一種用于處理固定床氣化廢水的多腔室復(fù)合生物載體及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種固定床氣化廢水的處理方法，特別涉及一種用于處理固定床氣化廢水的多腔室復(fù)合生物載體及方法。一種用于處理固定床氣化廢水的多腔室復(fù)合生物載體，該多腔室復(fù)合生物包括外部框架、旋轉(zhuǎn)板、第一從屬框架、第二從屬框架、包埋載體、大孔徑多孔載體及小孔徑多孔載體，外部框架、旋轉(zhuǎn)板、第一從屬框架及第二從屬框架均為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的多腔室復(fù)合生物載體，結(jié)合固定床生物膜技術(shù)和移動床生物膜技術(shù)的優(yōu)勢，合理構(gòu)造好氧環(huán)境及缺氧微環(huán)境，防止優(yōu)勢菌流失，避免載體之間結(jié)塊、磨損及堵塞，同步去除總酚、氨氮、總氮及COD。
【專利說明】
一種用于處理固定床氣化廢水的多腔室復(fù)合生物載體及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種固定床氣化廢水的處理方法，特別涉及一種用于處理固定床氣化 廢水的多腔室復(fù)合生物載體及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 國內(nèi)外普遍采用預(yù)處理+生物處理+深度處理的工藝路線處理固定床氣化廢水，經(jīng) 脫酚蒸氨預(yù)處理后的廢水仍含有高濃度氨氮、總酚及C0D，這部分污染物需要通過生物處理 技術(shù)進(jìn)行有效去除，現(xiàn)有的生物處理技術(shù)包括活性污泥法和生物膜法兩種?；钚晕勰喾?去除酚類化合物及C0D，但硝化細(xì)菌易受抑制，硝化作用不穩(wěn)定，水力停留時(shí)間長，易發(fā)生污 泥膨脹。生物膜法抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，產(chǎn)泥量小，但常規(guī)載體的成本高，使用壽命短，缺氧區(qū) 難以有效控制。比如，專利201010117070.7 "一種集短程硝化、反硝化于一體的懸浮型生物 載體及其制造方法"提供了一種高分子聚合物材料制成的網(wǎng)孔狀海綿體，使得好氧的亞硝 化菌和兼性反硝化菌共存于同一個(gè)生物載體上，但這類載體對所述兼性反硝化細(xì)菌的數(shù)量 難以有效控制，總氮去除效果并不穩(wěn)定，大量懸浮載體在曝氣過程中互相擁擠摩擦，使用壽 命有限。
[0003] 因此，如何提供一種理想的生物載體，合理構(gòu)造好氧環(huán)境及缺氧微環(huán)境，防止優(yōu)勢 菌流失，避免載體之間結(jié)塊、磨損及堵塞，同步去除總酚、氨氮、總氮及C0D是本領(lǐng)域目前需 要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種用于處理固定床氣化廢水的多腔室復(fù)合生物載體，結(jié)合 固定床生物膜技術(shù)和移動床生物膜技術(shù)的優(yōu)勢，合理構(gòu)造好氧環(huán)境及缺氧微環(huán)境，防止優(yōu) 勢菌流失，避免載體之間結(jié)塊、磨損及堵塞，同步去除總酚、氨氮、總氮及C0D。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0006] -種用于處理固定床氣化廢水的多腔室復(fù)合生物載體，該多腔室復(fù)合生物包括外 部框架、旋轉(zhuǎn)板、第一從屬框架、第二從屬框架、包埋載體、大孔徑多孔載體及小孔徑多孔載 體，外部框架、旋轉(zhuǎn)板、第一從屬框架及第二從屬框架均為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，外部框架的內(nèi)部由旋 轉(zhuǎn)板、第一從屬框架、第二從屬框架分隔成第一腔室、第二腔室、第三腔室、第四腔室四個(gè)腔 室，第一從屬框架、第二從屬框架分別位于旋轉(zhuǎn)板的兩側(cè)，第一腔室內(nèi)設(shè)包埋載體，第二腔 室內(nèi)設(shè)小孔徑多孔載體，第三腔室內(nèi)設(shè)大孔徑多孔載體，第四腔室內(nèi)設(shè)大孔徑多孔載體。包 埋載體包埋脫酚菌。
