一种快速实现生物转盘挂膜启动的方法与流程

1.本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种快速实现生物转盘挂膜启动的方法。


背景技术：

2.生物转盘是一种较为成熟的生物膜法污水处理技术，其微生物负载在转盘上，通过在污水中的转动，转盘的一部分交替浸没在污水中或暴露在空气中，无需曝气，无需污泥回流，微生物损失少，生化处理效率高。
3.然而，现有的生物转盘普遍存在挂膜率不高的问题，即转盘上负载的微生物所形成的生物膜较少，而且在生物转盘的启动初期，其上形成合格生物膜的时间较长，导致生物转盘的启动时间较长，生物转盘上挂膜率不高，严重影响了污水处理效率。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提供一种快速实现生物转盘挂膜启动的方法，包括以下步骤：
5.s100：向生物转盘所在的池体内灌注待处理污水，污水的cod不大于500mg/l，同时投加芽孢杆菌菌种和/或含有芽孢杆菌的活性污泥，启动生物转盘转动；
6.s200：在生物转盘上持续喷撒第一营养液，第一营养液中包括豆浆成分；
7.s300：向生物转盘所在的池体内灌注待处理污水，污水的cod不大于800mg/l，同时在生物转盘上间歇喷撒第二营养液，直至生物转盘上的挂膜物质量分数达到15％，第二营养液中包括豆浆成分；
8.s400：在生物转盘上间歇喷撒第三营养液，直至生物转盘上的挂膜物质量分数达到25％，第三营养液中包括豆浆成分，其豆浆浓度与第二营养液中的豆浆浓度相同。
9.传统生物转盘启动时，在池体内灌注待处理污水，污水的cod值在几百至几千mg/l不等，过高或过低的cod值均不利于微生物快速繁殖。本发明所述的快速实现生物转盘挂膜启动的方法，针对生物转盘高孔隙率、低挂膜率和低挂膜速度的现状，同时针对处理cod值在几百mg/l的污水的生物转盘，由于待处理的污水cod不太高，在启动时不能为转盘上的微生物提供足够的碳源，导致启动较慢，采用喷撒营养液的方式，配合常规的在污水中转动挂膜的方法，能够更好地为微生物提供碳源和生长环境；另外，发明人意料不到地发现，营养液中特有的豆浆成分，能够促进微生物高效增殖、快速成长，极大的提高挂膜效率，使得挂膜时间缩短为传统方法的1/3。
10.步骤s100先使用cod较低的污水，发明人发现，污水的cod虽然能为转盘上的微生物提供碳源，但前期cod过高反而会抑制芽孢杆菌的快速增殖，这可能是由于cod过高对芽孢杆菌细胞产生影响，对其细胞壁和/或细胞质有一定的破坏作用，具体原因需要本领域技术人员继续研究。
11.可选的，步骤s200中，所述第一营养液包括豆浆成分和有机碳源，豆浆成分的浓度
为0.1-0.25g/ml；有机碳源选自乙酸钠、葡萄糖、甲醇或乙醇中的一种或两种以上的组合，有机碳源的cod浓度为1000-2500mg/l。
12.可选的，所述第一营养液的喷洒量与生物转盘的比表面积之比为(80-95)ml:1m2/g。
13.本发明针对生物转盘上微生物不同的挂膜阶段对营养物的不同需求，提供三种不同浓度的营养液，既保证微生物的需求，又不造成浪费。步骤s200为生物转盘启动的第一个阶段，所述第一营养液中豆浆成分的浓度高于第二营养液和第三营养液，提供一个较大的营养浓度，适合于生物转盘挂膜启动阶段，以初步启动微生物增殖。
14.可选的，步骤s300中，所述第二营养液包括豆浆成分和有机碳源，豆浆成分的浓度为0.06-0.09g/ml；有机碳源的成分与第一营养液的有机碳源相同，第二营养液的有机碳源的cod浓度为4000-5000mg/l。
15.步骤s300为生物转盘启动的第二个阶段，此时转盘上的芽孢杆菌密度已经有所增大，处于生长繁殖旺盛期，使用的污水cod值增大，第二营养液的有机碳源的浓度有所升高，能提供更多常规碳源，而第二营养液的豆浆成分的浓度有所降低，是针对性的降低快速启动碳源。
