[發明專利]移動床生物膜反應器方法中的生物膜載體介質

在審

• 申請號: 201980010587.5
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN111867990A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 佩爾·馬格努松;克里斯蒂安·羅森
• 申請（專利權）人: 威立雅水處理技術支持公司
• 主分類號: C02F3/10
• 分類號: C02F3/10;C02F3/08;C02F11/12;C02F11/122;C02F11/127;C02F11/14
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳小明

本發明涉及在移動床生物膜反應器(MBBR)中承載生物膜的生物載體，所述載體是包含脫水污泥的顆粒。本發明公開了生物載體在MBBR方法中用于凈化來自污染物的液體的用途，并且提供了制造生物載體的方法。

發明領域

本發明涉及用于在其上生長生物膜的載體元件，其中所述載體元件被設計成在液體中自由流動，所述液體通過所述生長的生物膜在生物學上從污染物中凈化。

背景技術

已知在水或廢水的生物處理中，水通過某種類型的反應器或數個反應器(容器或另一個空間)，其中微生物被用來將水中的污染物轉化為無害的最終產品，諸如二氧化碳和水。該處理可以在供給空氣(需氧地)或不供給空氣(厭氧地)或不供給空氣但是存在大量硝酸鹽(缺氧地)的情況下進行。為了提高處理方法的效率，通常通過以下方式實現該方法中的活性微生物的高含量：防止這樣的微生物與處理過的水一起逸出，或者使微生物懸浮在反應器中進行生長并且在反應器之后的分離階段將它們從水中分離并且將微生物返回到反應器(例如活性污泥法)，或者將某種支撐材料引入該方法中，微生物可以作為生物膜生長在所述支撐材料的表面上并且因此保留在該方法中(生物膜法)。還存在這兩種方法類型的混合物，稱為混合法，其中將支撐材料引入活性污泥法中，以便在該方法中可以利用懸浮的微生物以及生長生物膜的微生物。

與活性污泥法相比，生物膜法具有許多優勢?？梢詰酶叩挠袡C負載率，并且生物膜法對于變化和干擾表現得穩定得多。大多數常規生物膜法在反應器中都含有填充的固定載體主體，生物膜可以在其上生長。固定載體主體可能被反應器中的生物膜生長或其他固體材料堵塞或阻塞，從而產生所謂的死區，其中在死區中，生物膜中的微生物與待處理的水之間的接觸受到高度限制。

移動床生物膜反應器(MBBR)是另一種生物膜法，其中可移動的專門設計的載體材料(通常為塑料體形式)具有用于生物膜生長的受保護的表面，所述載體材料通過充氣或通過混合器保持懸浮，這取決于該方法是需氧的、厭氧的、還是缺氧的。通過使流出的水流過直徑小于載體材料的濾網或篩網，可以將在微生物在其上生長的載體材料保持于該方法中。與固定膜法相比，MBBR方法在懸浮的可移動載體材料之間的碰撞方面具有優勢，這大大限制了在不進行處理的情況下堵塞和產生死區的可能性，這是固定膜方法的常見問題。

MBBR技術中使用的專門設計的載體介質通常需要利用塑料材料并且通過擠壓加工來生產特定的塑料載體介質片。使用的塑料原料和塑料加工給現有的MBBR技術帶來了以下缺點：

·專門設計的塑料載體的生產是昂貴的，從而使載體介質成為MBBR方法的巨大成本；

·設計塑料載體以提供受保護的表面積會減少每立方米可以提供的總有效面積，因為在載體的設計中需要包括用于受保護表面的開口。受保護的表面積是在懸浮中移動的這些塑料載體所必需的，因為生長在外表面的生物膜免受載體元件與反應器壁之間的碰撞產生的剪切力的影響，因此將刮掉未受保護的表面并且被來自反應器的流出物沖掉；以及

·盡管與全球塑料污染相比微不足道，但是通過載體剪切形成微塑料或從廢水處理廠到海洋環境的整個載體流失，都可能會流失塑料載體介質。禁止在各種應用和市場中使用塑料的環境法規始終是潛在的威脅，迄今為止的MBBR技術可能容易受到攻擊。

聚乙烯或另一種類似的合成聚合物聚丙烯通常用于生產載體介質，因為與其他合成生產的聚合物相比，其價格較低，是高產量的商品聚合物，具有高耐用性，并且易于加工成模制和成型物體，諸如例如廢水處理方法的專門設計的示例性載體元件。聚乙烯和聚丙烯由長鏈中的碳和氫構成，從而使該材料在諸如廢水處理廠的水生環境中具有高度疏水性和惰性。