CN114162968A - 用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置及方法 - Google Patents

用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置，包括有反应器壳体，反应器壳体顶壁处安装有搅拌器，反应器壳体底板上气体分散器及气室，气体分散器设置在气室；气室的顶壁上设置有曝气盘，气室的顶壁上设置有若干通孔，若干所述通孔与曝气盘上的通孔连通；气室的顶壁边缘处通过带有通孔的截留板与反应器壳体的内壁连接，截留板与反应器壳体顶壁之间的空间填充有印染废水和若干块附着生长生物膜的改性聚氨酯海绵悬浮载体；反应器壳体侧壁上有进水管及排水管；反应器壳体底板上还连接有进气***。该装置解决了水解酸化效率低、有机染料降解不完全的问题。还公开了用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置的运行方法。

Description

用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置及方法
技术领域
本发明属于工业废水处理技术领域，具体涉及一种用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置，还涉及该装置的运行方法。
背景技术
印染废水作为工业废水的重要组成，具有水量大、有机浓度高、成分复杂、色度高、三致毒性等特点，其有效处理对保护地表水环境污染及安全具有重要价值。印染废水现有的处理技术以化学法为主，主要依靠化学药剂或其他外在诱导促使产生的一些氧化基团实现难降解有机染料降解，实现有机物处理的目标。随着环保政策的不断完善，对印染废水的处理提出了更高的要求，如《纺织染整工业水污染物排放标准》GB4287-2012、《关于推进污水资源化利用的指导意见》等。然而，化学法对有机物降解不完全，往往存在一些降解副产物，产生二次污染(毒性)，且废水处理成本明显较高。因此，急需一种经济、环保、高效的印染废水处理技术，使得印染废水实现高效处理与资源化回用。
流化床生物膜反应器是一种新型的生物膜工艺，因具有生物量高、结构简单、抗冲击负荷强、有机物降解率高、经济环保等特点，在印染废水处理方面具有很好应用前景，但仍存在一些问题：1.反应器设计简单。现有水解酸化反应器仅采用机械搅拌实现生物膜载体流动，未从多相流动角度优化废水和生物膜载体的接触状况，导致***的物质传质效率较低。2.水解酸化效率低。现有的水解酸化工艺是通过微生物厌氧过程实现有机染料脱色，限制难降解有机染料脱色与水解。3.脱色功能微生物的丰度较低。现有的生物膜或活性污泥培养借鉴污水处理过程的方法，导致脱色型微生物未被富集与强化。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置，解决了水解酸化效率低、有机染料降解不完全的问题。
本发明的另一个目的是提供一种用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置的运行方法，解决了现有技术中存在的特异功能微生物丰度不高、脱色效果差的问题。
本发明所采用的第一个技术方案是，用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置，包括有反应器壳体，反应器壳体顶壁处安装有搅拌器，反应器壳体底板上气体分散器及气室，气体分散器设置在气室；气室的顶壁上设置有曝气盘，气室的顶壁上设置有若干通孔，若干所述通孔与曝气盘上的通孔连通；气室的顶壁边缘处通过带有通孔的截留板与反应器壳体的内壁连接，截留板与反应器壳体顶壁之间的空间填充有印染废水和若干块附着生长生物膜的改性聚氨酯海绵悬浮载体；反应器壳体侧壁的上方设置有进水管，反应器壳体侧壁的下方设置有排水管；反应器壳体底板上还连接有进气***。
本发明的特征还在于，
搅拌器连接有控制器。
进气***包括有进气管，进气管的一端连接有曝气泵，进气管的另一端穿过反应器壳体底板与气体分散器内部连通；气体分散器为侧壁带有通孔的壳体；曝气泵鼓入的空气依次通过气体分散器、气室及曝气盘后分散于反应器壳体内。
进气管上还设置有气体流量计及球阀。
