CN108658226B - 一种可促进短程硝化启动及稳定运行的复合载体及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可促进短程硝化启动及稳定运行的复合载体及制作方法，该复合载体主要包括填料外壳、内部支撑填料、填充颗粒状填料、浮体填料四部分。所述的填料外壳由易于微生物附着的高分子材料做成，由两个半球组成，通过卡扣固定合成一个完整的球。所述的填充颗粒状填料为可以选择性吸附氨氮、对微生物无害的填料。在生物脱氮工艺添加做好的复合载体，调整曝气量和污泥龄，通过排泥可淘洗硝化细菌，保留亚硝化细菌，实现短程硝化的启动及稳定运行。本发明针对现有的生物脱氮工艺的和难点，提出一种体制作简单、效果显著、低碳、环保又经济的复合载体和制作方法，可促进短程硝化启动及稳定运行的。

Description

一种可促进短程硝化启动及稳定运行的复合载体及制作方法

技术领域

本发明涉及环保行业污水处理领域使用的微生物载体，特别涉及一种用于短程硝化的复合载体及其制作方法。

背景技术

生物膜法是废水处理的重要技术之一，它不仅处理效率高，而且抗干扰能力强。生物膜法的核心是微生物载体的制造和添加，微生物在载体表面附着和相互结合，形成生物膜。不同的载体可以强化水中不同污染物的去除，例如申请公布号为CN104843855A所公开的《一种生物填料结构》，该填料的内部形成厌氧/缺氧环境，可提高水中氮磷的去除效果。

但是，对于目前的研究热点自养脱氮工艺中的基础工艺-短程硝化的相关载体却报道甚少。短程硝化的启动及稳定运行一直以来都是自养脱氮工艺中的难点和限制性因素。短程硝化的主要目的是促进亚硝化细菌抑制硝化细菌的生长，而传统的载体对微生物的附着并没有选择性，载体表面可粘附亚硝化细菌、硝化细菌和反硝化细菌等多种微生物，这样对短程硝化的启动就有着诸多不利因素，从而影响短程硝化工艺的启动及稳定运行。如何开发出一种适用于短程硝化工艺的具有选择性附着微生物的载体是亟待解决的一个问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于污水处理的，可促进亚硝化细菌抑制硝化细菌生长从而促进短程硝化的启动及稳定运行的复合载体。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种可促进短程硝化启动及稳定运行的复合载体，它主要包括外部填料壳，内部支撑填料、填充颗粒状填料、浮体填料四部分。

外部填料壳为多孔球形，由网状聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸甲酯或聚苯乙烯等易于微生物附着的高分子材料做成，由两个半球组成，通过卡扣固定合成一个完整的球，用于包裹内部填料和附着微生物。

内部支撑填料为球形多面体，由聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸甲酯或聚苯乙烯易于微生物附着的高分子材料做成，包括填料槽用于摆放颗粒状填料和浮体填料。

颗粒状填料为可以选择性吸附氨氮、对微生物无害的填料，粒径大于外部网状填料壳的孔径，密度大于等于水。

所述的填充颗粒状填料为蒙脱石、麦饭石或沸石材料做成。

浮体填料为块状填料，对微生物无害的泡沫等材料做成，粒径大于外部网状填料壳的孔径，密度小于水，用来调节复合载体在水中悬浮和漂浮的状态。

所述的泡沫为改性聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫或聚氯乙烯泡沫。

本发明还提供一种可促进短程硝化启动及稳定运行的复合载体的制作和使用方法，其具体步骤如下：

(1)制作方法：

1)在内部支撑填料上半球部的填料槽中放入合适粒径的可选择性吸附氨氮的颗粒填料和浮体填料，各种填料的放入量可根据复合载体的悬浮或者漂浮状态来确定，放入的位置可根据复合载体的运动状态来确定；

