利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法及其设备的制造方法_3

文档序号:9229041阅读:来源:国知局
,每段之间 可设三通调节水力条件; 从螺旋周丛生物反应器的出水进入具有截留脱落微生物颗粒的出水清洗管,出水后 进入具有沉淀溢流功能部分,由下而上进水,分别经历砂滤层、棉滤层,最后经出水单元出 水; 较之于先前周丛生物反应器相比,该一体化螺旋式周丛生物反应器具有突出的创新点 及实际意义,在于: (1).将周丛生物处理与其他水处理工艺进行合理结合。本发明提供一种一体化装置, 将螺旋式周丛生物反应器进行优化改进,采用"分区、分段、一体化"的工作思路,并与过滤、 澄清技术想结合。实践证明,该装置对污水中各种污染物具有较强去除效率,适合于城市或 工业污水的净化,特别是对于目前难处理的各种浓度有机污水及低C/N比污水,具有启动 较快、处理效果好、适用性广等优点。
[0030] (2).解决周丛生物脱落对出水的不良影响的技术难题。对于各种新型微生物(包 括藻类)技术,一个重要的难点在于能否消除生物膜正常、非正常性脱落的影响。本发明一 方面选用的是微直径管固定周丛生物,便于其后连接一段可定期更换的清洗管消除生物膜 脱落的影响,在更换清洗管同时对其进行反冲洗,控制其管内的周丛生物量。另一方面选择 的周丛生物固定化载体具有一定的抗压性、可塑性,小直径螺旋缠绕具有良好的水力运行 条件,且管内壁经过改良。使得管内周丛生物的非正常性脱落的周丛生物大大降低。
[0031] (3).提供一种新的管内固定周丛生物的方法。本发明改进了周丛生物的固定化方 法,使得固定更有效、且附着更均匀,并且通过改变光照、生物膜厚度形成厌氧区、兼氧区和 好氧区。
[0032] 较之于传统的污水生物净化技术(如人工湿地、氧化塘等),本发明的装置具有占 地面积小、效果稳定、处理效率高、建设成本低的特点,适用于中小水量的各种浓度的有机 污染物污水或低C/N比污水的净化,可解决面源污染分散收集处理难或者污水厂的二级出 水处理低污染浓度污水成本高的问题。发明的周丛生物反应器具有一次投入、多年使用的 特点,周丛生物具有很强恢复能力,便于运行管理。此外,该一体化螺旋式周丛生物反应器 能够根据相应有机污染污水进行周丛生物的驯化,启动过程具有高效快速的特点,便于大 范围推广应用。本发明对污水中的各种有机污染物去除率基本保持在69. 5%及以上,并对 水中的含氮污染物等成分复杂的混合污染物也具有较好的处理效能。
【附图说明】
[0033]图1为螺旋式周丛生物反应器的结构图; 图2为周丛生物处理系统的设计图; 图3为一体化螺旋式周丛生物反应器净化不同有机污染程度的污水运行情况; 图4为一体化螺旋式周丛生物反应器净化碳氮比为4的低有机污染浓度的污水运行情 况。
【具体实施方式】
[0034] 下面结合附图1、2详述本发明的技术方案。
[0035] -种高效便捷、占地面积小、经济和环境效率好的一体化螺旋式周丛生物反应器 净化污水方法,其特征在于包括如下步骤: 螺旋式周丛生物反应器设计,如图1。其中,1单段螺旋式周丛生物反应器(H=400mm, <}) =84mm).,1-1 进水口( <}> =2mm),1-2 透明空心 PVC 立管(H=400mm, =80mm),1-3 螺旋透明 PE 管(<}> =2mm),出水口 1-4 ( <}> =2mm)〇
[0036] 螺旋式周丛生物反应器的预处理:往螺旋PE管道内通入HF/NH4F (I. 7%/2. 3%,W/ W)溶液,浸泡时间为30-60分钟,然后用清水冲洗干净,晒干即可。
[0037] 周丛生物的固定过程:在室外自然光照条件下,或者室内恒温培养箱里,光照强度 2500-5000LUX、温度为15-45°C条件下培养和固定周丛生物。刚开始采用5天换一次富营养 化水体和WC培养基,间歇培养两个周期,当管内可见点状绿色光合周丛生物即采用连续低 速进水进行固定,低速进水培养7天。17-20天后,管道内壁出现一层亮绿色粘稠状的光合 周丛生物。