本发明所采用的第二个技术方案是，用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置的运行方法，采用上述装置，具体按照以下步骤实施：
步骤1：将改性聚氨酯海棉作分别经过重铬酸钾溶液和三氯化铁溶液预处理，得到改性聚氨酯海棉悬浮载体；将若干块改性聚氨酯海棉悬浮载体和活性污泥投加到反应器壳体中，启动曝气泵和搅拌器，搅拌与曝气后排出全部接种污泥，投加等体积的模拟配水，通过气体流量计调节曝气强度，连续培养数天后，使改性聚氨酯海绵悬浮载体表面生长出生物膜；
步骤2：将反应器壳体中的模拟配水替换成模拟印染废水，且印染废水采用梯度冲击培养的方法进行微生物驯化，梯度依次为20％、40％、60％、80％和100％，并通过气体流量计降低反应器壳体中的溶解氧含量，使得改性聚氨酯海棉悬浮载体表面的微生物处于微氧环境状态，连续培养直至***运行稳定。
本发明的特征还在于，
步骤1按照以下具体步骤实施：
步骤1.1、利用浓度为0.05～0.15mol/L重铬酸钾溶液和浓度为0.05～0.15mol/L三氯化铁溶液分别对改性聚氨酯海棉做浸泡处理6-10小时，改性聚氨酯海棉悬浮载体，处理后的改性聚氨酯海棉悬浮载体采用清水冲洗干净；
步骤1.2、将若干块经步骤1.1所得改性聚氨酯海棉悬浮载体按照反应器壳体有效体积的35～40％投加到反应器壳体内，并将污水处理厂3000～4000mg/L的活性污泥投加到反应器壳体，达到设计容积；
步骤1.3、启动曝气泵和搅拌器，利用气体流量计控制进口曝气强度为9～10m3/(hm3废水)，搅拌器转速控制每分钟在50～60转，使污泥和改性聚氨酯海棉悬浮载体充分混合接触，搅拌与曝气24小时后排出全部接种污泥，投加等体积模拟配水至反应器壳体中，其中配水碳源：氮源：磷源＝100:5:1，COD：1300-1500mg/L，总氮：60-75mg/L，总磷：12-15mg/L。
步骤1.4、将步骤1.3中曝气强度利用气体流量计调至4～5m3/(h m3废水)，搅拌速度不变，连续运行7d，反应器壳体中改性聚氨酯海绵悬浮载体表面生长出生物膜，且COD的处理效率高于80％，装置挂膜启动成功。
步骤2按照以下具体步骤实施：
步骤2.1、将步骤1中挂膜成功反应器壳体的模拟配水替换成模拟印染废水，替换过程采用等量增加的方法，首先将质量百分比为20％比例的COD替换成模拟印染废水，并利用气体流量计将曝气强度调至1.5～2.0m3/(h m3废水)，使得装置***中溶解氧含量控制在0.5～1mg/L，运行3～5天；
步骤2.2、逐渐增加印染废水在废水中COD所占比例，分别为40％、60％、80％和100％，每个条件运行时间均为3～5天；
步骤2.3、采用100％的印染废水连续运行反应装置7～9天。
本发明的有益效果是：
1、本发明装置中载体截留板可实现改性聚氨酯海绵载体的截留，使得装置中脱落的生物膜和处理后的废水完全排出。
2、本发明装置中搅拌器搅拌确保改性聚氨酯海绵载体与废水充分接触，且低曝气强度实现***中生物膜处于微氧状态，增加了难降解有机物的水解酸化效率，提高了有机大分子的转化。
3、本发明方法中通过全排泥挂膜法和梯度印染废水冲击驯化生物膜生长的运行方法，加速了生物膜中脱碳功能细菌的富集与生长代谢，提高了装置对印染废水的代谢功能。
4、本发明微氧流化床生物膜装置可实现印染废水高效脱色与有机大分子水解。
附图说明
图1是本发明用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置的结构示意图；
图2是本发明用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置中的截留板的俯视图；
图3是本发明一种微氧流化床生物膜装置的曝气盘的结构示意图；
