一種移動床生物膜反應(yīng)器及其處理污水的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種移動床生物膜反應(yīng)器及其處理污水的方法。上述生物膜反應(yīng)器包括罐體、進(jìn)水桶、蠕動泵、曝氣砂頭和空氣曝氣機(jī)，罐體內(nèi)裝填有填料，填料為K3型填料，K3型填料的直徑為2.5cm，高度為1.1cm，材質(zhì)為聚丙烯，填料在罐體中的填充率為40％，還包括時(shí)間控制器，控制蠕動泵、空氣曝氣機(jī)和出水口電磁閥的開關(guān)和運(yùn)行時(shí)間。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：能夠在同一反應(yīng)器中，同時(shí)實(shí)現(xiàn)好氧和缺氧環(huán)境，在單一反應(yīng)器中能實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化過程，具有減少有機(jī)負(fù)荷和曝氣量，降低基建和運(yùn)行費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)，且能夠達(dá)到良好的脫氮效果。
【專利說明】一種移動床生物膜反應(yīng)器及其處理污水的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，尤其涉及的是一種移動床生物膜反應(yīng)器及其處理污水 的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 根據(jù)傳統(tǒng)生物脫氮理論，生物脫氮過程包括同化、氨化、硝化和反硝化作用。首先 通過異養(yǎng)菌的氨化作用將蛋白質(zhì)、尿素、胺類化合物等有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮，然后在好氧條件 下，經(jīng)好氧自養(yǎng)型硝化菌和亞硝化菌的作用，將污水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽氮或硝酸鹽 氮，最后在缺氧條件下，反硝化細(xì)菌將亞硝酸鹽和硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓瑥亩_(dá)到脫氮的目 的。
[0003] 傳統(tǒng)的生物脫氮理論認(rèn)為在好氧情況下，反硝化過程難以實(shí)現(xiàn)，因而在單一反應(yīng) 器內(nèi)不能達(dá)到同步硝化反硝化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種移動床生物膜反應(yīng)器。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種移動床生物膜反應(yīng)器，包括罐體、進(jìn)水 桶、蠕動泵、曝氣砂頭和空氣曝氣機(jī)，罐體側(cè)壁上部設(shè)置取樣口，罐體側(cè)壁中部設(shè)置出水口， 出水口設(shè)置出水口電磁閥，罐體側(cè)壁下部設(shè)置進(jìn)水口，進(jìn)水桶通過軟管連接到進(jìn)水口，蠕動 泵設(shè)置在進(jìn)水桶與進(jìn)水口之間的軟管上，曝氣砂頭設(shè)置在罐體底部，曝氣砂頭通過軟管與 空氣曝氣機(jī)相連，其特征在于：罐體內(nèi)裝填有填料，填料為K3型填料。
[0006] 作為對上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，K3型填料的直徑為2. 5cm，高度為1. 1cm，材質(zhì)為 聚丙烯。
[0007] 作為對上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括時(shí)間控制器，時(shí)間控制器與蠕動泵、空氣曝 氣機(jī)和出水口電磁閥相連。
[0008] 作為對上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，填料在罐體中的填充率為40%。
[0009] 使用時(shí)，通過曝氣提供反應(yīng)器運(yùn)行所需氧氣并使內(nèi)部懸浮填料轉(zhuǎn)動，填料材質(zhì)選 用聚丙烯，其填充率為40 %，填料密度與水相近，因此在充滿氣泡的污水中，能夠隨著水流 和氣流上下翻滾，實(shí)現(xiàn)污水中的物質(zhì)與填料內(nèi)外表面充分接觸。
[0010] 本發(fā)明還提供了一種上述移動床生物膜反應(yīng)器處理污水的方法，主要包括以下步 驟：
[0011] 1)將污水儲存于進(jìn)水桶中；
[0012] 2)啟動蠕動泵，向罐體中輸送污水，并通過時(shí)間控制器，控制進(jìn)水時(shí)間；
