内进行厌氧、缺氧或好氧处理，保证三种载体不混合，不相互影响，最终提高污水处理降低各项指标的高效性。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种修改。这些都是不具有创造性的修改，只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。