用于人工濕地污水處理的填料掛膜處理工藝和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于人工濕地保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種人工濕地污水處理的填料掛膜處理工藝和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)階段，我國水資源短缺現(xiàn)象十分嚴(yán)重，控制污水的污染物總量成為我國水污染控制的主要目標(biāo)，同時，把污水作為新的水資源，已逐漸成為可持續(xù)發(fā)展新理念。人工濕地系統(tǒng)是一個綜合性的生態(tài)系統(tǒng)，具有緩沖容量大、處理效果好。一般可達(dá)到二級和高級水平。它應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生原理，結(jié)構(gòu)與功能相關(guān)原則。在促進(jìn)水中污染物質(zhì)良性循環(huán)的前提下充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境的再污染。獲得污水處理與資源化的最佳效益。實踐工程表明，目前雖然有許多已知人工濕地設(shè)計模型，但這些模型都存在著不足之處，不能完全描述人工濕地在不同區(qū)域的性能，因此，不同區(qū)域特征的不確定性使得這些模型缺乏普遍性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，通過多年的研究和實驗，得到一種新的用于人工濕地污水處理的填料掛膜處理工藝和系統(tǒng)。本發(fā)明采用MUCT生物膜相工藝，即在反應(yīng)池中添加生物膜反應(yīng)器。本發(fā)明采用的脫氮除磷工藝為MUCT，采用的生物膜反應(yīng)器為生物膜固定床反應(yīng)器，固定床反應(yīng)器中添加的填料為纖維束填料。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]一種用于人工濕地污水處理的填料掛膜處理工藝，其包括如下步驟:
[0006](I)構(gòu)建 MUCT 裝置:
[0007]MUCT由5個功能區(qū)組成:水解酸化池、預(yù)缺氧池、厭氧池、缺氧池、好氧池；缺氧池和厭氧池內(nèi)設(shè)有攪拌裝置，在缺氧池和厭氧池進(jìn)水口放置一組復(fù)合填料懸掛床，水解酸化池出水口和入水口各放置一組復(fù)合填料懸掛床，好氧池內(nèi)放置4組填料固定床，池子底部放置暴氣設(shè)備；
[0008]將原有的二沉池省略，將好氧池出水口設(shè)置過濾膜，將污泥截留在好氧池中，污水經(jīng)處理后不需經(jīng)過二沉池直接流出，節(jié)省二沉池的基建費用。將初沉池改為水解酸化池，由于人工濕地污水中有機(jī)碳源底，經(jīng)過酸水解后將微生物難利用的有機(jī)大分子水解為小分子，增加廢水中微生物可利用碳源；
[0009]在水解酸化池中接種短乳桿菌(Lactobacillus breris)、脂環(huán)酸芽孢桿菌(Alicyclobacilus Wistzkey)，pH = 5.7 ?6.7，溫度:27°C?38°C，污泥停留時間為 8d，短乳桿菌和脂環(huán)酸芽孢桿菌為嗜酸菌，均能夠在酸性條件下生存，且能降解大分子有機(jī)物；
[0010]預(yù)缺氧池、缺氧池接種臘狀芽孢桿菌(Bacillus Cereus)、香魚假單胞菌(Pseudomona plecoylossicida)，溫度 36°C?43°C，pH = 6.6 ?8.4，污泥停留時間為 8d，臘狀芽孢桿菌和香魚假單胞菌均為兼性厭氧菌，能夠進(jìn)行反硝化作用，為污水進(jìn)行脫氮；
[0011]厭氧池接種乙醇嗜熱厭氧菌(Thermoanaerobacter ethanlicus)溫度39°C?45°C，pH = 6.5?7.4，為嚴(yán)格厭氧菌，污泥停留時間為8d，可在嚴(yán)格厭氧的條件下降解有機(jī)物，將廢水經(jīng)進(jìn)行脫氮除磷；