16.可选的，所述在生物转盘上间歇喷撒第二营养液，具体为：喷撒第二营养液和停止喷撒的操作交替实施，喷撒第二营养液的时间和停止喷撒的时间比例为1:1；喷撒第二营养液的时间与生物转盘的转速的比例为(2-3)min:1rpm；步骤s300中，生物转盘的转速为2-4rpm。
17.步骤s300结束的标志为：所述生物转盘上的挂膜物质量分数达到15％，挂膜物质量分数的分母为膜片干重，分子为挂膜物净干重。
18.可选的，步骤s400中，所述第三营养液包括豆浆成分和有机碳源，第三营养液的豆浆成分的浓度等于第二营养液的豆浆浓度；第三营养液的有机碳源的成分和浓度与第一营养液的有机碳源相同。
19.本发明的步骤s400为生物转盘启动的第三个阶段，生物转盘上的芽孢杆菌数量较多，生产发育逐渐步入正轨，池内的污水能够为生物转盘上的芽孢杆菌提供碳源，第三营养液的有机碳源的浓度有所降低，作为前期引导芽孢杆菌增殖的豆浆成分无需太高，同时也节约的成本。
20.可选的，所述在生物转盘上间歇喷撒第三营养液，具体为：喷撒第三营养液和停止喷撒的操作交替实施，喷撒第三营养液的时间和停止喷撒的时间比例为1:(2-4)；喷撒第三营养液的时间与生物转盘的转速的比例为(1-3)min:1rpm；步骤s400中，生物转盘的转速为3-6rpm。
21.喷撒第一营养液、第二营养液和第三营养液的压力和流量均相同，即在相同的时间内，喷撒的液体量相同，喷撒液量为5-10ml/min。步骤s200-s400中持续对池体内进行曝气。
22.可选的，在步骤s100之前，还可以加入以下步骤：
23.(1)生物转盘所在的池体内不灌注污水，同时在生物转盘上持续喷撒清水，进行润湿，直至生物转盘开始自然滴水；
24.(2)在生物转盘上持续喷撒次氯酸钠溶液和/或高铁酸钠溶液。
25.步骤(1)中，喷撒清水的用量、时间和流速均不作限定，生物转盘可以转动，也可以不转动，喷撒直至生物转盘的底部开始自然滴水即可，此时说明清水已经充分润湿生物转盘的内部。传统的启动方法中生物转盘在污水中转动进行润湿，生物转盘的表面和内部均存在润湿不到位、不充分的问题，且该过程可控性较差，无法判断和衡量生物转盘的润湿情况和效果；本发明先用清水喷撒，可以达到以下作用：(1)初步清洁生物转盘；(2)充分润湿生物转盘的表面和内部；(3)提供水性环境，更有利于后续含有豆浆的营养液在生物转盘上分散。
26.可选的，步骤(2)中，所述次氯酸钠溶液的浓度为0.3-0.5g/ml，高铁酸钠溶液的浓度为0.1-0.3g/ml，次氯酸钠溶液和/或高铁酸钠溶液的喷撒量与生物转盘的比表面积之比为(50-65)ml:1m2/g。
27.喷撒次氯酸钠溶液和/或高铁酸钠溶液既能够对生物转盘消毒，杀灭大部分微生物，为之后特定微生物(芽孢杆菌)的生长繁殖提供一个较为纯净的环境，避免其它微生物竞争，有利于形成芽孢杆菌的优势菌种。
28.可选的，所述生物转盘的上方设置若干个喷头，用于向下喷撒清水、第一营养液、第二营养液和第三营养液。
29.可选的，所述的生物转盘包括若干个并排设置的盘片，每个盘片上设有若干个通孔，处于对应位置的不同盘片的通孔由同一根连接管依次贯穿连接，连接管垂直于盘片，用于固定盘片；连接管内部中空，用于输送喷撒液体；
30.所述连接管在靠近一个盘片的位置设有向该盘片倾斜的若干个第一喷嘴，且所述若干个第一喷嘴沿连接管的周向均匀设置，用于向该盘片的通孔周围的盘片表面喷撒液体。
31.进一步可选的，所述连接管对应所述通孔的位置的上表面设有固定夹，连接管贯穿通孔后，固定夹两端的两个夹片将盘片卡在固定夹的中部凹槽内；连接管对应所述固定夹的位置的下表面设有向下的第二喷嘴，用于垂直于盘片的厚度方向喷撒液体。
32.本发明在传统的喷头喷撒的基础上，进行了改进，在生物转盘的盘片之间设置贯通的连接管，不仅能够固定多个盘片，而且所述第一喷嘴和第二喷嘴的设计，使得盘片的喷撒更有针对性，更为充分全面。所述第一喷嘴针对盘片两侧表面进行喷撒，通过调整第一喷嘴的倾斜角度，可调节喷撒范围。所述第二喷嘴针对盘片的厚度方向进行补充喷撒。
附图说明
33.图1为生物转盘的盘片与连接管的示意图。
