專利名稱：用于微污染水源水生物預(yù)處理的絲瓜絡(luò)填料及預(yù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于微污染水源水生物預(yù)處理的絲瓜絡(luò)填 料及預(yù)處理方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)工業(yè)化的迅速發(fā)展，城市化規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及污廢水處理的滯后，導(dǎo)致水 源水水質(zhì)逐漸惡化，源水受污染的程度越來越嚴(yán)重，尤其溶解性有機(jī)物增多、nh4+-N濃度過 高等問題特別突出。溶解性有機(jī)物的增加，會(huì)使后續(xù)氯消毒過程中產(chǎn)生大量致畸、致癌、致 突變的消毒副產(chǎn)物。氨氮的存在會(huì)使水體產(chǎn)生富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。而現(xiàn)有的常規(guī)給水處理混 凝-沉淀-過濾-消毒工藝幾乎對(duì)溶解性有機(jī)物及氨氮沒有任何處理效果。因此，利用微 生物的作用，在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上對(duì)水源水進(jìn)行生物預(yù)處理，降低水中的有機(jī)物和氨氮是 當(dāng)前供水企業(yè)的理想選擇。目前微污染生物預(yù)處理工藝主要有生物濾池、生物流化床、生物活性炭、生物轉(zhuǎn)盤 以及生物接觸氧化法。從目前國(guó)內(nèi)外進(jìn)行的研究和工程實(shí)踐的總結(jié)可以看出，生物預(yù)處理 大多采用生物膜方法。而填料是生物膜預(yù)處理工藝的核心之一，它的性能對(duì)預(yù)處理工藝過 程的效率、能耗、穩(wěn)定性以及可靠性均有直接影響。填料的材料，要求比表面積大、空隙率 大、水力阻力小、強(qiáng)度大、化學(xué)和生物穩(wěn)定性好。目前微污染水源水常采用的填料主要是球型以及其它形狀的硬質(zhì)填料，如粘土燒 結(jié)成的陶粒和聚氯乙烯塑料、聚丙烯塑料、環(huán)氧玻璃鋼等，它們的共同缺點(diǎn)就在于掛膜速 度、掛膜量以及膜的緊密度上存在不足、運(yùn)行過程中經(jīng)常堵塞、反沖洗頻繁，能量浪費(fèi)高。而 以絲瓜絡(luò)為原料的軟性絲瓜填料具有比表面積大，空隙率大，親水性較好，有利于微生物固 著等優(yōu)點(diǎn)，在掛膜速度、掛膜量上有較明顯的優(yōu)勢(shì)。另外，軟性絲瓜絡(luò)填料獲取方便，原材料 價(jià)格便宜，制作簡(jiǎn)易，水力阻力小并且易生物降解，廢棄的填料基本不產(chǎn)生二次污染，因此 是一種優(yōu)良的生物膜載體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供用于微污染水源水生物預(yù)處理的絲 瓜絡(luò)填料及預(yù)處理方法。本發(fā)明所提供的用于微污染水源水生物預(yù)處理的絲瓜絡(luò)填料是通過以下具體步 驟制備的(1)選用成熟且表皮風(fēng)干的絲瓜，去皮、去籽后得到柱狀絲瓜絡(luò)，去除兩端較細(xì)不 規(guī)則的部分，將剩余部分剪成厚度為2cm的多個(gè)柱狀絲瓜絡(luò)；(2)用高強(qiáng)度玻璃纖維絲將上述制作的多個(gè)柱狀絲瓜絡(luò)系牢固并串聯(lián)在一起，各 柱狀絲瓜絡(luò)之間用厚度Icm的小皮管隔開以保持柱狀絲瓜絡(luò)之間距離，得到串聯(lián)絲瓜絡(luò)填 料；(3)依據(jù)生物反應(yīng)器的尺寸，將一串或多串上述制得的串聯(lián)絲瓜絡(luò)填料放入生物反應(yīng)器中，填料上下兩端分別固定在反應(yīng)器兩端的不銹鋼鋼絲網(wǎng)上。