[0038] 周丛生物处理系统设计,如图2。其中,1进水池,2 -体化螺旋周丛生物反应系 统,3进水恒流泵,4水流指示计,5单段螺旋式周丛生物反应器,6三通(巾=2. 5mm),7清洗 管((6=8. 5mm),8沉淀区,9砂滤层,10棉滤层,11出水单元,12反冲洗泵,13清洗口。每 一单段螺旋式周丛生物反应器的周丛生物固定长度为16m,总共可安装6段,即总长可达 96m〇
[0039] -体化螺旋式周丛生物反应器运行条件的控制。对于一般有机污染污水,首先采 用的是遮光段、正常光照段(一天12h)比例为1:1进行。对于低C/N比污水,首先采用的是 遮光段、正常光照段(一天12h)比例为2:1或3:1进行,各段周丛生物反应器的连接采用三 通连接,形成串联或者并联的方式运行。反应器的水力停留时间根据污水的污染性质、污染 程度确定。当污水有机污染浓度约为200-600 mgCOD/L时,污水在处理阶段的水力停留时 间一般设置在5-6h之间,当污水有机污染物浓度在200 mgCOD/L以下时,水力停留时间一 般设置在3-5h之间。
[0040] 实施例1,参照图1-图2,运行结果见图3-图4 : 一体化螺旋式周丛生物反应器所需的固定和培养周丛生物的富营养水来自江苏省南 京市玄武湖,其水质富营养化指数大于50,并含有藻类、细菌、真菌、原生动物、后生动物等 微生物。本实例针对的是目前我国广泛存在着有机污染物污染严重、碳氮比较低排水难达 标等难处理的污水的净化,为定性和定量方便,采用的是人工配制的污水,并针对不同的污 水设置了两个实验阶段,开展如下案例研宄: 螺旋式周丛生物反应器设计,如图1。其中,1单段螺旋式周丛生物反应器(H=400mm, <}) =84mm).,1-1 进水口( <}> =2mm),1-2 透明空心 PVC 立管(H=400mm, =80mm),1-3 螺旋透明 PE 管(<}> =2mm),出水口 1-4 ( <}> =2mm)〇
[0041] 螺旋式周丛生物反应器的预处理:往螺旋PE管道内通入HF/NH4F (I. 7%/2. 3%,W/ W)溶液,浸泡时间30分钟,然后用清水冲洗干净,晒干备用。
[0042] 周丛生物的固定化过程:在光照强度2500-5000Lux、温度为15_45°C条件下培养 和固定周丛生物。采用5天换一次富营养化水体和WC培养基,间歇培养两个周期,当管内 可见点状绿色光合周丛生物即采用连续低速进水进行固定,低速进水7天。17-20天后,管 道内壁出现一层亮绿色粘稠状的光合周丛生物。
[0043] 周丛生物处理系统设计,如图2。其中,1进水池,2 -体化螺旋周丛生物反应器 (L=200mm,W=200mm,H=500mm),由透明有机玻璃制成,3进水恒流泵(BT100-1L),4水流 指示计,5单段螺旋式周丛生物反应器(H=400mm,巾=84mm),6三通(巾=2. 5mm),7清洗 管(<}> =8. 5mm),8 沉淀区(L=200mm, W=200mm, H= 100mm), 9 砂滤层(L=200mm, W=200mm, H= 1 50mm), 10 棉滤层(L=200mm, W=200mm, H=200mm),11 出水单元(L=200mm, W=200mm, H=50mm),12反冲洗泵,13清洗口。每一单段螺旋式周丛生物反应器的周丛生物固定长度 为16m,总共安装了 3段,采用串联运行。
[0044] 污水的配置:以CH3COONa, NH4C1,KH2PO4来配置不同有机污染程度的污水,以 MgSO 4 ? 7H20 (0? 0226 g/L),CaCl2 ? 2H20 (0? 0028 g/L),FeCl3 ? 6H20 (0? 0002 g/L)添加 污水微量元素,以NaHCO3调节进水的pH值。 一体化螺旋式周丛生物反应器运行条件的控制。对于阶段一,针对一般有机污染污水, 采用的是遮光段、正常光照段(一天12h)比例为1:1进行,污水在处理阶段的水力停留时间 设置在6-12h之间。对于低C/N比污水,采用的是遮光段、
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