申请日2014.10.28
公开(公告)日2016.06.01
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种利用载体流态化生物膜反应器处理废水的方法，所述方法包括：将待处理废水依次在生化反应池、混合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，在生化反应池出水中投加活性炭并在混合池中混合均匀。本发明的方法能够有效降低处理后得到的出水中的悬浮物含量，具有优异的废水处理效果，并且具有挂膜速度快、抗冲击能力强、处理效果好、运行管理方便等优点。
权利要求书
1.一种利用载体流态化生物膜反应器处理废水的方法，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、混合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，在生化反应池出水中投加活性炭并在混合池中混合均匀。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，相对于每升生化反应池出水，在生化反应池出水中投加的活性炭的量为25-2500mg，优选为50-500mg。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述活性炭为粉末活性炭，粒径为30-300目，优选为50-150目。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在生化反应池中进行处理的方式包括：在生化反应池中放置悬浮载体并在生化反应池底部安装曝气供氧设备。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述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;以堆积体积计，生化反应池中悬浮载体的填充率为10-70%，优选为25-45%。
6.根据权利要求4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。
7.根据权利要求4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。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在混合池中进行处理的条件包括：混合池的水力停留时间为5-60min，优选为10-30min。
9.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45-240min，优选为80-120min。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，沉淀池底部的污泥的回流比为15-300%，优选为25-100%。
说明书
一种利用载体流态化生物膜反应器处理废水的方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体地，涉及一种利用载体流态化生物膜反应器处理废水的方法。
背景技术
载体流态化生物膜反应器是一种用于废水处理的生物膜法废水生化处理装置，即在生物氧化反应池内装填一定数量比重(比重即为生物膜悬浮载体的密度与水的密度之比)接近1的生物膜悬浮载体，利用生长在悬浮载体上的生物膜和充分供应的氧气，通过生物氧化作用，将废水中的污染物氧化分解，达到废水净化目的。载体流态化生物膜法生化处理工艺具有一般生物膜法的优点，即具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点，自出现以来得到了越来越多的重视，目前已经被广泛应用于各行各业的污水处理系统。
载体流态化生物膜法生化处理装置运行过程中为使悬浮载体保持均匀流态化，需要较强的曝气强度，因此生物氧化反应池内的冲刷力较强，微生物膜容易从载体表面脱落，而脱落的生物膜与活性污泥相比，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，载体流态化生物膜法生化处理装置出水往往需要进行进一步的混凝沉淀处理。但是，在混凝沉淀处理后的出水中悬浮物的含量仍然较高。
与生物膜法相对应的另一种生化处理方法是活性污泥法，活性污泥法相对于生物膜法的一个特点是处理精细化程度相对较高。“活性污泥-粉末活性炭工艺”(即PowderedActivatedCarbonTreatmentProcess，简记为PACT工艺)是一种活性污泥法的改进工艺，该工艺通过往生化池中投加粉末活性炭，利用粉末活性炭与活性污泥中的微生物共同作用，加大对污染物的去除。“活性污泥-粉末活性炭”工艺处理效果好，在工业废水和城市污水处理领域均得到了较多应用。现有技术中已有多个相关的专利申请及文献报道。例如：