2)将外部填料壳的一个半球盖在内部支撑填料已经装好填料的半球上，然后翻转使未放入填料的半球部分朝上；

3)在未放入填料的填料槽中放入合适粒径的可选择性吸附氨氮的颗粒填料和浮体填料，具体要求同步骤1)；

4)装好填料后，将另一半外部填料壳半球盖好，与之前的一半外部填料壳的卡扣卡死，这样一个可促进短程硝化启动及稳定运行的复合载体就制作完成；

5)重复步骤1)-4)制作更多的复合载体。

本发明中的复合载体用于短程硝化工艺，能够保证短程硝化启动及稳定运行，具有以下优点：

(1)内部装有可选择性吸附氨氮的蒙脱石、麦饭石或沸石填料，在其周围可形成高氨氮浓度的微环境，有利于促进亚硝化细菌的生长，抑制硝化细菌的生长，特别是在处理低氨氮浓度的城镇污水的时候效果更加显著。

(2)颗粒状填料放置于球形填料的格子内，分布均匀，可增加与水中氨氮的接触面积，有利于高氨氮微环境的形成。

(3)颗粒状填料和浮体填料的比例和放置位置可以根据需求调整，这样就可以满足复合载体在水中悬浮、漂浮、360°翻转、水平翻转等要求。

总之，本发明可促进短程硝化启动及稳定运行的复合载体制作简单、效果显著，是一个低碳、环保又经济的可促进短程硝化的方法，具有较高的应用价值和开发潜力。

附图说明

图1-复合载体外部填料壳平视图

图2-复合载体外部填料壳俯视图

图3-复合载体内部支撑填料平视图

图4-复合载体内部支撑填料俯视图

图5-复合载体内部支撑填料斜视图

图6-添加颗粒填料和浮体填料后复合载体内部支撑填料

图7-复合载体制作完成后图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

参考图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7，本发明可促进短程硝化启动及稳定运行的复合载体包括：1外部填料壳，1-1半球，1-2卡扣；2内部支撑填料，2-1填料槽；3可选择性吸附氨氮的颗粒填料；4浮体填料。

载体的制作步骤如下：

1)制备直径2-10cm的复合填料的外部填料壳1、内部支撑填料2，本实施例优选2-3cm直径的填料，外部填料壳上的孔隙直径为1mm，在内部支撑填料2上半球部的填料槽2-1中放入粒径1.5-3mm的可选择性吸附氨氮的蒙脱石颗粒或沸石颗粒3和浮体填料改性聚氨酯泡沫4，各种填料的放入量可根据复合载体的悬浮或者漂浮状态来确定，保证复合填料能够悬浮在污水中部为准，放入的位置可根据复合载体的运动状态来确定；

2)将外部填料壳1的一个半球1-1盖在内部支撑填料2已经装好填料的半球上，然后翻转使未放入填料的半球部分朝上；

3)在未放入填料的填料槽2-1中放入合适粒径的可选择性吸附氨氮的蒙脱石或沸石颗粒填料3和改性聚氨酯浮体填料4，具体要求同步骤1)；

4)装好填料后，将另一半外部填料壳半球1-1盖好，与之前的一半外部填料壳的卡扣1-2卡死，这样一个可促进短程硝化启动及稳定运行的复合载体就制作完成；

5)重复步骤1)-4)制作更多的复合载体。

具体在短程硝化工艺中的实施方案如下：

(1)在生物脱氮工艺的好氧区中按复合载体与反应池体积比为1/4-3/5范围添加做好的复合载体。

(2)降低曝气量，使溶解氧浓度为1.5mg/L以下，运行15-30天，监测进出水氨氮、亚硝态氮和硝态氮浓度。

(3)调整污泥龄为8天左右，由于复合载体附近高氨氮微环境的形成，亚硝化细菌的活性良好且易附着在载体内部和外部，硝化细菌的活性受到抑制多处于悬浮态。这样，通过排泥可淘洗硝化细菌，保留亚硝化细菌。

