正常光照段(一天12h)比例为 2:1或3:1进行，污水在处理阶段的水力停留时间设置在3-6h之间。各段周丛生物反应器 的连接采用三通连接，形成串联的方式运行。
[0045] 运行结果见图3-图4。阶段一不同浓度有机污水的实验运行结果表明，一体化螺 旋式周丛生物反应器（3段）对于污染浓度在190. 7-562. 6 mgCOD/L的污水去除负荷最大， 但需要3-4天的启动周期。在190. 7 mgCOD/L以下基本可以通过反应器内周丛生物的吸附、 吸收、生物降解、沉淀、过滤等作用快速达到有机污染物的去除。对于562. 6 mgCOD/L以上 的有机污染浓度由于去除负荷有限，去除效率并不明显。阶段二碳氮比为4的低浓度有机 污水的实验运行结果表明，反应器需要4-5天的培养才开始启动运行，出水的有机污染物 浓度基本在20mgC0D/L。启动后，对于204.08-228. 17 mgCOD/L的污水去除效率基本保持 在87. 5%。对45. 47-85. 44 mgCOD/L，启动周期短，去除效率在69. 5%以上，出水达到有机污 染物浓度排放标准。综上所述，一体化螺旋式周丛生物反应器对不同浓度有机污水和低碳 氮比污水都具有很好的净化效能。
[0046] 上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得 的技术方案，均落在本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法，其特征在于，步骤如下， ⑴.螺旋周丛生物反应器的设计：所述螺旋周丛生物反应器由两部分构成，一是起支 撑作用的主体，由空心透明材料制成，二是反应部分，由透明微直径管螺旋缠绕而成； ⑵.螺旋管预处理：首先往管道内通入强碱或腐蚀液体，增大其比表面积，从而使周 丛生物快速可靠的聚集和附着固定在管壁上，增加周丛生物在管中抗压、抗剪能力； ⑶.周丛生物的固定过程：往螺旋周丛生物反应器内通入富营养化水，并加入WC培养 基，光合周丛生物在微直径管道内固定； ⑶-a.可在室外温度变化大或在光照强度2500-5000LUX、温度为15-45°C条件下培养 和固定周丛生物，提高所培养周丛生物的适应能力，利于处理过程中温度变化时处理有机 污染物的稳定性； ⑶_b.为使固定化时间变短并促进周丛生物富集均匀性，初期固定采用定期间歇进水 和WC培养基，当管内可见点状绿色光合周丛生物即采用连续低速进水和WC培养基；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； ⑶-c.为了形成相对厌氧段，可在连续低速进水时对其进行遮光，进行黑暗培养； (4) .周丛生物处理系统设计：进水装置，一体化螺旋周丛生物反应系统；其中进水装置 包括进水池、进水管路、恒流泵；一体化螺旋周丛生物反应系统包含螺旋周丛生物反应器、 反冲洗装置和沉淀溢流出水单元部分，并具有拦截较大颗粒污染物管、更换清洗的装置； (5) . -体化螺旋周丛生物反应系统的设计：反应池中设有一个进水管、六个螺旋螺旋 周丛生物反应器安装立柱、反冲洗接管、溢流沉淀部分、出水单元、清洗口； (5)-a.在装置运行时，最多可安装六段螺旋式周丛生物反应器串联或者并联运行，每 段之间可设三通调节水力条件； (5) -b.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； (5) -c.为了防止堵塞，定期进行反冲洗和更换清洗管； (6) .关键环境条件的控制：充足的光照是管内周丛生物固定化成功与否以及周丛生物 活性、生物量控制、厌氧段和好养段比例控制的关键： (6)-a.在固定化阶段要尽量满足光合周丛生物生长所需的光照条件； (6)-b.在污水净化阶段要适当选择光照条件，避免过程光照造成反应器堵塞、厌氧段 或厌氧层过少； (6)-c.合适的水力停留时间也很重要，一般根据进水的污水浓度进行调节； (6)-d.本系统还可以对水体具有复氧功能，利于光合周丛生物的生长；如果运行溶解 氧不足，可在进水池对污水进行曝气。2. 根据权利要求1所述的利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法，其特征在于， 步骤⑴中所述螺旋周丛生物反应器的管道内径为1-4. 0mm。3. 