[發(fā)明專利]強化原水生物預(yù)處理生物膜富集與運行性能穩(wěn)定的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410674164.2
• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN104445597A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱亮;陽廣鳳;馮麗娟;徐向陽;楊玘;王莎飛;徐劍
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林松海

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種強化原水生物預(yù)處理工藝生物膜富集與運行性能穩(wěn)定的方法，屬于原水生物預(yù)處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

生物膜技術(shù)因其運行成本低、二次污染少的優(yōu)點，近年來逐漸應(yīng)用于原水預(yù)處理，以提高出水生物穩(wěn)定性，減少消毒副產(chǎn)物以及亞硝酸鹽等威脅人體健康的有害物質(zhì)產(chǎn)生。然而，污染原水屬于寡營養(yǎng)水質(zhì)，氨氮濃度通常在0.5-5mg/L，有機碳含量往往只有1到幾毫克每升，極大程度上限制了微生物的生長和生物膜的形成。在一般生物膜工藝的啟動過程中，常常需要提供一定的水力剪切力以加快生物膜的形成，此外在運行過程中，常有較高的水流速度和氣速，往往會導(dǎo)致水體中的微生物隨水流沖刷出反應(yīng)器，難以有效截留。因此，生物膜富集困難和生物量易洗出，已成為制約原水生物預(yù)處理工藝啟動與運行性能的限制性因素。

為保障寡營養(yǎng)條件下的微生物營養(yǎng)水平，有研究添加蘆葦、木屑等纖維素以達到長期釋放有機物供微生物生長的目的，但這樣做會引入新的污染，且提高了消毒副產(chǎn)物前體水平，增加了運行風(fēng)險；也有案例添加較高水平的基質(zhì)，其增加了具有高半飽和常數(shù)的微生物生長，而適合于寡營養(yǎng)生長的微生物因競爭而淘汰出反應(yīng)器，雖然加快了生物膜的形成，但不利于微污染原水的處理，也會因營養(yǎng)匱乏而導(dǎo)致生物膜的剝落。此外，這兩種方法都會引入較高的二次污染，在工程應(yīng)用方法都有非常大的局限性。

硅藻土具有獨特的微孔結(jié)構(gòu)，其孔隙率與比表面積大、吸附性能高、無毒副作用，常作為混凝劑或助凝劑用于原水的混凝處理工藝中，未見報道將其應(yīng)用于原水生物膜預(yù)處理工藝之中?；炷に囯m然能有效去除原水中的濁度，但不能有效去除有機物跟氮素。

發(fā)明內(nèi)容

為加快功能微生物富集、促進生物膜生長、提高工藝運行性能，本發(fā)明采用比表面積較高的聚氨酯填料，通過內(nèi)循環(huán)連續(xù)進水以及氮源碳源適度添加強化原水生物預(yù)處理工藝反應(yīng)器啟動，在此基礎(chǔ)上通過添加硅藻土以截留功能微生物，形成載體-硅藻土-微生物一體化微系統(tǒng)，在富集生物量同時加大了系統(tǒng)生境多樣性，從而大幅提高了原水生物預(yù)處理工藝性能。

本發(fā)明的目的在于提供一種強化原水生物預(yù)處理生物膜富集與運行性能穩(wěn)定的方法。

方案如下：

1）反應(yīng)器為設(shè)置有溢流堰的上流式反應(yīng)器，載體填料為多孔聚氨酯填料；

2）接種原水，以內(nèi)循環(huán)連續(xù)進水模式啟動反應(yīng)器，每3-7天更換一次內(nèi)循環(huán)水，外加氮素及易生物降解有機物基質(zhì)供生物膜的初步形成，啟動階段結(jié)束之后，去掉內(nèi)循環(huán)以連續(xù)流方式運行；

3）在反應(yīng)器啟動或運行階段添加硅藻土，適度機械曝氣增氧，每隔0.3-5d以機械、氣體或水力攪拌將硅藻土與載體均勻混合。

所述的多孔聚氨酯填料堆積或懸浮于反應(yīng)器中，填料比表面積為1500-3000m²/m³，孔隙率為70-95%，載體實體積填充率為3-5%，堆積填充率為50-96%。

所述的原水為低濁度微污染原水，原水濁度小于30NTU。

所述的內(nèi)循環(huán)連續(xù)進水模式，即以出水作為進水泵入反應(yīng)器，在反應(yīng)器中實現(xiàn)水流循環(huán)的進水模式，總循環(huán)水量為反應(yīng)器有效體積的2-15倍，水力停留時間為2-8h；每2-8d更換一次循環(huán)水，更換循環(huán)水2-7次以完成反應(yīng)器的啟動。

所述的啟動階段運行時間為15-25天，添加的氮素為銨鹽，添加濃度為2-5mg/LNH₄⁺-N，添加的易生物降解有機物為乙醇、甲醇或葡萄糖，添加濃度為4-12?mg/LTOC，C/N比為1:1-4。

所述的硅藻土粒徑為0.1-1.2mm，添加時間為反應(yīng)器啟動階段或運行階段，一次添加量為2-20g/L，一次添加或每隔15天至90天添加一次，機械曝氣保持水體中DO濃度大于4mg/L，氣液比為2-8:1。

?本發(fā)明的有益效果：在于采用內(nèi)循環(huán)連續(xù)進水模式，提供較為穩(wěn)定的生物預(yù)處理工藝啟動環(huán)境，加快低濃度營養(yǎng)基質(zhì)混合，并為生物膜的初步形成與穩(wěn)定提供合適的水力剪切力；通過外加氮素及有機物基質(zhì)強化工藝啟動性能，加速寡營養(yǎng)條件的功能微生物生長與生物膜形成；硅藻土具有比表面積大、吸附性能高、無毒副作用等特點，能夠強化聚氨酯填料內(nèi)部多孔結(jié)構(gòu)的形成，并有利于生物量富集，增強原水預(yù)處理工藝對污染物的去除性能及運行穩(wěn)定性。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此。

實施例1：