34.附图中，1-盘片，2-通孔，3-连接管，4-第一喷嘴，5-固定夹，6-夹片，7-中部凹槽，8-第二喷嘴。
具体实施方式
35.实施例1
36.本实施例提供一种快速实现生物转盘挂膜启动的方法，包括以下步骤：
37.s100：向生物转盘所在的池体内灌注待处理污水，污水的cod为300-500mg/l，同时投加芽孢杆菌菌种和含有芽孢杆菌的活性污泥，启动生物转盘转动，生物转盘的转速为
2rpm；
38.s200：在生物转盘上持续喷撒第一营养液，第一营养液中包括豆浆成分，第一营养液中豆浆成分的浓度为0.1g/ml，有机碳源包括乙酸钠、葡萄糖、甲醇和乙醇，有机碳源的浓度为cod浓度为1000mg/l；
39.所述第一营养液的喷洒量与生物转盘的比表面积之比为80ml:1m2/g；
40.s300：向生物转盘所在的池体内灌注待处理污水，污水的cod为500-800mg/l，同时在生物转盘上间歇喷撒第二营养液，直至生物转盘上的挂膜物质量分数达到15％，挂膜物质量分数的分母为膜片干重，分子为挂膜物净干重；
41.第二营养液中的豆浆成分的浓度为0.06g/ml，有机碳源包括乙酸钠、葡萄糖、甲醇和乙醇，有机碳源的浓度为cod浓度为4000mg/l；
42.喷撒第二营养液和停止喷撒的操作交替实施，喷撒第二营养液的时间和停止喷撒的时间比例为1:1；
43.喷撒第二营养液的时间与生物转盘的转速的比例为2min:1rpm；生物转盘的转速为2rpm；
44.s400：在生物转盘上间歇喷撒第三营养液，直至生物转盘上的挂膜物质量分数达到25％，第三营养液中包括豆浆成分，其豆浆浓度与第二营养液中的豆浆浓度相同；
45.喷撒第三营养液和停止喷撒的操作交替实施，喷撒第三营养液的时间和停止喷撒的时间比例为1:4；
46.喷撒第三营养液的时间与生物转盘的转速的比例为1min:1rpm；生物转盘的转速为3rpm。
47.喷撒第一营养液、第二营养液和第三营养液的压力和流量均相同，即在相同的时间内，喷撒的液体量相同，喷撒液量为5ml/min。
48.所述生物转盘的上方设置若干个喷头，用于向下喷撒清水、第一营养液、第二营养液和第三营养液。
49.对比例1
50.本对比例提供一种快速实现生物转盘挂膜启动的方法，与实施例1相同，区别在于，不包括s100和s200步骤。
51.对比例2
52.本对比例提供一种快速实现生物转盘挂膜启动的方法，与实施例1相同，区别在于，不包括s100、s200、s300步骤，具体为：
53.向所述池体内灌注待处理污水，待处理污水的cod在500-800mg/l之间波动，生物转盘转动，同时在生物转盘上间歇喷撒第三营养液，直至生物转盘上的挂膜物质量分数达到25％，第三营养液中豆浆成分的浓度为0.06g/ml，有机碳源包括乙酸钠、葡萄糖、甲醇和乙醇，有机碳源的浓度为cod浓度为1000mg/l；
54.喷撒第三营养液和停止喷撒的操作交替实施，喷撒第三营养液的时间和停止喷撒的时间比例为1:2；
55.喷撒第三营养液的时间与生物转盘的转速的比例为1min:1rpm；生物转盘的转速为3rpm。
56.对比例3
57.本对比例提供一种快速实现生物转盘挂膜启动的方法，与实施例1相同，区别在于，第一营养液、第二营养液和第三营养液中不包括豆浆成分。
58.实施例2
59.本实施例提供一种快速实现生物转盘挂膜启动的方法，与实施例1相同，区别在于，步骤s200中，第一营养液中豆浆成分的浓度为0.25g/ml。
60.实施例3
61.本实施例提供一种快速实现生物转盘挂膜启动的方法，与实施例1相同，区别在于，步骤s200中，第一营养液中豆浆成分的浓度为0.09g/ml。
62.实施例4
63.本实施例提供一种快速实现生物转盘挂膜启动的方法，与实施例2相同，区别在于，步骤s200中，第一营养液喷洒量与生物转盘的比表面积之比为95ml:1m2/g。
64.实施例5
65.本实施例提供一种快速实现生物转盘挂膜启动的方法，与实施例2相同，区别在于，步骤s200中，第一营养液喷洒量与生物转盘的比表面积之比为79ml:1m2/g。