根据权利要求1所述的利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法，其特征在于， 步骤⑴中所述螺旋周丛生物反应器的管道壁厚度为0.lmm-5. 0mm;该管道选择透明的PE 管。4. 根据权利要求1所述的利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法，其特征在于， 步骤⑵中，往反应器管道通入1. 7%-2. 3%W/W的HF/NH4F溶液，被溶液浸泡的时间为30-60 分钟，然后用清水冲洗干净，晒干。5. 根据权利要求1所述的利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法，其特征在于， 步骤⑶中进水富营养化指数应大于50,用于固定和培养周丛生物的富营养化水需要含有藻 类、细菌、真菌、原生动物和后生动物等微生物；初期5天换一次富营养化水和WC培养基，间 歇培养两个周期，再用恒流泵进行连续低速进水7天，基本完成PE管内周丛生物的固定，总 时间大为17-20天。6. 根据权利要求5所述的利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法，其特征在于， 步骤⑶中的WC培养基配方如下表：其中WC微量元素溶液母液配方为：Na2EDTA? 2H20 4. 36g、FeCl3 ? 6H20 3. 15g、CuS04.5H20 2.5g、ZnS04.7H20 22g、CoCl2.6H20 10g、MnCl2.4H20 180g、Na3V04 18g、Na2Mo04 ? 2H20 6. 3g、蒸馏水1L;VBjf液母液、硫胺素溶液母液和生物素溶液母液分别为27mg VB12、67mg硫胺素和2400mg生物素分别溶于200mLHEPES缓冲液中。7. 根据权利要求1所述的利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法，其特征在于， 步骤(5)-c中，运行1周到2周会观察到清洗管中的海绵由无色变为浅绿色，即应更换新的 清洗管；为了防止周丛生物过度生长或者脱落，在清洗的同时以〇. 018-0. 023ml/s的速度 进行反冲洗，时间为l_2h。8. 根据权利要求1所述的利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法，其特征在于， 步骤(6)中，每一根周丛生物段长度为16m，总共可安装6段，即总长可达96m;当污水有机污 染浓度约为200-600mgCOD/L时，污水在处理阶段的水力停留时间设置在6-12h之间；当污 水有机污染物浓度在200mgCOD/L以下时，水力停留时间设置在3-6h之间。9. 权利要求1所述利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法所使用的一体化螺旋 式周丛生物反应系统，设有反应池，该反应池中串联或者并联地设有若干根单段螺旋式周 丛生物反应器；该螺旋式周丛生物反应器由透明材料制成；进水池通过进水恒流泵向该单 段螺旋式周丛生物反应器的上端泵入待处理的污水，其特征在于，所述单段螺旋式周丛生 物反应器的末端，连接出水清洗管，该水清洗管的出口设置在所述反应池的下部，该反应池 中自下而上地设有沉淀区、砂滤层、棉滤层与出水单元。10. 根据权利要求9所述的一体化螺旋式周丛生物反应系统，其特征在于，所述反应池 中还设有清洗口，以及与反冲洗泵连接的反冲洗管。
【专利摘要】利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法及其设备：⑴.螺旋周丛生物反应器的设计：⑵.螺旋管预处理；⑶.周丛生物的固定过程；⑷.周丛生物处理系统设计；⑸.一体化螺旋周丛生物反应系统的设计；⑹.关键环境条件的控制。本发明的方法所使用的设备为一体化螺旋式周丛生物反应系统。本发明通过利用周丛生物的吸附、吸收、生物降解等机理，与传统的沉淀、过滤法结合，形成了一体化螺旋式周丛生物反应器，对污水中的有机污染物或低浓度低C/N比污水的净化具有高效、占地面积小、经济和环境效率好的特点。
【IPC分类】C02F9/14
【公开号】CN104944681
【申请号】CN201510272785
【发明人】上官海东, 吴永红, 朱燕
【申请人】中国科学院南京土壤研究所
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年5月25日