图中，1.反应器壳体，2.改性聚氨酯海绵载体，3.曝气盘，4.气室，5.气体分散器，6.球阀，7.气体流量计，8.进气管，9.曝气泵，10.进水管，11.排水管，12.搅拌器，13.控制器，14.截留板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供一种用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置，如图1-3所示，包括有反应器壳体1，反应器壳体1顶壁处安装有搅拌器12，反应器壳体1底板上气体分散器5及气室4，气体分散器5设置在气室4；气室4的顶壁上设置有曝气盘3，气室4的顶壁上设置有若干通孔，若干所述通孔与曝气盘3上的通孔连通；气室4的顶壁边缘处通过带有通孔的截留板14与反应器壳体1的内壁连接，截留板14与反应器壳体1顶壁之间的空间填充有印染废水和若干块附着生长生物膜的改性聚氨酯海绵悬浮载体2；反应器壳体1侧壁的上方设置有进水管10，反应器壳体1侧壁的下方设置有排水管11；反应器壳体1底板上还连接有进气***。
搅拌器12连接有控制器13。改性聚氨酯海绵悬浮载体2在搅拌器12搅拌作用下与废水密切接触，搅拌器12在控制器13控制下工作。
进气***包括有进气管8，进气管8的一端连接有曝气泵9，进气管8的另一端穿过反应器壳体1底板与气体分散器5内部连通；气体分散器5为侧壁带有通孔的壳体；曝气泵9鼓入的空气依次通过气体分散器5、气室4及曝气盘3后分散于反应器壳体1内。
进气管8上还设置有气体流量计7及球阀6。
本发明装置主要利用改性聚氨酯海绵悬浮载体2表面附着生长的生物膜实现印染废水中难降解有机染料的水解酸化，悬浮载体2在搅拌器12搅拌的作用下处于流化状态，搅拌器12在控制器13的精确调控下使得悬浮载体2与印染废水充分接触，增加物质的传递效率，以至于提高有机物的水解酸化效率。改性聚氨酯海绵悬浮载体2为长×宽×高＝1cm×1cm×1cm的方形载体，比表面积可达30000m2/m3,挂膜生长后的载体的密度与废水的密度基本相同。
曝气盘5表面均匀分布有孔径0.16～0.50mm的小孔，小孔呈圆形排列方式，如图3所示。曝气泵9鼓入的空气在气体流量计7控制下经过进气管8进入气体分散器5，气体通过气体分散器5的四周侧壁孔口分散于气室4内，降低了气体对气室4中间的冲击，使得气室4中气体的压强处于恒定状态，保证曝气盘5所有孔径处的其他压力相同，实现气体均匀分散于反应器壳体1内，为生物膜提供微量的溶解氧供给。
截留板14处于反应器壳体1底部，表明分布均匀的小孔，如图2所示，小孔的直径小于每个改性聚氨酯海绵悬浮载体2的大小，使得改性聚氨酯海绵悬浮载体2被截留，且处理后的废水和脱落生物膜通过小孔进水排水管11被排出***外。
一种用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置，工作过程如下：
印染废水和若干块附着生物膜的改性聚氨酯海绵悬浮载体2处于装置主体1中，在控制器13的控制下搅拌器12通过转动带动废水和改性聚氨酯海绵悬浮载体2流动，使得废水与改性聚氨酯海绵悬浮载体2表面的生物膜充分密切接触，曝气泵9鼓入的空气在气体流量计7控制下经过进气管8进入气体分散器5，气体通过气体分散器5的四周孔口分散于气室4，气室4中空气通过曝气盘5分散于装置主体1中，在气体流量计7的调节下装置主体1中废水中的溶解氧含量处于0.5～1.0mg/L，使得生物膜处于微氧流化状态，生物膜中的厌氧菌和兼性菌的代谢活性及特殊功能微生物被富集，实现废水中难降解有机染料的高效脱色与大分子有机物转化，处理后的废水通过截留板14进入排水管11，通过排水管11排出***外，进入下一阶段的处理。
本发明还提供一种用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置的运行方法，采用上述装置，具体按照以下步骤实施：
步骤1：将改性聚氨酯海棉作分别经过重铬酸钾溶液和三氯化铁溶液预处理，得到改性聚氨酯海棉悬浮载体2；将若干块改性聚氨酯海棉悬浮载体2和活性污泥投加到反应器壳体1中，启动曝气泵9和搅拌器12，搅拌与曝气后排出全部接种污泥，投加等体积的模拟配水，通过气体流量计7调节曝气强度，连续培养数天后，使改性聚氨酯海绵悬浮载体2表面生长出生物膜，装置挂膜启动成功；
步骤1按照以下具体步骤实施：
步骤1.1、利用浓度为0.05～0.15mol/L重铬酸钾溶液和浓度为0.05～0.15mol/L三氯化铁溶液分别对改性聚氨酯海棉做浸泡处理6-10小时，改性聚氨酯海棉悬浮载体2，处理后的改性聚氨酯海棉悬浮载体2采用清水冲洗干净；
