CN110092464A - 一种基于沸石改性高分子悬浮生物载体的废水强化硝化工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于沸石改性高分子悬浮生物载体的废水强化硝化工艺，属于污水处理技术领域。本发明针对移动床生物膜工艺以及生物膜与活性污泥复合工艺的核心部分——悬浮生物载体进行改进，添加功能性材料，使其具备吸附氨氮、富集硝化菌的功能。基于沸石改性高分子悬浮生物载体，以一定比例投加到MBBR/IFFAS反应器内，改善硝化菌群在载体上的富集效果，提高反应***内功能菌群的丰度，进而强化***的硝化效果，使出水氨氮能够满足达标排放的要求。

Description

一种基于沸石改性高分子悬浮生物载体的废水强化硝化工艺

技术领域

本发明涉及一种基于沸石改性高分子悬浮生物载体的废水强化硝化工艺，属于污水处理技术领域。

背景技术

随着我国社会经济的不断发展，水体氮素污染和水体富营养化问题日益严重，已经成为影响水环境、制约经济与社会可持续发展的重要因素。因此，如何高效低耗地去除污水中的氨氮成为水处理领域中亟待解决的焦点。根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)，污水处理一级A标准要求氨氮的排放限值为5mg/L(冬季为8mg/L)，总氮的排放限值为15mg/L。而一些地方标准(如北京市城镇污水处理厂水污染物排放标准(DB11/890-2012)、河北省大清河流域水污染物排放标准(DB13/2795-2018)等)对氨氮的排放限值设置了更为严苛的标准。新标准的实施对污水硝化工艺提出了更高的要求。目前高效生物脱氮技术的研究已成为研究热点。

污水生物处理技术，按微生物在处理构筑物内的生长方式，可分为活性污泥法(悬浮生长)和生物膜法(固着生长)两大类。活性污泥法具有对有机物处理能力强、传质效率高、投资成本低等优点，其缺点是运行不稳定、污泥产量大、泥龄短、硝化效率低、容积负荷低以及占地面积大等。生物膜法的优势主要表现在对氨氮和难降解污染物去除能力强、生物膜中微生物多样性丰富、容积负荷更大、能耗低、占地面积较小。其缺点是传质效率低，氧的利用效率低，易拥堵结团，需要较高的初期投资。MBBR以及IFFAS工艺耦合了活性污泥法和生物膜法的优点，并克服了二者的弊端，具有非常广泛的应用前景。在该工艺中，载体的性能直接影响和制约着污水处理工艺的效率。传统悬浮载体通常存在亲水性和亲电性差、缺乏富集硝化细菌的功能性设计等固有弊端，制约了硝化效果的进一步提高。基于此，本发明的目的是将沸石改性高分子悬浮生物载体应用于MBBR以及IFFAS工艺中以期实现更好的硝化效果。

发明内容

本发明的目的在于，针对MBBR或IFFAS工艺存在的问题，旨在发展一种基于沸石改性高分子悬浮生物载体的废水强化硝化工艺。

本发明的技术方案：

一种基于沸石改性高分子悬浮生物载体的废水强化硝化工艺，步骤如下：

(1)向MBBR或IFFAS反应器中投加沸石改性高分子悬浮生物载体：填料；该填料主要由质量比为2-10:100的改性功能料沸石和聚乙烯基料，通过共混和螺杆挤出工艺制备而成；同时还添加辅料PQAS-10、Fe₂O₃和滑石粉，辅料PQAS-10、Fe₂O₃、滑石粉和聚乙烯基料的质量比为0.5-6:0.5-6:0.5-4:100；填料的投加量不超过MBBR或IFFAS反应器有效容积的50％；

(2)接种污泥于MBBR或IFFAS反应器内，进行挂膜启动；接种污泥为污水处理厂活性污泥，接种后污泥浓度不小于2000mg/L；

(3)挂膜启动结束后，MBBR或IFFAS反应器采用连续流/间歇流进水方式运行；

(4)MBBR或IFFAS反应器内设有曝气装置，以使填料在反应器内充分流化和均匀分布，并通过调节曝气量来控制所需的溶解氧浓度不小于0.5mg/L；

(5)若采用MBBR工艺，则不设置污泥回流装置；若采用IFFAS工艺，则设置污泥回流装置，将污泥回流至好氧池前端或缺氧池前端。

本发明的有益效果：

(1)投加的沸石改性高分子悬浮生物载体，由于在制备过程中添加了功能料沸石，使得该悬浮生物载体具有吸附氨氮的能力，在挂膜启动时有利于改善硝化菌群在载体上的富集效果，提高硝化菌群的丰度，从而有效提高***的硝化性能。