实例1：采用8L序批式反应器，在反应器中添加直径2cm的复合载体3L，进水氨氮浓度为50mg/L，运行温度为30℃，20天左右实现短程硝化的启动，出水中亚硝态氮的积累率达到85％以上，并实现稳定运行超过90天。

实例2：采用5L序批式反应器，在反应器中添加直径2cm的复合载体2.5L，进水氨氮浓度为50mg/L，室温条件下，15天左右实现短程硝化的启动，出水亚硝态氮的积累率达到88％，并实现稳定运行超过60天。

实例3：采用20L序批式反应器，在反应器中添加直径3cm的复合载体10L，进水氨氮浓度为50mg/L，运行温度为25℃，18天左右实现短程硝化的启动，出水亚硝态氮的积累率达到87％，并实现稳定运行超过80天。

对比3：采用8L序批式反应器，在反应器中添加直径2cm的活性炭填料，进水氨氮浓度为50mg/L，运行温度为25℃，25天左右实现短程硝化的启动，出水亚硝态氮的积累率最高仅到73％，稳定运行不足40天。

由上述测试结果可以明显看出，本发明实施例1-3的复合填料对短程硝化工艺的启动和稳定运行都具有优良的促进作用，而这都依赖于采用了特殊结构的复合填料，以及其中可选择性吸收氨氮的沸石和蒙脱石填料，并且同过调节填料在水中的漂浮程度，达到了与污水接触反应的最佳状态。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种可促进短程硝化启动及稳定运行的复合载体，其特征在于：从外到内由填料外壳、内部支撑填料、填充颗粒状填料、浮体填料四部分组成；所述的内部支撑填料为球形多面体，由易于微生物附着的高分子材料做成，其上包括填料槽用于摆放颗粒状填料和浮体填料，所述颗粒状填料和浮体填料分别填装有2层和3层，并且颗粒状填料层和浮体填料层间隔设置；所述的填充颗粒状填料为可以选择性吸附氨氮、对微生物无害的填料，粒径大于外部网状填料壳的孔径，密度大于等于水；所述的浮体填料为块状泡沫填料，粒径大于外部网状填料壳的孔径，密度小于水，用来调节复合载体在水中悬浮和漂浮的状态。

2.根据权利要求 1 所述的复合载体，其特征在于，所述的填料外壳为多孔球形结构，由易于微生物附着的高分子材料做成，由两个半球壳体组成，通过卡扣固定合成一个完整的球形壳体，用于包裹内部填料和附着微生物。

3.根据权利要求 1 或 2 所述的复合载体，其特征在于，所述的易于微生物附着的高分子材料选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸甲酯或聚苯乙烯。

4.根据权利要求 1 或 2 所述的复合载体，其特征在于，所述的填充颗粒状填料为采用可选择性吸收氨氮的蒙脱石、麦饭石或沸石材料做成。

5.根据权利要求 1 或 2 所述的复合载体，其特征在于，所述的泡沫填料选自改性聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫或聚氯乙烯泡沫。

6.根据权利要求 1-5 任一项所述的的复合载体的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）在内部支撑填料上半球部的填料槽中放入合适粒径的可选择性吸附氨氮的颗粒填料和浮体填料，各种填料的放入量可根据复合载体的悬浮或者漂浮状态来确定，放入的位置可根据复合载体的运动状态来确定；

2）将外部填料壳的一个半球盖在内部支撑填料已经装好填料的半球上，然后翻转使未放入填料的半球部分朝上；

3）在未放入填料的填料槽中放入合适粒径的可选择性吸附氨氮的颗粒填料和浮体填料，具体要求同步骤 1）；

4）装好填料后，将另一半外部填料壳半球盖好，与之前的一半外部填料壳的卡扣卡死，这样一个可促进短程硝化启动及稳定运行的复合载体就制作完成；

5）重复步骤 1）-4）制作更多的复合载体。

7.一种采用权利要求 1-5 任一项所述的复合载体的短程硝化工艺，其特征在于，在生物脱氮的好氧区填装复合载体体积与反应池体积的比例为 1/4-3/5。

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