[0013] 3)啟動空氣曝氣機(jī)，通過曝氣砂頭向罐體中通氣，并通過時(shí)間控制器，控制曝氣時(shí) 間；
[0014] 4)停止曝氣，靜置一段時(shí)間；
[0015] 5)處理結(jié)束，啟動出水口電磁閥，排出處理過的污水，并通過時(shí)間控制器，控制排 水時(shí)間。
[0016] 作為對上述處理污水的方法的進(jìn)一步改進(jìn)，移動床生物膜反應(yīng)器運(yùn)行單個(gè)周期為 12h，其中進(jìn)水時(shí)間為15min，曝氣時(shí)間為7. 5h，靜置時(shí)間為4h，排水時(shí)間為15min。
[0017] 作為對上述處理污水的方法的進(jìn)一步改進(jìn)，控制進(jìn)水桶中的污水DO濃度在3? 4mg · I71。
[0018] 本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：移動床生物膜反應(yīng)器在生物膜技術(shù)的基礎(chǔ) 上，以懸浮填料載體上附著生長的生物膜代替活性污泥而形成的一種復(fù)合式膜生物污水處 理裝置，其生物膜作為一種特殊的微生物聚集形式，其在傳質(zhì)條件及多種細(xì)菌共生上具有 獨(dú)特的優(yōu)勢，可在生物膜上形成穩(wěn)定的好氧區(qū)、缺氧區(qū)/厭氧區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)在生物膜表面硝 化，內(nèi)部反硝化的同步硝化反硝化過程。本方案能夠降低污水生物處理成本并能提高出水 水質(zhì)。通過構(gòu)建一個(gè)高效的移動床生物膜反應(yīng)器，使反應(yīng)器內(nèi)填料快速掛膜，硝化菌和反硝 化菌得到富集，在單一反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化（SND)，形成一種成熟的移動床生物膜 反應(yīng)器的同步硝化反硝化脫氮方法，可應(yīng)用于現(xiàn)有城市生活污水處理工藝的升級改造。使 用移動床生物膜反應(yīng)器（MBBR)的同步硝化反硝化（SND)脫氮技術(shù)作為一種新型的生物脫 氮技術(shù)，能夠有效的處理低C/N污水，可獨(dú)立應(yīng)用于生物脫氮，亦可與其他工藝結(jié)合，可應(yīng) 用于現(xiàn)有城市生活污水處理工藝的升級改造，提高出水水質(zhì)，減少氮營養(yǎng)化的排放，具有良 好的應(yīng)用前景。在單一反應(yīng)器中能實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化過程，具有減少有機(jī)負(fù)荷和曝氣量， 降低基建和運(yùn)行費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)，且能夠達(dá)到良好的脫氮效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖2是不同時(shí)期填料上生物膜生長情況及其掃描電鏡圖片：A/B，增長期；C/D，成 熟期。
[0021] 圖3是移動床生物膜反應(yīng)器去除有機(jī)物能力：單個(gè)周期運(yùn)行情況（A)，整體運(yùn)行情 況⑶。
[0022] 圖4移動床生物膜反應(yīng)器單個(gè)周期脫氮能力：初始掛膜階段（A)、掛膜成熟階段 ⑶。
[0023] 圖5移動床生物膜反應(yīng)器整體運(yùn)行脫氮能力。
[0024] 圖6生物膜掛膜過程中DGGE圖譜（左）及條帶相似性示意圖（右）。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施 例。
[0026] -種移動床生物膜反應(yīng)器，包括罐體1、進(jìn)水桶4、蠕動泵3、曝氣砂頭2和空氣曝 氣機(jī)5,罐體1側(cè)壁上部設(shè)置取樣口 6,罐體1側(cè)壁中部設(shè)置出水口 7,出水口 7上設(shè)置出水 口電磁閥9,罐體1側(cè)壁下部設(shè)置進(jìn)水口 8,進(jìn)水桶4通過軟連接到進(jìn)水口 8,蠕動泵3設(shè)置 在進(jìn)水桶4與進(jìn)水口 8之間的軟管上，曝氣砂頭2設(shè)置在罐體1底部，曝氣砂頭2通過軟管 與空氣曝氣機(jī)相5連，其特征在于：罐體內(nèi)裝填有填料，填料為K3型填料，K3型填料的直徑 為2. 5cm，高度為1. lcm，材質(zhì)為聚丙烯，還包括時(shí)間控制器10,時(shí)間控制器10與蠕動泵3、 空氣曝氣機(jī)5和出水口電磁閥9相連，填料在罐體中的填充率為40%。
[0027] 使用時(shí)，通過空氣曝氣機(jī)和曝氣砂頭提供反應(yīng)器運(yùn)行所需氧氣并使內(nèi)部懸浮填料 轉(zhuǎn)動，填料材質(zhì)選用聚丙烯，其填充率為40%，填料密度與水相近，因此在充滿氣泡的污水 中，能夠隨著水流和氣流上下翻滾，實(shí)現(xiàn)污水中的物質(zhì)與填料內(nèi)外表面充分接觸。