(2)投加的沸石改性高分子悬浮生物载体，由于在制备过程中添加了辅料PQAS-10和Fe₂O₃，改善了该悬浮生物载体的亲电性和亲水性，其生物亲和性的增强有利于降低微生物附着生长难度，加速了微生物附着生长速度，并提高了***的微生物多样性。

附图说明

图1是本发明的一种基于沸石改性高分子悬浮生物载体的废水强化硝化工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案详细叙述本发明的具体实施方式。

实施例1

1)本实施例反应器为有机玻璃材质的圆柱状装置，有效体积4L；2)对照组：反应器内仅投加8-10g沸石粉(200目)进行吸附试验；3)实验组：投加沸石改性高分子悬浮生物载体的IFFAS反应器，载体投加量为反应器有效容积的30％，采用序批式进水方式，反应器内进水浓度为45mg/L，DO浓度为2-3mg/L。各组反应器运行6小时后，对照组反应器的出水NH₄ ⁺-N浓度为38.2mg/L，NH₄ ⁺-N去除率为15％；实验组反应器的出水NH₄ ⁺-N浓度为0.9mg/L，NH₄ ⁺-N去除率为98％。

实施例2

1)图1为本实施例的反应装置示意图。对照组1：活性污泥反应器，对照组2：投加普通载体的IFFAS反应器(载体投加量为反应器有效容积的30％)，实验组：投加沸石改性高分子悬浮生物载体的IFFAS反应器(载体投加量为反应器有效容积的30％)；2)采用市政污水处理厂二沉池的污泥来启动IFFAS反应器，接种后各反应器内污泥浓度为2500mg/L；3)反应器采用连续流式进水方式，控制进水流量从而调节水力停留时间为6小时；反应器底部放置曝气盘，连接外部的曝气装置，以保证污泥和生物载体的充分流化和均匀分布，并通过转子流量计调节曝气量进而控制溶解氧浓度为1.5mg/L；4)回流污泥自沉淀池回流至反应器底部，污泥回流比在90％以上。当进水水质COD浓度为300mg/L，NH₄ ⁺-N浓度为60mg/L时，实验组反应器出水NH₄ ⁺-N浓度为3.7mg/L，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准(NH₄ ⁺-N<5mg/L)，NH₄ ⁺-N去除率为94％；而对照组1反应器和对照组2反应器出水NH₄ ⁺-N浓度分别为13.3和9.8mg/L，未能达到一级A排放标准，NH₄ ⁺-N去除率分别为78％和81％。

Claims (1)

1.一种基于沸石改性高分子悬浮生物载体的废水强化硝化工艺，其特征在于，步骤如下：

(1)向MBBR或IFFAS反应器中投加沸石改性高分子悬浮生物载体：填料；该填料主要由质量比为2-10:100的改性功能料沸石和聚乙烯基料，通过共混和螺杆挤出工艺制备而成；同时还添加辅料PQAS-10、Fe₂O₃和滑石粉，辅料PQAS-10、Fe₂O₃、滑石粉和聚乙烯基料的质量比为0.5-6:0.5-6:0.5-4:100；填料的投加量不超过MBBR或IFFAS反应器有效容积的50％；

(2)接种污泥于MBBR或IFFAS反应器内，进行挂膜启动；接种污泥为污水处理厂活性污泥，接种后污泥浓度不小于2000mg/L；

(3)挂膜启动结束后，MBBR或IFFAS反应器采用连续流/间歇流进水方式运行；

(4)MBBR或IFFAS反应器内设有曝气装置，以使填料在反应器内充分流化和均匀分布，并通过调节曝气量来控制所需的溶解氧浓度不小于0.5mg/L；

(5)若采用MBBR工艺，则不设置污泥回流装置；若采用IFFAS工艺，则设置污泥回流装置，将污泥回流至好氧池前端或缺氧池前端。