步骤1.2、将若干块步骤1.1所得改性聚氨酯海棉悬浮载体2按照反应器壳体1有效体积的35～40％投加到反应器壳体1内，并将污水处理厂3000～4000mg/L的活性污泥投加到反应器壳体1，达到设计容积；
步骤1.3、启动曝气泵9和搅拌器12，利用气体流量计7控制进口曝气强度为9～10m3/(h m3废水)，搅拌器12转速控制每分钟在50～60转，使污泥和改性聚氨酯海棉悬浮载体2充分混合接触，搅拌与曝气24小时后排出全部接种污泥，投加等体积模拟配水至反应器壳体1中，其中配水碳源：氮源：磷源＝100:5:1，COD：1300-1500mg/L，总氮：60-75mg/L，总磷：12-15mg/L。
步骤1.4、将步骤1.3中曝气强度利用气体流量计7调至4～5m3/(h m3废水)，搅拌速度不变，连续运行7d，反应器壳体1中改性聚氨酯海绵悬浮载体2表面生长出生物膜，且COD的处理效率高于80％，装置挂膜启动成功。
步骤2：将反应器壳体1中的模拟配水替换成模拟印染废水，且印染废水采用梯度冲击培养的方法进行微生物驯化，梯度依次为20％、40％、60％、80％和100％，并通过气体流量计7降低反应器壳体1中的溶解氧含量，使得改性聚氨酯海棉悬浮载体2表面的微生物处于微氧环境状态，连续培养直至***运行稳定。
步骤2按照以下具体步骤实施：
步骤2.1、将步骤1中挂膜成功反应器壳体1的模拟配水替换成模拟印染废水，替换过程采用等量增加的方法，首先将质量百分比为20％比例的COD替换成模拟印染废水，并利用气体流量计7将曝气强度调至1.5～2.0m3/(h m3废水)，使得装置***中溶解氧含量控制在0.5～1mg/L，运行3～5天；
步骤2.2、逐渐增加印染废水在废水中COD所占比例，分别为40％、60％、80％和100％，每个条件运行时间均为3～5天；
步骤2.3、采用100％的印染废水连续运行反应装置7～9天，装置的印染废水脱色效果明显，且难降解有机染料70～80％实现水解酸化。
实施例1
一种用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置的运行方法，采用上述装置，具体按照以下步骤实施：
步骤1：将改性聚氨酯海棉作分别经过重铬酸钾溶液和三氯化铁溶液预处理，得到改性聚氨酯海棉悬浮载体2；将若干块改性聚氨酯海棉悬浮载体2和活性污泥投加到反应器壳体1中，启动曝气泵9和搅拌器12，搅拌与曝气后排出全部接种污泥，投加等体积的模拟配水，通过气体流量计7调节曝气强度，连续培养数天后，使改性聚氨酯海绵悬浮载体2表面生长出生物膜，装置挂膜启动成功；
步骤1按照以下具体步骤实施：
步骤1.1、利用0.1mol/L重铬酸钾溶液和0.1mol/L三氯化铁溶液分别对改性聚氨酯海棉做浸泡处理8小时，改性聚氨酯海棉悬浮载体2，处理后的改性聚氨酯海棉悬浮载体2采用清水冲洗干净；
步骤1.2、将若干块步骤1.1所得改性聚氨酯海棉悬浮载体2按照反应器壳体1有效体积的37.5％投加到反应器壳体1内，并将污水处理厂3500mg/L的活性污泥投加到反应器壳体1，达到设计容积；
步骤1.3、启动曝气泵9和搅拌器12，利用气体流量计7控制进口曝气强度为9.5m3/(h m3废水)，搅拌器12转速控制每分钟在55转，使污泥和改性聚氨酯海棉悬浮载体2充分混合接触，搅拌与曝气24小时后排出全部接种污泥，投加等体积模拟配水至反应器壳体1中，其中配水碳源：氮源：磷源＝100:5:1，COD：1400mg/L，总氮：70mg/L，总磷：13.5mg/L。
步骤1.4、将步骤1.3中曝气强度利用气体流量计7调至4.5m3/(h m3废水)，搅拌速度不变，连续运行7d，反应器壳体1中改性聚氨酯海绵悬浮载体2表面生长出生物膜，且COD的处理效率高于80％，装置挂膜启动成功。
步骤2：将反应器壳体1中的模拟配水替换成模拟印染废水，且印染废水采用梯度冲击培养的方法进行微生物驯化，梯度依次为20％、40％、60％、80％和100％，并通过气体流量计7降低反应器壳体1中的溶解氧含量，使得改性聚氨酯海棉悬浮载体2表面的微生物处于微氧环境状态，连续培养直至***运行稳定。
步骤2按照以下具体步骤实施：
步骤2.1、将步骤1中挂膜成功反应器壳体1的模拟配水替换成模拟印染废水，替换过程采用等量增加的方法，首先将质量百分比为20％比例的COD替换成模拟印染废水，并利用气体流量计7将曝气强度调至1.75m3/(h m3废水)，使得装置***中溶解氧含量控制在0.75mg/L，运行4天；