[0007] 多腔室復(fù)合生物載體在使用時(shí)，外部框架為固定狀態(tài)，其內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)板、第一從屬 框架和第二從屬框架在曝氣的氣流帶動下繞軸轉(zhuǎn)動，從而使限定外部框架內(nèi)部的包埋載體 和吸附載體隨之轉(zhuǎn)動，形成移動床生物膜，腔室對內(nèi)部載體的保護(hù)可避免載體之間的摩擦 損耗和擁擠結(jié)塊。本發(fā)明的多腔室復(fù)合生物載體，可合理構(gòu)造好氧環(huán)境及缺氧微環(huán)境，防止 優(yōu)勢菌流失，優(yōu)化傳質(zhì)效果，避免載體之間結(jié)塊、磨損及堵塞，同步去除總酚、氨氮、總氮及 COD 〇
[0008] 作為優(yōu)選，所述外部框架是通過兩個(gè)半球殼卡扣連接形成的球體，其內(nèi)部中軸線 上設(shè)有一個(gè)轉(zhuǎn)軸，外部框架與旋轉(zhuǎn)板通過該轉(zhuǎn)軸連接，旋轉(zhuǎn)板可繞該轉(zhuǎn)軸在外部框架內(nèi)轉(zhuǎn) 動。
[0009] 作為優(yōu)選，所述旋轉(zhuǎn)板為一個(gè)圓形薄板，旋轉(zhuǎn)板與第一從屬框架、第二從屬框架通 過卡扣固定，第一從屬框架和第二從屬框架與外部框架的內(nèi)部留有間隙，該間隙尺寸小于 包埋載體的直徑。
[0010]作為優(yōu)選，所述旋轉(zhuǎn)板孔徑4~5mm，所述第一從屬框架網(wǎng)孔孔徑4~5mm，所述第二 從屬框架網(wǎng)孔孔徑為12~15_。
[0011] 作為優(yōu)選，所述包埋載體為直徑5~6mm的球形聚乙烯醇凝膠載體，在所述第一腔 室中的填充率為15%~20%，所述大孔徑多孔載體孔徑4~5.5mm、直徑40~60mm，所述小孔 徑多孔載體孔徑〇. 8~2mm、直徑20~30mm，大孔徑多孔載體和小孔徑多孔載體為球形聚氨 酯載體。
[0012] 本發(fā)明與現(xiàn)有生物載體相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
[0013] (1)充分結(jié)合了包埋載體和吸附載體的優(yōu)勢，形成穩(wěn)定生物群落并提高生物反應(yīng) 的穩(wěn)定性，利用包埋載體固定高效脫酚菌可有效減少脫酚菌的流失，利用不同孔徑多孔載 體的組合富集好氧菌及厭氧菌。
[0014] (2)腔室壁對內(nèi)部載體形成保護(hù)層，既可避免多孔載體之間的接觸磨損和微生物 流失，又可避免多孔載體長期擁擠懸浮所造成的污堵，旋轉(zhuǎn)板與第一從屬框架、第二從屬框 架在曝氣過程中的旋轉(zhuǎn)可提高氧利用率，促進(jìn)載體移動，優(yōu)化傳質(zhì)效果，促進(jìn)老化生物膜的 脫落。
[0015] (3)通過對載體的復(fù)合配置強(qiáng)化所在生物處理裝置的功能，簡化工藝流程及裝置 數(shù)量，同步去除總酚、氨氮、總氮及C0D。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2是曝氣裝置示意圖；
