[發明專利]一種生物半焦炭曝氣濾池預處理污染河水的方法

無效

• 申請號: 201010507939.9
• 申請日: 2010-10-15
• 公開（公告）號: CN102010060A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 高孟春;楊慧心;佘宗蓮;趙從從;王子超;于恒;胡波;張優;王悅靜;劉潔瓊
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于環保技術領域，具體涉及的是一種生物半焦炭曝氣濾池預處理污染河水的方法。

背景技術

隨著工農業生產和經濟的快速發展，城市化程度和人民生活水平得到了不斷提高，日益增加的生活污水和工業廢水則由于處理效率較低或任意排放，導致了我國一些城市近郊或流進市區的河流大多數污染嚴重，水體的環境功能和使用功能逐漸地減弱。針對上述情況，如何對這些受污染河水直接進行處理，使其資源化并成為我國缺水城市工農業發展的新水源是亟待解決的問題。由于污染河水中含有有機物、氨氮、鐵、錳及有毒物質等微污染物，傳統的給水處理工藝(混凝→沉淀→過濾→消毒)不能夠有效地去除這些微污染物。因此，為了滿足給水的需要，對污染河水采取前期預處理是非常有必要的工作。到目前為止，污染河水預處理技術主要有以下幾種：強化混凝、活性炭吸附、生物活性炭、臭氧氧化、膜分離技術和生物曝氣濾池等技術。其中，生物曝氣濾池可有效地去除原水中有機物、氨氮及濁度，且對三鹵甲烷前提物也有很好的去除效果，可以有效地減少后續處理各個處理單元負荷，已經發展成為一種非常有前景的預處理工藝。

填料作為生物曝氣濾池的核心組成部分，是生物曝氣濾池成功與否的關鍵因素之一。填料的選擇應綜合考慮其物理特性、物理化學特性、水力學特性及經濟性等各方面因素，具體遵循的原則如下：具有一定的機械強度，較大的比表面積，具有一定的孔隙率及粗糙度，填料密度適中，對生物膜活性無抑制性，生物、化學及熱力學穩定性好，價格低廉。關于填料的選擇問題，國內外已經進行了大量的相關研究，取得了一定的研究成果，并在實際工程中得到了廣泛應用。但是，目前所應用的填料存在著機械強度小、比表面積小、空隙率低、難于再生及價格相對較高的問題，在一定程度上限制了生物曝氣濾池在污染河水預處理廣泛應用。

發明內容

針對現有生物曝氣濾池填料存在的缺陷和不足，本發明提供一種填充了機械強度高、比表面積大、易于掛生物膜、可再生利用且價格低廉的活化半焦炭濾料生物曝氣濾池預處理污染河水的方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：將一定粒徑范圍的半焦炭洗凈、干燥后，與一定濃度的強堿溶液(KOH溶液或NaOH溶液)按照一定體積比混合，在一定溫度條件的水浴中活化。由于強堿溶液具有較強的刻蝕作用，能夠與半焦炭中部分碳發生化學反應，產生CO和H₂，半焦炭表面微孔數量大大地增加，導致活化后的半焦炭比表面積增加，而半焦炭表面的堿性官能團和管能團總量增加，有利于微生物在其表面吸附形成牢固的生物膜。將活化后的半焦炭、接種污泥和污染河水按照一定比例在生物濾池混合，先進行悶曝，然采用小流量進水方式進行生物膜培養與馴化。生物膜形成后，按照實際工程的需要，調節進入濾池的氣水比，污染河水中有機物、氨氮和其它污染物在經過膜表面時被轉化、降解去除。

本發明的生物半焦炭曝氣濾池與現有的生物曝氣濾池相比，由于采用新型的填料，具有以下特點：

(1)本發明所采用活化半焦炭填料表面具有豐富的微孔，與一般填料相比，如陶粒，具有更大的比表面積，可為降解污染的各種微生物的富集生長提供了充足的空間，同時可為生物濾池中各種好氧、兼氧及厭氧微生物的協同共生提供良好的“微環境”，從而可以有效地去除污染河水中的有機物、氨氮等污染物，具有處理效果好的特點。

(2)本發明所采用的半焦炭是煤氣化工副產品，是一種工業廢料，來源比較廣，活化方法比較簡單，達到了廢物資源利用的目的；同時，與陶粒和活性炭等填料相比，具有價格低廉的特點。

(3)本發明所采用的半焦炭填料具有機械強度大、截污能力強、過濾周期長、易于再生利用的特點，能夠在高水力負荷的情況下防止濾池堵塞或濾床穿透的問題。

(4)本方面所采用的半焦炭填料具有活性炭的一些性能，能夠在運行初期對污染河水中的部分污染物起到吸附去除的作用。

附圖說明

圖1為本發明的工藝流程示意圖，其中，1為進水管，2為曝氣泵，3為布氣裝置，4為承托板，5為鵝卵石承托層，6為活化的半焦炭填料層，7為出水管，8為反沖洗進水管，9為反沖洗出水管。

具體實施方式

本發明采用技術方案的實施包括以下步驟：

(1)將半焦炭通過破碎機破碎后，經篩網篩分后得到粒徑為5～6mm的半焦炭顆粒，用自來水沖洗并浸泡2～3h左右，然后用自來水將其清洗干凈，在110℃恒溫下干燥。