专利申请CN103086503A(PACT工艺、装置及其活性炭-微生物菌胶团培养方法)提出了一种PACT工艺、装置及其活性炭-微生物菌胶团培养方法，通过选取活性污泥培养成熟后，投加粉末活性炭，以粉末活性炭为核心，微生物包裹活性炭而形成活性炭-微生物菌胶团絮体，并进行驯化，增加粉末活性炭的比重，增加了其沉淀性。该PACT工艺装置增加污泥回流池，在污泥回流池内投加粉末活性炭，使粉末活性炭与微生物能够在污泥回流池内形成活性炭-微生物菌胶团，延长粉末活性在水处理系统的停留时间;污泥回流池的污泥通过提升泵提升入好氧池前端污水进水处，增加污泥与污水的混合，延长粉末活性炭在好氧池里的停留时间，增强处理效果。
专利申请CN102616922A(一种可再生循环利用粉末活性炭处理难生物降解废水的PACT新工艺)提出了一种可再生循环利用粉末活性炭处理难生物降解废水的PACT新工艺，包括以下步骤：1)将在二沉池中沉淀下来的粉末活性炭和生物活性污泥抽出;2)对步骤1)抽出的粉末活性炭和生物活性污泥进行脱水处理;3)对步骤2)得到的脱水后的粉末活性炭和生物活性污泥依次进行干燥、干馏和活化处理，使粉末活性炭吸附的有机物分解挥发，生物活性污泥热解为活性炭;4)将步骤3)得到的产物磨粉后作为再生粉末活性炭投入生化池使用。该专利申请中，粉末活性炭随着生物活性污泥脱水后经干燥、干馏和活化处理而再生，同时生物活性污泥热解为活性炭，达到了回收利用粉末活性炭及生物活性污泥的目的。
专利申请CN101376538A(粉末活性炭强化内置束式膜生物反应器)提出了一种采用投加粉末活性炭来强化膜生物反应器的处理工艺，工艺中采用一种新型束式中空纤维膜组件。通过粉末活性炭的投加，使生物系统更容易形成具有良好沉淀性能的颗粒状污泥，减少中空纤维膜的污堵。同时粉末活性炭和膜生物反应器产生协同效应，可将废水中难生物降解的有机物进行吸附降解，提高系统处理能力和出水水质。特殊设计的束式中空纤维膜组件，在运行中可以充分排散空气、防止污泥堵塞，气洗效果好、出水通量稳定。
《PACT工艺研究进展及应用中应注意的问题》(工业水处理，2000年第20卷第1期)中概括介绍了粉末活性炭-活性污泥法的产生、工艺流程、特点、作用机理探讨、去除污水中有机优先污染物的动力学模型以及应用PACT工艺应注意的几个问题。
但是，活性污泥法存在污泥膨胀问题，自动化控制程度较低，不利于运行操作管理。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术方法中常规载体流态化生物膜反应器处理出水经沉淀处理后悬浮物含量仍然很高、活性污泥法不利于运行操作管理的缺陷，提供一种利用载体流态化生物膜反应器处理废水的方法，该方法不但克服了常规载体流态化生物膜反应器处理出水经沉淀处理后悬浮物含量仍然很高的缺点，而且具有挂膜速度快、抗冲击能力强、处理效果好、运行管理方便等优点。
本发明的发明人在研究中意外发现，在利用载体流态化生物膜反应器处理废水的方法中，将待处理废水依次在生化反应池、混合池和沉淀池中进行处理，通过在生化反应池出水中投加活性炭并在混合池中混合均匀、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，并且具有挂膜速度快、抗冲击能力强、处理效果好、运行管理方便等优点。
因此，为了实现上述目的，本发明提供了一种利用载体流态化生物膜反应器处理废水的方法，所述方法包括：将待处理废水依次在生化反应池、混合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，在生化反应池出水中投加活性炭并在混合池中混合均匀。
由于活性炭的投加和回流使用，本发明的利用载体流态化生物膜反应器处理废水的生化处理方法具有如下优点：
1)活性炭的存在可以改善生化反应池出水中生物絮体的沉降性能，提升固液分离能力，从而克服了常规载体流态化生物膜反应器处理出水悬浮物含量高的缺点，具有优异的废水处理效果。
2)挂膜速度快：由于活性炭比表面大，易于微生物的附着生长，在载体挂膜期间可以使生化反应池中留住更多的微生物絮体，从而有利于悬浮载体的快速挂膜。
3)抗冲击能力强：由于活性炭具有强大的吸附能力，当生化反应池进水水质出现恶化时，活性炭可以吸附更多污染物质并随水质转好缓慢释放到生化反应池，从而起到较强的抗冲击保护作用。
4)处理效果好：由于活性炭具有强大的吸附能力，可以吸附水中一部分不易生物降解的污染物;同时活性炭在生化反应池中作为游离微生物絮体的聚集核心，提高了生化反应池中游离微生物絮体的含量，有助于提高生化反应池对水中污染物的精细化处理程度，从而可以提高系统的整体处理效果。
5)运行管理方便：本发明工艺为生物膜法，不存在活性污泥法的污泥膨胀问题;同时采用悬浮载体的生物膜反应器自动化控制程度高，从而简化了运行操作管理。
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。