[0018] 圖中：1、外部框架，2、旋轉(zhuǎn)板，3、第一從屬框架，4、第二從屬框架，5、包埋載體，6、 大孔徑多孔載體，7、小孔徑多孔載體，11、第一腔室，12、第二腔室，13、第三腔室，14、第四腔 室，21、轉(zhuǎn)軸，31、進(jìn)水管，32、出水管，33、排泥管，34、污泥斗、35上部限制網(wǎng)、36下部限制網(wǎng)， 37、風(fēng)機(jī)，38、底部曝氣管，39、側(cè)向曝氣管，41、第一控氣閥，42、第二控氣閥。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面通過具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說明。應(yīng) 當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施并不局限于下面的實(shí)施例，對本發(fā)明所做的任何形式上的變通和/或 改變都將落入本發(fā)明保護(hù)范圍。
[0020] 氣單胞菌屬脫酚菌，型號BNCC180874,蘇州北納創(chuàng)聯(lián)生物技術(shù)有限公司；大孔徑多 孔載體，煤科集團(tuán)杭州環(huán)保研究院有限公司生產(chǎn)的型號DeN-Π ;小孔徑多孔載體，煤科集團(tuán) 杭州環(huán)保研究院有限公司生產(chǎn)的型號DeN-m。
[0021] 實(shí)施例：
[0022] 如圖1所示的一種用于處理固定床氣化廢水的多腔室復(fù)合生物載體，包括外部框 架1、旋轉(zhuǎn)板2、第一從屬框架3、第二從屬框架4、包埋載體5、大孔徑多孔載體6及小孔徑多孔 載體7。
[0023] 外部框架1是通過兩個(gè)半球殼卡扣連接形成的直徑150mm的球體，其內(nèi)部中軸線上 設(shè)有一個(gè)轉(zhuǎn)軸21，外部框架1與旋轉(zhuǎn)板2通過該轉(zhuǎn)軸連接，旋轉(zhuǎn)板可繞該轉(zhuǎn)軸在外部框架內(nèi) 轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)板2為一個(gè)圓形薄板，其直徑與外部框架的直徑相比略小。旋轉(zhuǎn)板2與第一從屬框 架3、第二從屬框架4通過卡扣固定，第一從屬框架3和第二從屬框架4與外部框架1的內(nèi)部留 有間隙，該間隙尺寸小于包埋載體5的直徑。外部框架1、旋轉(zhuǎn)板2、第一從屬框架3及第二從 屬框架4均為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)板2孔徑4~5mm，第一從屬框架3網(wǎng)孔孔徑4~5mm，第二從屬框 架4網(wǎng)孔孔徑為12~15mm。
[0024] 外部框架1的球形空間內(nèi)部由旋轉(zhuǎn)板2、第一從屬框架3、第二從屬框架4分隔成第 一腔室11、第二腔室12、第三腔室13、第四腔室14四個(gè)等體積腔室，第一腔室11容納包埋載 體5,第二腔室12容納5個(gè)小孔徑多孔載體7,第三腔室13容納2個(gè)大孔徑多孔載體6,第四腔 室14容納2個(gè)大孔徑多孔載體6。
[0025]包埋載體5為直徑6mm的球形聚乙烯醇凝膠載體，在第一腔室11中的填充率為 20 %，大孔徑多孔載體6為孔徑4~5.5mm、孔隙率93.7 %、直徑50mm的球形聚氨酯載體，小孔 徑多孔載體7為孔徑0.8~2mm、孔隙率91.3%、直徑30mm球形聚氨酯載體。大孔徑多孔載體 6、小孔徑多孔載體7掛膜后在水中懸浮。
[0026] 采用多腔室復(fù)合生物載體處理固定床氣化廢水的方法，具體包括以下步驟：
[0027] ①在組裝多腔室復(fù)合生物載體之前，包埋載體包埋氣單胞菌屬脫酚菌；
[0028]②按圖1組裝多腔室復(fù)合生物載體；
[0029] ③將多腔室復(fù)合生物載體投加到曝氣裝置內(nèi)，使多腔室復(fù)合生物載體之間在曝氣 裝置內(nèi)呈球體外切狀態(tài)并滿填于上部限制網(wǎng)35和下部限制網(wǎng)36之間，形成固定床；