本發(fā)明所提供的絲瓜絡(luò)填料用于微污染水源水生物預(yù)處理方法具體步驟如下(1)絲瓜絡(luò)填料掛膜培養(yǎng)、馴化將市政污水廠好氧活性污泥和微污染水源水混合后通過蠕動(dòng)泵2泵入反應(yīng)器8 中，利用反應(yīng)器8底部的曝氣裝置，悶曝12小時(shí)，使污泥與絲瓜絡(luò)填料充分接觸，起到接種 微生物的作用，然后將污泥水從底部排泥孔全部排掉，重復(fù)該過程三次，完成接種，接種完 成后采用連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水以及持續(xù)曝氣的方式對(duì)絲瓜絡(luò)上的微生物進(jìn)行馴化，馴化過 程中逐步減少污泥的投加量，最后逐漸達(dá)到利用微污染源水進(jìn)水來馴化，系統(tǒng)運(yùn)行8 10 天，在絲瓜絡(luò)填料上長(zhǎng)出黃褐色且透明生物膜，鏡檢發(fā)現(xiàn)生物膜結(jié)構(gòu)緊密，微生物的種類很 多，同時(shí)可獲得較為穩(wěn)定的出水COD和氨氮去除率時(shí)表示掛膜成功；(2)反應(yīng)器正常運(yùn)行掛膜馴化完成后，通過蠕動(dòng)泵2將微污染源水泵入生物反應(yīng)器8底部進(jìn)水口，經(jīng)進(jìn) 水孔板連續(xù)進(jìn)入反應(yīng)器8，同時(shí)，利用反應(yīng)器8底部曝氣裝置持續(xù)曝氣，絲瓜絡(luò)填料上的微 生物將微污染水源水中的有機(jī)物和氨氮氧化去除，完成本發(fā)明的預(yù)處理。該發(fā)明與微污染水源目前使用的生物預(yù)處理技術(shù)相比具有如下優(yōu)勢(shì)(1)掛膜速度快，生物反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)間縮短。(2)絲瓜絡(luò)填料比表面積大、親水性強(qiáng)，掛膜量明顯比常用硬質(zhì)填料多，且結(jié)合緊密。(3)絲瓜絡(luò)上微生物量較多，對(duì)可溶性有機(jī)物及氨氮的去除效果有明顯提高。(4)由于水源水中含有一定的懸浮顆粒，利用硬質(zhì)填料時(shí)經(jīng)常發(fā)生堵塞，需頻繁反 沖洗，故需消耗大量能源，而該絲瓜絡(luò)填料在運(yùn)行過程中不會(huì)發(fā)生堵塞，不需反沖洗，可節(jié) 省大量能耗，符合國(guó)家節(jié)能減排的大政方針。(5)該絲瓜絡(luò)填料來源廣泛，價(jià)格低廉，易于制作，其廢棄物可完全生物降解，基本 不產(chǎn)生二次污染。


圖為本發(fā)明微污染水源水生物預(yù)處理裝置示意圖。圖中1-進(jìn)水裝置，2-蠕動(dòng)泵，3-進(jìn)水管，4-進(jìn)水孔板，5-不銹鋼鋼絲網(wǎng)，6-絲瓜 絡(luò)填料，7-小皮管，8-反應(yīng)器，9-高強(qiáng)度玻璃纖維絲，10-空氣壓縮機(jī)，11-曝氣管，12-曝氣 濾頭，13-出水口，14-排泥孔，15-閥門，16-排氣孔。