[0012]好氧池接種產(chǎn)脘絲酵母(Candida utilis)、固氮紅細(xì)菌(Rhodobacterazotoformans)、枯草芽抱桿菌枯草亞種(Bacillus subtilis subsp.subtilis),溫度:26°C?37°C，pH = 7.4?8.9，污泥停留時間為8d，降解有機(jī)物能力強(qiáng)，降低廢水的C0D，提高出水質(zhì)量；
[0013]所述每組懸掛式固定床設(shè)置四組束復(fù)合纖維絲生物載體；
[0014]所述復(fù)合纖維絲生物載體分為:
[0015]外夾層:活性碳纖維和丙綸混合的網(wǎng)布，在網(wǎng)布上編織玻璃纖維絲環(huán)狀圈；
[0016]內(nèi)芯:混合纖維絲辮帶，麻絲與聚酯纖維絲編織成辮帶；
[0017]由于進(jìn)水在工藝前段停留時間過長，增加缺氧池與厭氧池對有機(jī)碳源的過度消耗，造成好氧池碳源不足，因此在混合纖維絲中添加麻絲，為好氧池增加碳源。在外層毛圈的原料上，將玻璃纖維絲編制環(huán)狀圈，增加材料的韌性，增加環(huán)狀圈對水中氣泡的切割力度。在外層網(wǎng)布中添加活性碳纖維，利用活性碳纖維增加外層網(wǎng)微生物的附著。
[0018]所述復(fù)合纖維絲生物載體規(guī)格為:
[0019](I)復(fù)合填料束尺寸:Φ 17 X 188cm。根據(jù)反應(yīng)池深度設(shè)計填料尺寸，一般池深4m，復(fù)合填料設(shè)置為188cm，放置于反應(yīng)池中部，因此要小于池水深度。
[0020](2)環(huán)狀圈長度:5.2cm，即向外擴(kuò)展2.8cm。環(huán)狀圈直徑為3cm可以有力的切割水中氣泡。
[0021](3)外層網(wǎng)尺寸:Φ4Χ 188cm，保持一定外層網(wǎng)厚度，為好氧菌提供生存場所，提高填料的透氣效果。
[0022](4)內(nèi)部復(fù)合纖維束辮料尺寸:Φ 13 X 178cm，復(fù)合纖維束辮料直徑設(shè)置為13cm，為厭氧菌及兼性厭氧菌提供缺氧、厭氧場所生存。
[0023](5)外層網(wǎng)布網(wǎng)孔大小:1.8mm，網(wǎng)布孔徑設(shè)置為1.8mm，增加環(huán)狀圈分布密度，加強(qiáng)切割氣泡效果，同時能夠吸附氣泡，環(huán)狀圈也是微生物的附著場所，因此可以增加生物膜中的生物量。
[0024](2)人工濕地污水處理:
[0025]人工濕地污水進(jìn)入水解酸化池停留1.2?1.7小時，然后進(jìn)入?yún)捬醭赝Ａ?4?65min、然后進(jìn)入預(yù)缺氧池停留30?45min、然后進(jìn)入缺氧池停留5?25min、然后進(jìn)入好氧池停留35?50min ;缺氧池和厭氧池內(nèi)的攪拌裝置一直處于攪拌狀態(tài)；
[0026](3)處理后的人工濕地污水排放；
[0027]處理后的人工濕地污水經(jīng)排放口排出。
[0028]采用上述的工藝制備的填料掛膜處理系統(tǒng)，其水解酸化池接通人工濕地污水的排水口。
[0029]微生物的種類和反應(yīng)器內(nèi)水力停留時間對于厭氧COD的去除降解具有很明顯的影響。較高的流速可以增加反應(yīng)器內(nèi)的擾動，從而使污泥與廢水中的有機(jī)物的接觸更為充分，有利于提高去除率。但高流速的出水流經(jīng)常攜帶厭氧膜，減少了反應(yīng)器內(nèi)生物膜量。較低的流速可以增加污水與生物膜的接觸時間，使微生物能夠充分地吸收、降解污水中的營養(yǎng)物質(zhì)，提高處理效率；但是過低的流速也會導(dǎo)致部分微生物無法得到充足的營養(yǎng)物，若長期得不到充足營養(yǎng)，必將引起微生物內(nèi)源呼吸從而生物膜脫落。因此，為了獲得較好的處理效果，選取適當(dāng)水力停留時間是至關(guān)重要的。本發(fā)明從裝置，到微生物，到處理時的工藝進(jìn)行了全面的優(yōu)化，從而得到一種處理廢水非常優(yōu)異的工藝，其可以有效去除水中氮磷元素，并非常顯著的降低COD。
[0030]本發(fā)明的有益之處在于:
[0031]1、人工濕地污水中含有很高的氮磷元素，本發(fā)明的工藝和系統(tǒng)適合于人工濕地污水，可有效去除人工濕地污水中氮磷元素，并且顯著降低C0D。
[0032]2、本發(fā)明的工藝操作簡單，可以大范圍實施。
