申请日2014.10.28
公开(公告)日2016.06.01
IPC分类号C02F3/08
摘要
本发明公开了一种使用混合悬浮载体的生物膜法废水处理方法，所述方法包括：将待处理废水依次在生化反应池和沉淀池中进行处理，排出沉淀池的上清液，并将沉淀池底部的污泥至少部分返回至生化反应池，其中，在生化反应池中放置1#悬浮载体和2#悬浮载体，并在生化反应池底部安装曝气供氧设备，所述1#悬浮载体为有机材料悬浮载体，所述2#悬浮载体为无机材料悬浮载体。本发明的方法能够有效降低处理得到的出水中的悬浮物含量，具有优异的废水处理效果，而且具有挂膜启动速度快、处理效率高和节省占地面积等优点。
权利要求书
1.一种使用混合悬浮载体的生物膜法废水处理方法，其特征在于，所述方法包括：将待处理废水依次在生化反应池和沉淀池中进行处理，排出沉淀池的上清液，并将沉淀池底部的污泥至少部分返回至生化反应池，其中，在生化反应池中放置1#悬浮载体和2#悬浮载体，并在生化反应池底部安装曝气供氧设备，所述1#悬浮载体为有机材料悬浮载体，所述2#悬浮载体为无机材料悬浮载体。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：将沉淀池底部未返回至生化反应池的污泥进行清洗回收处理，回收得到2#悬浮载体，并将回收得到的2#悬浮载体返回至生化反应池中再次使用。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述1#悬浮载体为一次性放置，以堆积体积计，生化反应池中1#悬浮载体的填充率为10-70%，优选为25-45%。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述2#悬浮载体在处理过程中连续或定期补加，在处理开始前，以生化反应池每立方米的有效容积计，在生化反应池中放置的2#悬浮载体的量为0.5-50kg;在处理开始后，以每处理1立方米的废水计，在生化反应池中补加的2#悬浮载体的量为0.02-2Kg。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述1#悬浮载体为柱状悬浮载体或者球状悬浮载体，所述柱状悬浮载体的直径为0.5-15cm，优选为0.5-5cm，所述柱状悬浮载体的厚度为0.2-10cm，优选为0.3-3.0cm;所述球状悬浮载体的直径为0.5-15cm，优选为0.5-6cm。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述1#悬浮载体的有机材料包括聚乙烯和/或聚丙烯。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述2#悬浮载体包括陶粒、沸石、活性炭、火山岩和无烟煤中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述2#悬浮载体的粒径为0.01-0.9mm，优选为0.05-0.4mm。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，生化反应池的COD负荷为0.2-20KgCOD/m3·d，优选为1-4KgCOD/m3·d。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在生化反应池中进行处理的条件包括：生化反应池的水力停留时间为2-50h，优选为8-25h。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在沉淀池中进行处理的条件包括：沉淀池的水力停留时间为45-200min，优选为80-120min。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，沉淀池底部的污泥的回流比为10-300%，优选为20-100%。
13.根据权利要求2所述的方法，其中，所述清洗回收处理的方法包括机械清洗回收处理和/或化学清洗回收处理。
