[發明專利]高效低動力多層水平流生物膜污水處理方法與設備

有效

• 申請號: 201110344299.9
• 申請日: 2011-11-04
• 公開（公告）號: CN102432104A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 王榮昌;唐云飛;趙建夫
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于環境保護，水處理技術與設備領域，具體為一種高效低動力多層水平流生物膜污水處理方法與設備。

背景技術

城鎮、村鎮生活污水處理項目的特點是水量較小，數量較多。農田徑流和生活洗滌水由于有機物及氮、磷的含量高，不但對環境帶來了很大的壓力，而且飲用水中過多的氮等直接威脅著人類的健康。傳統的處理的工藝在大型污水處理廠發揮著重要的作用，但對于小規模的農村和城鎮污水處理來說，傳統的工藝投資高、占地面積大、運行管理難。因此在村鎮有機廢水處理過程中，有必要引進一種快速便捷的處理方案。而多層水平流生物膜去除有機物和氨氮的一體式污水處理反應器，能夠提供一種占地省、經濟簡便的新型工藝設備。

膜技術是當前比較熱門的一種處理污染廢水的一種方法，當有機廢水流過載體時，微生物在其表面生長繁殖，形成生物膜，膜的表面由于與空氣接觸而溶有較多的溶解氧，形成好氧膜，膜的內層溶解氧較少，易形成厭氧層，整個膜處于不斷增長，脫落和更新的狀態。微生物生長代謝將污水中的有機物作為營養吸收，從而使污染物得到降解。

傳統的生物膜反應器大多為單級反應器，與本反應器的多級立體空間有較大不同，雖然其結構緊湊、簡單，但單級反應器不利于各種功效不同的優勢微生物菌群生長環境的構建，處理效能較低。用于污水處理的多級生物膜反應器雖然也有一定的研究，例如中國專利號為200410013159.3，實用新型創造名稱為“用于污水處理的載體循環生物處理方法”；專利號為200720022616.4，實用新型專利名稱為“多層動態膜污水凈化裝置”；專利號為200820100500.2，實用新型專利名稱為“用于污水處理的生物膜反應設備”等先后公開了不同結構的多級生物膜反應器。但前兩者為單點進水，存在反硝化時碳源不足、脫氮效果不理想以及化學除磷污泥量大的問題；后者為水平式結構，占用空間較大，限制了生物膜層的數量，移動性能差，不適用于農村家庭便攜式要求。并且以上反應器均為浸沒式生物膜反應器，均需要曝氣才能產生好氧條件。本發明相對于以上技術，具有多點進水和占地面積小的優點，且不需曝氣裝置，自身即可形成好氧區和厭氧區等不同類型微生物生長區域，充分利用了空間條件，對污水負荷和污水處理效果均有不同程度的提升。

發明內容

本發明的目的在于提供一種占地省、經濟簡便的高效低動力多層水平流生物膜污水處理方法與設備，解決現有村鎮污水處理問題。

本發明提出的高效低動力多層水平流生物膜污水處理方法，城鎮、農村污水進入集水桶，一些大粒徑的雜質及纖維經機械作用被濾除；粗濾后的污水經進水閥門進入支撐框架，在反應系統內污水逐次流經各層載體，載體上附著的生物膜吸收污水中有機物和氮磷等，水質逐漸變好；最后出水流入出水箱中。具體步驟如下：

(1)接種活性污泥，取40～50L懸浮固體（SS）濃度為3000～5000mg/L活性污泥進行接種，接種時間為15小時，活性污泥被聚乙烯平板載體截留并均勻覆蓋在聚乙烯平板表面，活性污泥選自硝化污水處理設備以保證硝化反應速率，接種可以分兩段進行，以便接種比較均勻；接種的目的是使聚乙烯平板表面截留足夠量的微生物以便正常運行時微生物能夠較快的覆蓋整個聚乙烯平板。

(2)城鎮或農村污水進入集水桶，一些大粒徑的雜質及纖維經機械作用被濾除；

(3)步驟(2)出水進入反應系統，其流速為正常運行流速的一半，等生物膜完全適應、馴化之后（一般情況下，兩周之內生物膜即可完成馴化，具體馴化時間可根據進水情況做適當的調整），以正常流速（處理COD和氨氮濃度分別為400mg/L和25mg/L污水時，每層聚乙烯平板每天負荷為400L/m²）使污水流經反應系統，并同時監測各項指標，按指標結果調節入水流量；污水流經生物膜時，生物膜上的微生物會吸附污水中有機物和氮磷等，在生物膜表層與空氣接觸多，氧氣比較充足，微生物進行好養呼吸，在靠近載體層段，由于上層生物膜的隔絕，氧氣濃度很低，微生物一般進行厭氧發酵，如此在微生物的好養、厭氧作用下，污水中的有機物和氮磷等被去除，達到污水凈化的目的。另外，老化的生物膜由于附著性下降，會從載體上脫落，隨水流作用與出水一起被收集，生物膜達到連續、不間斷生長與脫落；污水在反應系統內的水力停留時間為6-9小時。