具體實(shí)施例方式一、絲瓜絡(luò)填料的制備(1)選用成熟且表皮風(fēng)干的絲瓜，去皮、去籽后得到柱狀天然絲瓜絡(luò)，剪掉兩端 較細(xì)不規(guī)則的部分，將剩余部分剪成厚度2cm左右的柱狀絲瓜絡(luò)，絲瓜絡(luò)直徑約為4. 0 4. 5cm0(2)用高強(qiáng)度玻璃纖維絲將(1)所制作得的柱狀絲瓜絡(luò)40個(gè)系牢固并串聯(lián)在一 起，各柱狀絲瓜絡(luò)之間用Icm厚的小皮管隔開以保持填料之間距離。(3)將⑵所制得的串聯(lián)絲瓜絡(luò)1串放入內(nèi)直徑為5. Ocm,高為1. 50m的圓柱形生物反應(yīng)器內(nèi)，上下端分別固定在反應(yīng)器兩端的不銹鋼鋼絲網(wǎng)上。二、絲瓜絡(luò)填料用于微污染水源水生物預(yù)處理(1)將市政污水廠好氧活性污泥和微污染水源水按體積比1 5混合后通過蠕動(dòng) 泵泵入反應(yīng)器中，利用反應(yīng)器底部的曝氣裝置，悶曝12小時(shí)，溶解氧濃度控制在2 ％ig/L， 使污泥與絲瓜絡(luò)載體充分接觸，起到接種微生物的作用，然后將污泥水從底部排泥孔全部 排掉，重復(fù)三次，完成接種過程。(2)接種完成后采用連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水以及持續(xù)曝氣的方式對(duì)絲瓜絡(luò)上的微生 物進(jìn)行馴化，溶解氧濃度保持在2mg/L左右，馴化過程中逐步減少污泥的投加量，最后逐漸 達(dá)到利用微污染源水進(jìn)水來馴化，系統(tǒng)運(yùn)行8 10天左右，在絲瓜絡(luò)上長(zhǎng)出黃褐色且透明 生物膜，鏡檢發(fā)現(xiàn)生物膜結(jié)構(gòu)緊密，微生物的種類很多，同時(shí)可獲得較為穩(wěn)定的出水COD和 氨氮，其去除率分別達(dá)到35%和70%以上時(shí)表明掛膜成功。(3)掛膜成功后，通過蠕動(dòng)泵將微污染源水泵入生物反應(yīng)器底部進(jìn)水口，流量保持 在lL/h，經(jīng)進(jìn)水孔板連續(xù)進(jìn)入反應(yīng)器，同時(shí)，利用反應(yīng)器底部的曝氣裝置持續(xù)曝氣，溶解氧 濃度保持在ang/L左右，絲瓜絡(luò)填料上的微生物將微污染水源水中的有機(jī)物和氨氮氧化去 除，完成本發(fā)明的預(yù)處理。實(shí)驗(yàn)用微污染源水取自某湖泊，原水有機(jī)物及氨氮濃度分別為6. 20 7. 80mg/L 和2. 76 4. 12mg/L。經(jīng)過當(dāng)年3月 8月6個(gè)月的試驗(yàn)，該絲瓜絡(luò)生物預(yù)處理系統(tǒng)運(yùn)行 穩(wěn)定，處理效果良好。在3月 5月氣溫稍低時(shí)(溫度在13 22°C )，出水COD及氨氮濃 度分別為3. 58 4. 38mg/L和0. 30 0. 62mg/L ；在6月 8月氣溫較高時(shí)(溫度在25 380C )，出水COD及氨氮濃度分別為2. 62 4. 16mg/L和0 0. 12mg/L。兩種情況下的出 水水質(zhì)均滿足水源水質(zhì)的要求。
權(quán)利要求
1.用于微污染水源水生物預(yù)處理的絲瓜絡(luò)填料，其特征在于所述絲瓜絡(luò)填料是通過以 下具體步驟制備的(1)選用成熟且表皮風(fēng)干的絲瓜，去皮、去籽后得到柱狀絲瓜絡(luò)，去除兩端較細(xì)不規(guī)則 的部分，將剩余部分剪成厚度為2cm的多個(gè)柱狀絲瓜絡(luò)；(2)用高強(qiáng)度玻璃纖維絲將上述制作的多個(gè)柱狀絲瓜絡(luò)系牢固并串聯(lián)在一起，各柱狀 絲瓜絡(luò)之間用厚度Icm的小皮管隔開以保持柱狀絲瓜絡(luò)之間距離，得到串聯(lián)絲瓜絡(luò)填料；(3)依據(jù)生物反應(yīng)器的尺寸，將一串或多串上述制得的串聯(lián)絲瓜絡(luò)填料放入生物反應(yīng) 器中，所述串聯(lián)絲瓜絡(luò)填料的上下兩端分別固定在反應(yīng)器兩端的不銹鋼鋼絲網(wǎng)上。