说明书
一种使用混合悬浮载体的生物膜法废水处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体地，涉及一种使用混合悬浮载体的生物膜法废水处理方法。
背景技术
废水生化处理方法分为活性污泥法和生物膜法两种基本类型。生物膜法可以分为固定床生物膜法和流动床生物膜法，根据负载微生物的载体在流动床生物膜反应器中的运动状态，流动床生物膜法又可分为流化床生物膜法和悬浮床生物膜法。由于流化床生物膜法的动力消耗过大，操作控制复杂，限制了其在废水生化处理中的推广应用。
悬浮床生物膜法没有流化床生物膜法的上述缺点，并得益于有机化工材料加工技术的突飞猛进，近年来得到了快速的发展。悬浮床生物膜法是在生化反应池内装填一定数量比重(比重即为微生物载体的密度与水的密度之比)接近1的微生物载体，利用生长在载体生物膜中及游离于载体的微生物和充分供应的氧气，通过生化作用，将废水中的污染物同化分解，达到废水净化目的。悬浮床生物膜法的代表性工艺是移动床生物膜反应器(MovingBedBiofilmReactor，简称MBBR)工艺。
目前应用的悬浮床生物膜法装置使用单一的微生物载体，载体一般以聚乙烯、聚丙烯等有机材料加工而成，具体形状、大小则变化多样。为改善微生物载体的使用性能(如比表面积、粗糙度、表面带电性等)，近年来相关技术研发人员提出了一些对悬浮载体改性的制造方法，这些方法多以在载体制备原料中添加部分无机材料为主。
悬浮床生物膜法装置运行过程中为使微生物载体保持均匀悬浮状态，需要较强的曝气强度，因此生化反应池内的冲刷力较强，生物膜易从载体表面脱落，由此带来的有利效果是悬浮床生物膜法具有部分活性污泥法的特征;不利的影响是脱落的生物膜与传统活性污泥絮体相比，较为细碎、松散，沉降性能较差，由此造成处理出水中悬浮物不但浓度较高且不易沉降分离。实际应用中为保证水中悬浮物的去除，悬浮床生物膜法装置出水往往需要进行进一步的混凝沉淀处理。
现有技术中已有多篇关于悬浮床生物膜法应用及载体制作方面的专利申请及文献报道。例如：
CN101565238A(一种新型内循环移动床生物膜反应器)公开了一种新型内循环移动床生物膜反应器。反应器分为缺氧区和好氧区，中间由三层组合穿孔板隔开，组合穿孔板顶部设置孔率调节螺栓，用于孔率调节。反应器内部填充悬浮填料。缺氧区前端底部安装潜流泵，中间设置导流板，在潜流泵的推动作用下，缺氧区内形成顺时针水力环流;好氧区后端底部安装曝气头，中间设置导流板，在曝气的作用下，好氧区内形成逆时针水力环流。在两区对向环流带动下，混合液从好氧区内循环回流到缺氧区，高效去除有机物的同时，实现营养元素氮的硝化反硝化脱除。反应器前端底部设置进水口，后端顶部设置溢流堰和出水口，底部设置排泥口。反应器结构紧凑，处理效率高。
CN103466787A(复合式曝气移动床生物膜反应器)公开了一种复合式曝气移动床生物膜反应器，包括顶端一侧开设有检修孔的反应器主体，反应器主体的侧壁上设置有与反应器主体内腔连通的进水管和出水管，反应器主体内设置有循环导流板，所述循环导流板一侧靠近反应器主体内部底端处设置有穿孔管曝气系统，穿孔管曝气系统上方设置有微孔曝气系统，反应器主体内顶部设置有防止悬浮填料浮于反应器内液面之上的反冲洗系统。在传统移动生物膜反应器的基础上，对曝气系统进行改善、升级，并且增加反冲洗系统。通过增加简单的管道系统，解决了传统移动床生物膜反应器内部悬浮填料沉积池底、“爬壁”上浮、溶解氧不足等难题，更加完善了移动床生物膜反应器的实际应用。
CN101066800A(改性微生物膜载体)提出了一种使用三种原料(高密度聚乙烯、1号料、2号料)制造生物膜载体的方法。其中1号料为如下成分的混合物颗粒：废石粉、焦炭粉、矿渣粉、铁粉、高密度聚乙烯，2号料为如下成分的混合物颗粒：矿渣粉、滑石粉、铁粉、高密度聚乙烯。本发明的微生物膜载体湿密度接近于水，表面亲水性强，微生物附着性好、挂膜容易、不易脱落，长时间运转无污泥堵塞现象，生物膜活性高，膜薄厚度仅在10-200μm，显著地提高了其对氮磷的去除率，污泥沉淀性能好，污泥产生量少，比原有活性污泥法产生量少40-80%，处理效率提高了30-50%，运行费用降低30%;使用寿命可长达50年，投入反应池中不需更换和人工维护。