[0030] 曝氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，曝氣裝置主體一側(cè)上方設(shè)有進(jìn)水管31，另一側(cè) 下方設(shè)有出水管32,底部設(shè)有污泥斗34和排泥管33,曝氣裝置主體內(nèi)中部設(shè)有上部限制網(wǎng) 35和下部限制網(wǎng)36,由風(fēng)機(jī)37通過底部曝氣管38及側(cè)向曝氣管39向曝氣裝置主體內(nèi)通氣， 風(fēng)機(jī)與底部曝氣管連接的管路上設(shè)有第一控氣閥41，風(fēng)機(jī)與側(cè)向曝氣管連接的管路上設(shè)有 第二控氣閥42。
[0031] ④引入原水使水位達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，開啟風(fēng)機(jī)37及第一控氣閥41使底部曝氣管開始 曝氣，投加活性污泥，進(jìn)行悶曝養(yǎng)生及馴化，在微生物繁殖過程中，大孔徑多孔載體吸附好 養(yǎng)微生物，小孔徑多孔載體在內(nèi)部為厭氧微生物提供缺氧微環(huán)境。包埋載體、大孔徑多孔載 體及小孔徑多孔載體在曝氣過程中呈懸浮狀態(tài)，
[0032]⑤逐漸提高進(jìn)水流量至水力停留時(shí)間等于71h，開啟第二控氣閥42使側(cè)向曝氣管 持續(xù)曝氣，調(diào)節(jié)曝氣量使溶解氧濃度保持在1.5~2mg/L。由于第一從屬框架3與第二從屬框 架4孔徑不同，底部氣泡及側(cè)向氣泡的連續(xù)作用使第一從屬框架3的壓力大于作用于第二從 屬框架4上的壓力，導(dǎo)致第一從屬框架帶動旋轉(zhuǎn)板及第二從屬框架在曝氣過程中繞轉(zhuǎn)軸21 旋轉(zhuǎn)，促進(jìn)包埋載體、大孔徑多孔載體及小孔徑多孔載體移動，這樣就在各腔室內(nèi)部形成移 動床生物膜，腔室對內(nèi)部載體的保護(hù)可避免載體之間的摩擦損耗和擁擠結(jié)塊。
[0033] 在水力停留時(shí)間為71小時(shí)的情況下，中試用水為經(jīng)過脫酚、蒸氨等物化預(yù)處理工 藝處理后的固定床氣化廢水，本實(shí)施例連續(xù)運(yùn)行75天內(nèi)的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)如表1所示。第69 天，通過凱氏定氮法測定多腔室復(fù)合生物載體的平均生物量為24.7g/L。
[0034] 表1中試運(yùn)行期間的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)
[0035]
[0036] 通過實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，裝置出水水質(zhì)非常穩(wěn)定，載體在運(yùn)行過程中未出現(xiàn)傳統(tǒng)多 孔高分子載體常見的堵塞、磨損問題，從表1可以看出，在較短的水力停留時(shí)間內(nèi)對固定床 氣化廢水實(shí)現(xiàn)了總酚、氨氮、總氮及C0D的同步、高效去除，由多腔室復(fù)合生物載體營造的穩(wěn) 定缺氧微環(huán)境克服了常規(guī)多孔載體在曝氣裝置中對TN及難降解有機(jī)物去除能力差的缺陷。
