[發(fā)明專利]一種鈣離子調(diào)控生物膜法處理低C/N比廢水快速掛膜的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710649845.7
• 申請(qǐng)日: 2017-08-02
• 公開（公告）號(hào): CN107381777B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃輝;彭鵬程;任洪強(qiáng);林原;胡海冬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F3/00
• 分類號(hào): C02F3/00;C02F3/30;C02F3/34;C02F101/16
• 代理公司: 北京棧橋知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11670
• 代理人: 劉亞娟

本發(fā)明公開了一種鈣離子調(diào)控生物膜法處理低C/N比廢水快速掛膜的方法，屬于生物膜法污水處理領(lǐng)域。其技術(shù)方案包括：(1)對(duì)低C/N比廢水的BOD₅/TN進(jìn)行測(cè)定；(2)測(cè)定低C/N比廢水中溶解性物質(zhì)多糖濃度以及鹽度；(3)對(duì)生物膜法處理該低C/N比廢水所使用填料載體進(jìn)行接觸角的測(cè)定；(4)根據(jù)相關(guān)測(cè)定值選擇合適的調(diào)控方案；(5)運(yùn)行生物膜反應(yīng)器，每日投加一定量的鼠李糖脂和氯化鈣于低C/N比廢水中，直至掛膜完成。本發(fā)明利用鈣離子與低C/N比廢水中污染物質(zhì)發(fā)生絡(luò)合，加速廢水中溶解性物質(zhì)和微生物在填料上附著和定殖，從而提高掛膜效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物膜法污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈣離子調(diào)控生物膜法處理低C/N比廢水快速掛膜的方法。

背景技術(shù)

低C/N比廢水具有來源廣、污染嚴(yán)重、傳統(tǒng)的生物脫氮工藝對(duì)其處理效果差等特點(diǎn)，已成為目前水污染治理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在低C/N比廢水處理過程中，由于碳源不足，微生物的反硝化過程受到抑制，導(dǎo)致脫氮、除磷效果不理想，從而影響整個(gè)工藝的處理效果，因此在處理此類廢水時(shí)需投加碳源。然而，投加碳源不僅增加了處理費(fèi)用，且會(huì)排出CO₂氣體污染環(huán)境，當(dāng)C/N比低于完全反硝化所需的最小值時(shí)，亞硝態(tài)氮將會(huì)積累，發(fā)生不完全硝化，降低脫氮效果；而實(shí)際 C/N比過高時(shí)，會(huì)抑制硝化過程，導(dǎo)致出水有機(jī)物含量升高，影響出水水質(zhì)。生物膜法因其具有微生物種類多樣化，微生物食物鏈長(zhǎng)，污泥產(chǎn)量低，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，有望成為低C/N比廢水處理的有效方法。而在生物膜法處理低 C/N比廢水過程中，填料掛膜緩慢導(dǎo)致工藝啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、處理效果難達(dá)預(yù)期，是限制其高效穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)難題。因此，針對(duì)生物膜法處理低碳氮比廢水，開發(fā)經(jīng)濟(jì)有效、穩(wěn)定可行而又掛膜迅速的處理方法具有重要的意義。近年來的研究表明，鈣離子在一定程度上影響著生物膜的結(jié)構(gòu)、機(jī)械性能和所形成的厚度等方面，可作為一種潛在的調(diào)控生物膜形成的手段。

中國(guó)發(fā)明專利《一種移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器中載體填料的掛膜方法》(公開號(hào)05565480A)通過對(duì)移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器同時(shí)進(jìn)行排水和補(bǔ)充離交廢水，進(jìn)行動(dòng)態(tài)培養(yǎng)，并回流活性污泥，該方法需要監(jiān)控污泥濃度，操作不便。中國(guó)發(fā)明專利《一種廢水生物膜快速掛膜裝置及方法》(公開號(hào)106430560A)通過在填料上固定紅色鞘氨醇單胞菌以加快掛膜，但該方法所固定的菌株在反應(yīng)器中的適應(yīng)性受到諸多因素的影響，不易控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種鈣離子調(diào)控生物膜法處理低C/N比廢水快速掛膜的方法，可以加速廢水中溶解性物質(zhì)和微生物在填料上附著和定殖，從而提高掛膜效果。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種鈣離子調(diào)控生物膜法處理低C/N比廢水快速掛膜的方法，包括如下步驟：

步驟一：對(duì)低C/N比廢水的BOD₅/TN進(jìn)行測(cè)定；

步驟二：測(cè)定低C/N比廢水中溶解性物質(zhì)多糖濃度以及鹽度；

步驟三：對(duì)生物膜法處理該低C/N比廢水所使用填料載體進(jìn)行接觸角的測(cè)定；

步驟四：根據(jù)相關(guān)測(cè)定值選擇合適的調(diào)控方案；

步驟五：根據(jù)相應(yīng)的調(diào)控方案，運(yùn)行生物膜反應(yīng)器，每日投加一定量的鼠李糖脂和氯化鈣于低C/N比廢水中，直至掛膜完成。

其原理在于鈣離子作為一種二價(jià)陽離子，可通過電中和作用、加強(qiáng)壓縮雙電層作用、降低靜電斥力和減少電子給體數(shù)等方式影響生物膜的初期形成過程——即廢水中的溶解性物質(zhì)在載體表面的粘附；同時(shí)，二價(jià)陽離子作為生物膜的組成成分，占據(jù)生物膜的特定位置發(fā)生特定的化學(xué)作用，從而改變生物膜的粘附性質(zhì)；此外，鈣離子還通過聯(lián)結(jié)不同種類微生物的eDNA從而促進(jìn)細(xì)胞團(tuán)聚和生物膜的快速形成，并且鈣離子通過靜電作用加強(qiáng)細(xì)胞膜的整體性，從而促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和胞間粘附力。