[發明專利]序批式反應器、在該反應器培養生物膜的方法及利用該反應器處理污水的方法

有效

• 申請號: 201410123735.3
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103864207A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 楊吉祥;陳猷鵬;郭勁松;董陽;申渝;段宣明;黎靜;范樹遷
• 申請（專利權）人: 中國科學院重慶綠色智能技術研究院
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12;C02F101/30
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明屬于包含生物處理步驟的污水處理領域，涉及一種序批式反應器、在該反應器培養生物膜的方法以及利用該反應器處理污水的方法。

背景技術

污水處理相關工藝朝著高度集約、低能耗的方向發展。目前廣泛采用的污水處理工藝存在著占地面積大、各單元反應器功能單一、操作能耗高的難題。若將具有不同氧化還原電位的反應器所發揮的不同功能在時間與空間尺度相結合，例如將有機物去除、硝化與反硝化反應在反應器內同步進行，那么污水處理所需要的反應時間將會大大的降低，這也意味著顯著提高反應器的效率以及節省反應器的體積。若要令有機物去除、硝化與反硝化同步進行，通常情況下需要有一定厚度的生物膜以及在反應器內控制適當水平的溶解氧濃度，從而在生物膜表面形成好氧區域以及生物膜內部形成缺氧區域。若要在上述基礎上同時實現磷的同步去除，則反應器的控制則更為復雜。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種序批式反應器，并且提供一種在該反應器培養生物膜的方法和利用該反應器處理污水的方法。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種序批式反應器，包括反應器本體、進水泵、進氣泵、控制系統、填料、排水閥和溶解氧濃度探測器、硝酸鹽濃度探測器、有機物濃度探測器、磷酸鹽濃度探測器，所述進水泵、進氣泵和排水閥分別與反應器本體相通，所述控制系統通過分析溶解氧濃度探測器、硝酸鹽濃度探測器、有機物濃度探測器和磷酸鹽濃度探測器的信號調整進水泵、進氣泵和排水閥的工作狀態，其特征在于：所述填料（5）直徑為2-5cm，比表面積為180-250m²/m³，其體積為反應器本體（4）的30%-80%。

作為本發明的改進，所述填料（5）采用3D打印方法成型，其形狀為立體蜂窩類球狀，材質為聚酰胺纖維。

一種在所述序批式反應器培養生物膜的方法，包括以下步驟：

1）、選取所述序批式反應器并接種好氧活性污泥，接種污泥濃度為2g/L-5g/L；

2）、在厭氧狀態下向反應器中泵入含有有機物和氮磷的污水；

3）、向所述序批式反應器通入空氣；

4）、停止通入空氣并沉淀；

5）、排除污水；

6）、重復步驟2）～5）三到七次得到需要的生物膜。

作為本發明培養生物膜方法的改進，步驟2）的污水pH為6.5-7.5，溫度為8-25℃。

作為本發明培養生物膜方法的進一步改進，步驟2）泵入時，注水時間為30-60分鐘，步驟4）沉淀時間為2-20分鐘，步驟5）排除污水時間為5-10分鐘。

作為本發明培養生物膜方法的進一步改進，步驟3）通氣時間為70-120分鐘，通入空氣時表觀速率為1.2-5cm/s，通氣時反應器中的溶解氧含量大于0.7mg/L。

一種利用序批式反應器同步去除污水中氮磷和有機物的方法，包括在厭氧狀態下向反應器中泵入含有有機物和氮磷的污水步驟、靜置反應步驟、向序批式反應器通入空氣步驟、停止通入空氣沉淀步驟和排出污水步驟，泵入污水的pH為6.5-7.5，溫度為8-25℃。

作為本發明同步去除污水中氮磷和有機物方法的改進，泵入污水時間為30-60分鐘，靜置反應時間為15-50分鐘，通入空氣時間為70-120分鐘，沉淀時間為2-20分鐘，排除污水時間為5-10分鐘。

作為本發明同步去除污水中氮磷和有機物方法的進一步改進，通入空氣時表觀速率為1.2-5cm/s，通氣過程中反應器中的溶解氧含量大于0.7g/L。

作為本發明同步去除污水中氮磷和有機物方法的進一步改進，所述反應器的有機負荷為2.5-3.5gCOD/L·d，所述排出污水步驟時排水比為50-60%。

本發明的有益效果在于：本發明的通過合理設置序批式反應器的結構，可以同步去除污水中氮磷和有機物，具有結構緊湊，能耗低的優點；本發明的序批式反應器填料的直徑較小，比表面積大，能夠形成更好的生物膜，從而達到同步去除污水中氮磷和有機物的目的。本發明培養生物膜的方法通過接種適合的污泥并改進培養生物膜的步驟，最終獲得的生物膜表觀呈淡黃色，且厚度適中，具有優異的同步去除污水中氮磷及有機物的能力。本發明處理污水的方法通過合理設置處理工藝步驟、工藝條件及工藝參數，能夠高效同步去除有機物中的氮磷及有機物，經處理后的污水中的氮磷和有機物含量低，滿足相應國家標準（《城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）》中的一級A排放標準）。

附圖說明