申请日2020.09.10
公开（公告）日2021.02.12
IPC分类号C02F3/00
摘要
本发明公开一种新型生物复合填料及其制备方法和应用，该新型生物复合填料包括填料基体和活性污泥，填料基体为三维立体弹性填料，填料基体中有众多不规则形状的孔隙，孔隙孔径为2‑10mm，孔隙之间相互连通，活性污泥附着在填料基体表面或填充在填料基体的孔隙中。本发明采用软性或半软性亲水填料作为基底填料，为活性污泥提供附着场所，通过不同的培养方式，形成一种新型生物复合填料，三维立体的多孔隙结构为活性污泥提供附着场所，实现快速挂膜，且该填料弹性的特性便于脱膜，不易堵塞，可以有效恢复填料的有效反应容积，提高生化反应系统的水力负荷，此外，该复合填料可以通过投加活性污泥反复利用，节约运行成本。
权利要求书
1.一种新型生物复合填料，其特征在于，包括填料基体和活性污泥，所述填料基体为三维立体弹性填料，填料基体中有众多不规则形状的孔隙，孔隙孔径为2-10mm，孔隙之间相互连通，所述活性污泥附着在填料基体表面或填充在填料基体的孔隙中；
填料基体为弹性聚氨酯材料，填料基体的孔隙率为90％以上，所述活性污泥的填充率为100％；
所述活性污泥主体为硝化菌或反硝化菌的菌胶团。
2.一种如权利要求1所述的新型生物复合填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照污水处理的类型选择合适的活性污泥；
S2、将填料基体投入反应池中，同时投加稀释后的活性污泥；
S3、对反应池进行曝气，然后注入新鲜污水，对微生物进行培养；
S4、控制曝气量和进水量，同时控制培养温度，连续培养若干天后填料基体表面或孔隙中附着丰富的菌胶团，得到生物复合填料。
3.根据权利要求2所述的新型生物复合填料的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中曝气采用持续曝气或闷曝方式进行。
4.根据权利要求3所述的新型生物复合填料的制备方法，其特征在于：所述闷曝为只曝气而未进水的曝气方式，闷曝2-3天后停止曝气，静沉1h再注入新鲜污水。
5.根据权利要求4所述的新型生物复合填料的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中闷曝期间向培养池中投加污泥所需营养物质，营养物质的质量比为COD:N:P＝100:5:1。
6.一种如权利要求1所述的新型生物复合填料在污水处理中的应用，其特征在于，在污水处理过程中，随着系统的运行，填料污泥量增大，出水水质变差，可采用挤压方式对老化的生物膜进行脱膜，所述挤压方式包括浅层挤压和深层挤压，由系统自动控制挤压方式和挤压频率。
说明书
一种新型生物复合填料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体的是一种新型生物复合填料及其制备方法和应用。
背景技术
污水处理需对污水中的悬浮物、有机物等杂质进行过滤，常用的还需要进行生化反应。填料在水处理中有着广泛的应用，无论是好氧、兼性厌氧还是厌氧的过程中，都发挥着重要的作用。在生物处理技术中，填料是影响处理效果的关键因素之一。填料为微生物提供附着生长的载体，微生物在填料表面附着并生长繁殖形成了生物膜。微生物附着在填料上稳定生存，污水中的污染物被微生物吸收转化实现去除。填料是反应器中生物膜与污水接触的场所，污水在填料孔隙间曲折流动形成再分布，促使水流在滤池横截面上分布更为均匀。此外，填料对于水中的悬浮物有一定的截留作用，使出水中悬浮物的浓度减少。
目前，常用的填料有黏土陶粒、沸石、膨胀球形黏土等，上述填料在生化反应系统中作为生物膜的载体，同时兼有截留悬浮物质的作用，直接影响生化反应系统的效果。在长时间运行过程中，填料中生物膜的生长、老化及对悬浮物的拦截、堆积会导致填料堵塞，降低处理效率，造成系统阻力变大、水质变差等缺陷。在后期处理中，上述填料中的污泥不易脱落，容易出现沉积、死角等缺陷。传统处理方法采取的是加大曝气量或加水反冲洗等处理方式对填料进行清洗脱膜，但常常处理不彻底，普遍存在处理效率低、能耗高、水处理成本高等不足。
发明内容
为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种新型生物复合填料，选用多孔三维立体弹性填料作为基底，与活性污泥培养复合形成一种新型生物填料，具有微生物快速挂膜功能，同时可采用挤压方式对老化的生物膜进行脱膜。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种新型生物复合填料包括填料基体和活性污泥，填料基体为三维立体弹性填料，其中有众多不规则形状的孔隙，孔隙孔径为2-10mm，孔隙之间相互连通，活性污泥附着在填料基体表面或填充在填料基体的孔隙中；
填料基体为弹性聚氨酯材料，填料基体的孔隙率为90％以上，活性污泥的填充率为100％；
活性污泥主体为硝化菌或反硝化菌的菌胶团。
一种新型生物复合填料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照污水处理的类型选择合适的活性污泥；
S2、将填料基体投入反应池中，同时投加稀释后的活性污泥；
S3、对反应池进行曝气，然后注入新鲜污水，对微生物进行培养；
S4、控制曝气量和进水量，同时控制培养温度，连续培养若干天后填料基体表面或空隙中附着丰富的菌胶团，得到生物复合填料。
优选地，步骤S3中曝气采用持续曝气或闷曝方式进行。
优选地，闷曝为只曝气而未进水的曝气方式，闷曝2-3天后停止曝气，静沉1h再注入新鲜污水。
优选地，步骤S3中闷曝期间向培养池中投加污泥所需营养物质，营养物质的质量比为COD:N:P＝100:5:1。
一种新型生物复合填料在污水处理中的应用，在污水处理过程中，随着系统的运行，填料污泥量增大，出水水质变差，可采用挤压方式对老化的生物膜进行脱膜，挤压方式包括浅层挤压和深层挤压，由系统自动控制挤压方式和挤压频率。
本发明的有益效果：
1、本发明通过培养活性污泥的方式使得基底填料与微生物形成一种生物复合型填料。由于基底填料中均匀连通的孔隙，活性污泥在其中快速分散并附着，促进污泥中微生物的生长繁殖，此时填料表面包裹缠绕的活性污泥在生化反应系统中给予了微生物有利的生存环境，微生物能够更加紧密的附着在填料孔隙中，由此形成一种具有微生物快速挂膜功能的新型生物复合填料。当该填料投入生化反应系统中使用，完整的生物膜快速形成促进了微生物对于污染物的降解，脱氮除磷的效率高且兼具截留悬浮物的作用。当体系中曝气系统开启，填料对于气泡有一定的切割作用，促使布气更为均匀，调节微生物生长环境中溶解氧的均匀程度。此外，可以根据出水水质设计要求，控制活性污泥种类的选择，实现填料作为硝化、反硝化或同步硝化反硝化的反应载体。
2、本发明新型生物复合填料在污水处理中当生化反应系统反应时间不断增加，该填料弹性的特性便于脱膜，不易堵塞，可以有效恢复填料的有效反应容积，提高生化反应系统的水力负荷。该填料被充分利用，简易的脱膜方式可以将产生的污泥、悬浮物或老化生物膜等杂质排出，稳定出水通量及出水水质。此外，通过投加活性污泥反复利用，节约运行成本等。
（发明人：金爽;张令;余俊峰;张锋;郝杰;王琦）