[0028] 上述移動床生物膜反應(yīng)器處理污水的方法，主要包括以下步驟：①將污水儲存于 進(jìn)水桶中4,控制進(jìn)水桶4中的污水D0濃度在3?4mg · Γ1 ;②啟動蠕動泵3,向罐體1中 輸送污水，并通過時(shí)間控制器10,控制進(jìn)水時(shí)間；③啟動空氣曝氣機(jī)5,通過曝氣砂頭2向 罐體1中通氣，并通過時(shí)間控制器10,控制曝氣時(shí)間；④停止曝氣，靜置一段時(shí)間；⑤處理結(jié) 束，啟動出水口電磁閥9,排出處理過的污水，并通過時(shí)間控制器10,控制排水時(shí)間。
[0029] 作為改進(jìn)，移動床生物膜反應(yīng)器運(yùn)行單個(gè)周期為12h，其中進(jìn)水時(shí)間為15min，曝 氣時(shí)間為7. 5h，靜置時(shí)間為4h，排水時(shí)間為15min。
[0030] 填料的選擇
[0031] 填料為K3型，其參數(shù)如下表所示。K3型填料在掛膜后，在其外表面形成好氧作用 區(qū)域，在填料內(nèi)部，因生物膜的生長使內(nèi)部空間非常狹小，形成厭氧作用區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)了 在單一反應(yīng)器內(nèi)能達(dá)到同時(shí)具有好養(yǎng)和缺氧環(huán)境。在填料表面好氧作用區(qū)域，好氧自養(yǎng)型 亞硝化菌、硝化菌將污水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽氮或硝酸鹽氮，然后在填料內(nèi)部厭氧區(qū) 域，反硝化細(xì)菌將亞硝酸鹽和硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，從而達(dá)到脫氮的目的。
[0032]

【權(quán)利要求】
1. 一種移動床生物膜反應(yīng)器，包括罐體、進(jìn)水桶、蠕動泵、曝氣砂頭和空氣曝氣機(jī)，所述 罐體側(cè)壁上部設(shè)置取樣口，所述罐體側(cè)壁中部設(shè)置出水口，所述出水口設(shè)置出水口電磁閥， 所述罐體側(cè)壁下部設(shè)置進(jìn)水口，所述進(jìn)水桶通過軟管連接到所述進(jìn)水口，所述蠕動泵設(shè)置 在所述進(jìn)水桶與所述進(jìn)水口之間的軟管上，所述曝氣砂頭設(shè)置在所述罐體底部，所述曝氣 砂頭通過軟管與空氣曝氣機(jī)相連，其特征在于：所述罐體內(nèi)裝填有填料，所述填料為K3型 填料。
2. 如權(quán)利要求1所述一種移動床生物膜反應(yīng)器，其特征在于：所述K3型填料的直徑為 2. 5cm，高度為 1. lcm。
3. 如權(quán)利要求1或2所述一種移動床生物膜反應(yīng)器，其特征在于：所述K3型填料的材 質(zhì)為聚丙細(xì)。
4. 如權(quán)利要求1或2所述一種移動床生物膜反應(yīng)器，其特征在于：還包括時(shí)間控制器， 所述時(shí)間控制器與蠕動泵、空氣曝氣機(jī)和出水口電磁閥相連。
5. 如權(quán)利要求1或2所述一種移動床生物膜反應(yīng)器，其特征在于：所述填料在所述罐 體中的填充率為40%。
6. -種如權(quán)利要求4所述的移動床生物膜反應(yīng)器處理污水的方法，主要包括以下步 驟： 1) 將污水儲存于所述進(jìn)水桶中； 2) 啟動所述蠕動泵，向所述罐體中輸送污水，并通過所述時(shí)間控制器，控制進(jìn)水時(shí)間； 3) 啟動所述空氣曝氣機(jī)，通過所述曝氣砂頭向所述罐體中曝氣，并通過所述時(shí)間控制 器，控制曝氣時(shí)間； 4) 停止曝氣，靜置一段時(shí)間； 5) 處理結(jié)束，啟動所述出水口電磁閥，排出處理過的污水，并通過所述時(shí)間控制器，控 制排水時(shí)間。
7. -種如權(quán)利要求6所述的移動床生物膜反應(yīng)器處理污水的方法，其特征在于：所述 移動床生物膜反應(yīng)器運(yùn)行單個(gè)周期為12h，其中所述進(jìn)水時(shí)間為15min，所述曝氣時(shí)間為 7. 5h，所述靜置時(shí)間為4h，所述排水時(shí)間為15min。
8. -種如權(quán)利要求6所述的移動床生物膜反應(yīng)器處理污水的方法，其特征在于：控制 所述進(jìn)水桶中的污水DO濃度在3?4mg · L'
【文檔編號】C02F3/08GK104150586SQ201410407361
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】石先陽, 丁進(jìn), 鄧國志 申請人:安徽大學(xué)