CN102827410A(生物亲和亲水磁性悬浮填料及其制备方法)公开了一种生物亲和亲水磁性悬浮填料，解决现有技术中的填料除污效果不佳的问题。该发明主要含有下列重量份数的组分：高密度聚乙烯66.2-91.7、活性炭3-5、聚乙烯醇2-5、四氧化三铁2-5、淀粉1-3、石蜡1-2、甲壳素0.2-2、铝酸脂偶联剂0.2-2，还包括≤0.2并>0重量份的炭黑;该专利申请还提供了生物亲和亲水磁性悬浮填料的制备方法。该专利申请的填料挂膜速度快、微生物数量多、耐冲击稳定性好、剩余污泥少的特点。
《移动床生物膜反应器在污水处理中的应用》(西安文理学院学报-自然科学版，2011年第2期)中介绍了移动床生物膜反应器的工艺原理以及不同于其他生物膜反应器的工艺特点，讨论了MBBR中填料的材质、大小、形状、比重、数量及其有效比表面积、搅拌类型和搅拌方式、有机负荷的大小、水力停留时间等因素对移动床生物膜反应器运行效果的影响，综述了单独MBBR工艺、MBBR与活性污泥共池的工艺、MBBR与其他工艺的组合工艺在污水处理中的应用现状，指出了该项技术的发展方向和趋势。
但是，实践证明，利用上述常规悬浮载体的生物膜法废水处理方法处理得到的出水中悬浮物的含量仍然较高，仍需进一步处理以降低悬浮物的含量。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术方法中使用常规悬浮载体的生物膜法废水处理方法处理得到的出水中悬浮物的含量较高的缺陷，提供一种使用混合悬浮载体的生物膜法废水处理方法，该方法能够有效降低处理得到的出水中的悬浮物含量，具有优异的废水处理效果，而且具有挂膜启动速度快、处理效率高和节省占地面积等优点。
本发明的发明人在研究中意外发现，在使用悬浮载体的生物膜法废水处理方法中，将待处理废水依次在生化反应池和沉淀池中进行处理，通过在生化反应池中同时放置1#悬浮载体(即有机材料悬浮载体)和2#悬浮载体(即无机材料悬浮载体)并在生化反应池底部安装曝气供氧设备、排出沉淀池的上清液并将沉淀池底部的污泥至少部分返回至生化反应池的方式，能够有效降低处理得到的出水中的悬浮物含量，具有优异的废水处理效果，并且具有挂膜启动速度快、处理效率高和节省占地面积等优点。
因此，为了实现上述目的，本发明提供了一种使用混合悬浮载体的生物膜法废水处理方法，所述方法包括：将待处理废水依次在生化反应池和沉淀池中进行处理，排出沉淀池的上清液，并将沉淀池底部的污泥至少部分返回至生化反应池，其中，在生化反应池中放置1#悬浮载体和2#悬浮载体，并在生化反应池底部安装曝气供氧设备，所述1#悬浮载体为有机材料悬浮载体，所述2#悬浮载体为无机材料悬浮载体。
由于2#悬浮载体(即无机材料悬浮载体)的存在，本发明的方法不但克服了使用常规悬浮载体的生物膜法废水处理方法处理得到的出水中悬浮物含量较高的缺点，而且具有挂膜启动速度快、处理效率高和节省占地面积等优点：
1)小颗粒无机材料悬浮载体的存在可以改善生化反应池出水中生物絮体的沉降性能，从而提升沉淀池的固液分离能力，克服了常规载体流态化生物膜反应器处理出水中悬浮物含量高的缺点，具有优异的废水处理效果。
2)由于无机材料悬浮载体表面带正电，易于微生物的附着生长，在启动挂膜期间可以使生化反应池中留住更多的微生物絮体，从而有利于系统整体的快速挂膜启动。
3)由于小颗粒无机材料悬浮载体在生化反应池中作为游离微生物絮体的聚集核心和生物膜的载体，提高了生化反应池中微生物的总量，既有助于提高生化反应池对废水中污染物的精细化处理程度，又可以提高污染物的去除速度，从而可以提高系统的整体处理效率、节省占地面积。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