66.实施例6
67.本实施例提供一种快速实现生物转盘挂膜启动的方法，与实施例4相同，区别在于，步骤s300中，第二营养液中的豆浆成分的浓度为0.09g/ml。
68.实施例7
69.本实施例提供一种快速实现生物转盘挂膜启动的方法，与实施例4相同，区别在于，步骤s300中，第二营养液中的豆浆成分的浓度为0.05g/ml。
70.实施例8
71.本实施例提供一种快速实现生物转盘挂膜启动的方法，与实施例6相同，区别在于，步骤s300中，喷撒第二营养液的时间与生物转盘的转速的比例为3min:1rpm。
72.实施例9
73.本实施例提供一种快速实现生物转盘挂膜启动的方法，与实施例6相同，区别在于，步骤s300中，喷撒第二营养液的时间与生物转盘的转速的比例为1.5min:1rpm。
74.实施例10
75.本实施例提供一种快速实现生物转盘挂膜启动的方法，与实施例8相同，区别在于，步骤s400中，喷撒第三营养液和停止喷撒的操作交替实施，喷撒第三营养液的时间和停止喷撒的时间比例为1:2；喷撒第三营养液的时间与生物转盘的转速的比例为3min:1rpm。
76.实施例11
77.本实施例提供一种快速实现生物转盘挂膜启动的方法，与实施例8相同，区别在于，步骤s400中，喷撒第三营养液和停止喷撒的操作交替实施，喷撒第三营养液的时间和停止喷撒的时间比例为1:5；喷撒第三营养液的时间与生物转盘的转速的比例为0.9min:1rpm。
78.实施例12
79.本实施例提供一种快速实现生物转盘挂膜启动的方法，与实施例10相同，区别在于，在步骤s100之前，还可以加入以下步骤：
80.(1)生物转盘所在的池体内不灌注污水，同时在生物转盘上持续喷撒清水，进行润
湿，直至生物转盘开始自然滴水；
81.(2)在生物转盘上持续喷撒次氯酸钠溶液，所述次氯酸钠溶液的浓度为0.3g/ml，次氯酸钠溶液的喷撒量与生物转盘的比表面积之比为50ml:1m2/g。
82.实施例13
83.本实施例提供一种快速实现生物转盘挂膜启动的方法，与实施例12相同，区别在于，步骤(2)中，在生物转盘上持续喷撒高铁酸钠溶液，所述高铁酸钠溶液的浓度为0.1g/ml，次氯酸钠溶液的喷撒量与生物转盘的比表面积之比为50ml:1m2/g。
84.实施例14
85.本实施例提供一种快速实现生物转盘挂膜启动的方法，与实施例12相同，区别在于，步骤s200中，有机碳源包括乙酸钠、葡萄糖、甲醇和乙醇，有机碳源的浓度为cod浓度为2500mg/l。
86.实施例15
87.本实施例提供一种快速实现生物转盘挂膜启动的方法，与实施例14相同，区别在于，步骤s300中，有机碳源包括乙酸钠、葡萄糖、甲醇和乙醇，有机碳源的浓度为cod浓度为5000mg/l。
88.实施例16
89.本实施例提供一种快速实现生物转盘挂膜启动的方法，与实施例15相同，区别在于，如图1所示，所述的生物转盘包括若干个并排设置的盘片1，每个盘片1上设有若干个通孔2，处于对应位置的不同盘片的通孔2由同一根连接管3依次贯穿连接，连接管3垂直于盘片1，用于固定盘片1；连接管3内部中空，用于输送喷撒液体；
90.所述连接管3在靠近一个盘片的位置设有向该盘片倾斜的若干个第一喷嘴4，且所述若干个第一喷嘴4沿连接管3的周向均匀设置，用于向该盘片的通孔周围的盘片表面喷撒液体。
91.所述连接管3对应所述通孔2的位置的上表面设有固定夹5，连接管3贯穿通孔2后，固定夹5两端的两个夹片6将盘片卡在固定夹的中部凹槽7内；连接管3对应所述固定夹5的位置的下表面设有向下的第二喷嘴8，用于垂直于盘片的厚度方向喷撒液体。
92.表1实施例1-16和对比例1-3的效果比较
[0093][0094]
本发明所述的快速实现生物转盘挂膜启动的方法，在启动的初始阶段，对生物转盘进行充分润湿，为芽孢杆菌的生长提供适宜的环境；然后，根据生物转盘上芽孢杆菌的增殖和生长特性，分阶段培养芽孢杆菌，针对性地使用不同浓度的营养液，并配合适宜的喷洒量，提高挂膜效率。