[0037] 以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的 限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于處理固定床氣化廢水的多腔室復(fù)合生物載體，其特征在于，該多腔室復(fù)合 生物包括外部框架（1)、旋轉(zhuǎn)板(2)、第一從屬框架(3)、第二從屬框架(4)、包埋載體(5)、大 孔徑多孔載體(6)及小孔徑多孔載體(7)，外部框架、旋轉(zhuǎn)板、第一從屬框架及第二從屬框架 均為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，外部框架的內(nèi)部由旋轉(zhuǎn)板、第一從屬框架、第二從屬框架分隔成第一腔室、 第二腔室、第三腔室、第四腔室四個(gè)腔室，第一從屬框架、第二從屬框架分別位于旋轉(zhuǎn)板的 兩側(cè)，第一腔室內(nèi)設(shè)包埋載體，第二腔室內(nèi)設(shè)小孔徑多孔載體，第三腔室內(nèi)設(shè)大孔徑多孔載 體，第四腔室內(nèi)設(shè)大孔徑多孔載體。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多腔室復(fù)合生物載體，其特征在于:所述外部框架是通過兩個(gè) 半球殼卡扣連接形成的球體，其內(nèi)部中軸線上設(shè)有一個(gè)轉(zhuǎn)軸(21 )，外部框架與旋轉(zhuǎn)板通過 該轉(zhuǎn)軸連接，旋轉(zhuǎn)板可繞該轉(zhuǎn)軸在外部框架內(nèi)轉(zhuǎn)動。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多腔室復(fù)合生物載體，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)板為一個(gè)圓形薄 板，旋轉(zhuǎn)板與第一從屬框架、第二從屬框架通過卡扣固定，第一從屬框架和第二從屬框架與 外部框架的內(nèi)部留有間隙，該間隙尺寸小于包埋載體的直徑。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多腔室復(fù)合生物載體，其特征在于：所述旋轉(zhuǎn)板（2)孔徑4~ 5mm，所述第一從屬框架(3 )網(wǎng)孔孔徑4~5mm，所述第二從屬框架(4)網(wǎng)孔孔徑為12~15mm。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多腔室復(fù)合生物載體，其特征在于：所述包埋載體為直徑5~ 6mm的球形聚乙烯醇凝膠載體，在所述第一腔室（11)中的填充率為15%~20%，所述大孔徑多 孔載體（4)孔徑4~5.5mm、直徑40~60mm，所述小孔徑多孔載體（5)孔徑0.8~2mm、直徑20~ 30mm，大孔徑多孔載體(4)和小孔徑多孔載體(5)為球形聚氨酯載體。6. -種采用權(quán)利1所述的多腔室復(fù)合生物載體處理固定床氣化廢水的方法，其特征在 于該方法包括如下步驟： ① 將多腔室復(fù)合生物載體投加到曝氣裝置內(nèi)，使多腔室復(fù)合生物載體之間在曝氣裝置 內(nèi)呈球體外切狀態(tài)并滿填于曝氣裝置的上部限制網(wǎng)和下部限制網(wǎng)之間，形成固定床； ② 投加活性污泥后進(jìn)行悶曝養(yǎng)生及馴化，在微生物繁殖過程中，大孔徑多孔載體吸附 好養(yǎng)微生物，去除氨氮及有機(jī)物，小孔徑多孔載體在內(nèi)部為厭氧微生物提供缺氧微環(huán)境，去 除總氮及大分子有機(jī)物； ③ 包埋載體、大孔徑多孔載體及小孔徑多孔載體在曝氣過程中呈懸浮狀態(tài)，第一從屬 框架帶動旋轉(zhuǎn)板及第二從屬框架在曝氣過程中繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，帶動包埋載體、大孔徑多孔載 體及小孔徑多孔載體移動，從而在各腔室內(nèi)部形成移動床生物膜。
【文檔編號】C02F3/30GK105836902SQ201610411212
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】鄭彭生, 周如祿, 郭中權(quán), 鄭利祥
【申請人】煤科集團(tuán)杭州環(huán)保研究院有限公司