2.權(quán)利要求1所述的絲瓜絡(luò)填料用于微污染水源水生物預(yù)處理方法，其特征在于該方 法具體步驟如下(1)絲瓜絡(luò)填料掛膜培養(yǎng)、馴化將市政污水廠好氧活性污泥和微污染水源水混合后通過蠕動(dòng)泵泵入反應(yīng)器中，利用反 應(yīng)器底部的曝氣裝置，悶曝12小時(shí)，使污泥與絲瓜絡(luò)填料充分接觸，起到接種微生物的作 用，然后將污泥水從底部排泥孔全部排掉，重復(fù)該過程三次，完成接種，接種完成后采用連 續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水以及持續(xù)曝氣的方式對(duì)絲瓜絡(luò)上的微生物進(jìn)行馴化，馴化過程中逐步減 少污泥的投加量，最后逐漸達(dá)到利用微污染源水進(jìn)水來馴化，系統(tǒng)運(yùn)行8 10天，在絲瓜絡(luò) 填料上長(zhǎng)出黃褐色且透明生物膜，鏡檢發(fā)現(xiàn)生物膜結(jié)構(gòu)緊密，微生物的種類很多，同時(shí)可獲 得較為穩(wěn)定的出水COD和氨氮去除率時(shí)表示掛膜成功；(2)反應(yīng)器正常運(yùn)行掛膜馴化完成后，通過蠕動(dòng)泵將微污染源水泵入生物反應(yīng)器底部進(jìn)水口，經(jīng)進(jìn)水孔板 連續(xù)進(jìn)入反應(yīng)器，同時(shí)，利用反應(yīng)器底部曝氣裝置持續(xù)曝氣，絲瓜絡(luò)填料上的微生物將微污 染水源水中的有機(jī)物和氨氮氧化去除，完成本發(fā)明的預(yù)處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于微污染水源水生物預(yù)處理的絲瓜絡(luò)填料及預(yù)處理方法，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。所發(fā)明具體內(nèi)容如下(1)將成熟絲瓜去皮、去籽，剪掉兩端較細(xì)部分，將剩余部分剪成厚度2cm左右的柱狀絲瓜絡(luò)，用高強(qiáng)度玻璃纖維絲將其系牢并串聯(lián)在一起，將其固定在反應(yīng)器中作填料使用；(2)將接種污泥泵入反應(yīng)器中與絲瓜絡(luò)填料充分接觸，采用連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水、持續(xù)曝氣的方式對(duì)絲瓜絡(luò)上的微生物進(jìn)行培養(yǎng)、馴化后，用蠕動(dòng)泵將微污染源水泵入反應(yīng)器，反應(yīng)器底部曝氣裝置持續(xù)曝氣，軟性絲瓜絡(luò)填料上的微生物將水中有機(jī)物和氨氮氧化去除。本發(fā)明具有掛膜速度快、掛膜量多、生物膜與載體結(jié)合緊密膜以及無需反沖洗的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F3/12GK102086058SQ201010550199
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者丁磊, 吳超, 張新喜 申請(qǐng)人:安徽工業(yè)大學(xué)