【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明的工藝圖。MUCT由5個功能區(qū)組成:水解酸化池、預(yù)缺氧池、厭氧池、缺氧池、好氧池；缺氧池和厭氧池內(nèi)設(shè)有攪拌裝置，在缺氧池和厭氧池進(jìn)水口放置一組復(fù)合填料懸掛床，水解酸化池出水口和入水口各放置一組復(fù)合填料懸掛床，好氧池內(nèi)放置4組填料固定床，池子底部放置暴氣設(shè)備。
【具體實施方式】
[0034]污水生物脫氮除磷是指在人工構(gòu)筑的反應(yīng)池里，利用高密度、高活性的微生物種群吸收轉(zhuǎn)化含氮磷元素的化合物，通過微生物同化作用轉(zhuǎn)化為細(xì)胞組成或通過異化作用轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)，經(jīng)凈化處理后，污水中含氮磷污染物的濃度達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。由于納污水體自凈能力有限，長期納污的累積效應(yīng)會使天然湖庫的污染負(fù)荷逐漸增加。水體中的氮經(jīng)生物轉(zhuǎn)化會變成氮氣，從污水中徹底去除掉。水體中的磷經(jīng)化學(xué)作用和生物化學(xué)作用從溶解態(tài)轉(zhuǎn)化成沉淀，累積在底泥中，當(dāng)條件改變時，沉積的磷又會溶解，再次釋放到水體中。
[0035]污水生物脫氮除磷工藝，通常是通過調(diào)節(jié)水力條件、基質(zhì)成分、溶解氧、電導(dǎo)率等條件，讓確化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、聚磷細(xì)菌等在工藝的不同反應(yīng)段增殖并成為優(yōu)勢種群，參與污水中氮磷的去除和轉(zhuǎn)化，一般都包括厭氧、好氧和污泥處理等操作環(huán)節(jié)。
[0036]UCT工藝與傳統(tǒng)的A2/0工藝的區(qū)別在于:二沉池泥水混合液沒有回流到厭氧池，而是回流到缺氧池，這樣，能有效防止回流液中的硝態(tài)氮進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)抑制聚磷菌(PAO)生長和釋磷，UCT工藝比傳統(tǒng)A2/0工藝除磷效率高，但無法避免進(jìn)水中的硝態(tài)氮對PAO的影響。同時，厭氧池因沒有污泥回流，污泥濃度和污泥沉降性能會受到影響。UCT工藝與傳統(tǒng)的A2/0工藝的區(qū)別在于:二沉池泥水混合液沒有回流到厭氧池，而是回流到缺氧池，這樣，能有效防止回流液中的硝態(tài)氮進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)抑制聚磷菌(PAO)生長和釋磷，UCT工藝比傳統(tǒng)A2/0工藝除磷效率高，但無法避免進(jìn)水中的硝態(tài)氮對PAO的影響。同時，厭氧池因沒有污泥回流，污泥濃度和污泥沉降性能會受到影響。
[0037]改良UCT脫氮除磷工藝是在UCT工藝基礎(chǔ)上，將缺氧池分割成兩個控制單元，增設(shè)了從缺氧池一到厭氧池的回流，保證了厭氧池的污泥濃度和水力停留時間。此時，系統(tǒng)包括好氧池末端至缺氧池二、缺氧池一至厭氧池的兩個內(nèi)回流，大大減少了進(jìn)入?yún)捬醭氐拇_態(tài)氮。膜生物反應(yīng)器(是膜分離技術(shù)與生物技術(shù)結(jié)合的新型污水處理技術(shù)，利用中空纖維膜或平板膜物理隔離凈化水和活性污泥，省掉二沉池，提高了活性污泥濃度，實現(xiàn)了水力停留時間和污泥停留時間的徹底分離，難降解的大分子物質(zhì)可以在反應(yīng)器中不斷與活性污泥接觸、最終被降解。
[0038]固定床生物膜反應(yīng)器，生物膜附著載體一般為軟性、半軟性填料和彈性立體填料，填料固定在反應(yīng)器內(nèi)，相對位置基本不變。根據(jù)液相流動方式，分為上流式和下流式。一般情況下，沒有去污效率高。優(yōu)點是不用反沖洗操作、污泥生成量小、動力消耗相對較小。
[0039]填料是生物膜法的核心，對提高生物膜反應(yīng)器的處理效率、降低運行成本具有至關(guān)重要的作用填料負(fù)載生物膜，為厭氧、兼性