步骤2.2、逐渐增加印染废水在废水中COD所占比例，分别为40％、60％、80％和100％，每个条件运行时间均为4天；
步骤2.3、采用100％的印染废水连续运行反应装置8天。
实施例2
一种用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置的运行方法，采用上述装置，具体按照以下步骤实施：
步骤1：将改性聚氨酯海棉作分别经过重铬酸钾溶液和三氯化铁溶液预处理，得到改性聚氨酯海棉悬浮载体2；将若干块改性聚氨酯海棉悬浮载体2和活性污泥投加到反应器壳体1中，启动曝气泵9和搅拌器12，搅拌与曝气后排出全部接种污泥，投加等体积的模拟配水，通过气体流量计7调节曝气强度，连续培养数天后，使改性聚氨酯海绵悬浮载体2表面生长出生物膜，装置挂膜启动成功；
步骤1按照以下具体步骤实施：
步骤1.1、利用0.05mol/L重铬酸钾溶液和0.05mol/L三氯化铁溶液分别对改性聚氨酯海棉做浸泡处理6小时，改性聚氨酯海棉悬浮载体2，处理后的改性聚氨酯海棉悬浮载体2采用清水冲洗干净；
步骤1.2、将若干块步骤1.1所得改性聚氨酯海棉悬浮载体2按照反应器壳体1有效体积的35％投加到反应器壳体1内，并将污水处理厂3000mg/L的活性污泥投加到反应器壳体1，达到设计容积；
步骤1.3、启动曝气泵9和搅拌器12，利用气体流量计7控制进口曝气强度为9m3/(hm3废水)，搅拌器12转速控制每分钟在50转，使污泥和改性聚氨酯海棉悬浮载体2充分混合接触，搅拌与曝气24小时后排出全部接种污泥，投加等体积模拟配水至反应器壳体1中，其中配水碳源：氮源：磷源＝100:5:1，COD：1300mg/L，总氮：60mg/L，总磷：12mg/L。
步骤1.4、将步骤1.3中曝气强度利用气体流量计7调至4m3/(h m3废水)，搅拌速度不变，连续运行7d，反应器壳体1中改性聚氨酯海绵悬浮载体2表面生长出生物膜，且COD的处理效率高于80％，装置挂膜启动成功。
步骤2：将反应器壳体1中的模拟配水替换成模拟印染废水，且印染废水采用梯度冲击培养的方法进行微生物驯化，梯度依次为20％、40％、60％、80％和100％，并通过气体流量计7降低反应器壳体1中的溶解氧含量，使得改性聚氨酯海棉悬浮载体2表面的微生物处于微氧环境状态，连续培养直至***运行稳定。
步骤2按照以下具体步骤实施：
步骤2.1、将步骤1中挂膜成功反应器壳体1的模拟配水替换成模拟印染废水，替换过程采用等量增加的方法，首先将质量百分比为20％比例的COD替换成模拟印染废水，并利用气体流量计7将曝气强度调至1.5m3/(h m3废水)，使得装置***中溶解氧含量控制在0.5mg/L，运行3天；
步骤2.2、逐渐增加印染废水在废水中COD所占比例，分别为40％、60％、80％和100％，每个条件运行时间均为3天；
步骤2.3、采用100％的印染废水连续运行反应装置7天。
实施例3
一种用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置的运行方法，采用上述装置，具体按照以下步骤实施：
步骤1：将改性聚氨酯海棉作分别经过重铬酸钾溶液和三氯化铁溶液预处理，得到改性聚氨酯海棉悬浮载体2；将若干块改性聚氨酯海棉悬浮载体2和活性污泥投加到反应器壳体1中，启动曝气泵9和搅拌器12，搅拌与曝气后排出全部接种污泥，投加等体积的模拟配水，通过气体流量计7调节曝气强度，连续培养数天后，使改性聚氨酯海绵悬浮载体2表面生长出生物膜，装置挂膜启动成功；
步骤1按照以下具体步骤实施：
步骤1.1、利用0.15mol/L重铬酸钾溶液和0.15mol/L三氯化铁溶液分别对改性聚氨酯海棉做浸泡处理10小时，改性聚氨酯海棉悬浮载体2，处理后的改性聚氨酯海棉悬浮载体2采用清水冲洗干净；
步骤1.2、将若干块步骤1.1所得改性聚氨酯海棉悬浮载体2按照反应器壳体1有效体积的40％投加到反应器壳体1内，并将污水处理厂4000mg/L的活性污泥投加到反应器壳体1，达到设计容积；
步骤1.3、启动曝气泵9和搅拌器12，利用气体流量计7控制进口曝气强度为9m3/(hm3废水)，搅拌器12转速控制每分钟在60转，使污泥和改性聚氨酯海棉悬浮载体2充分混合接触，搅拌与曝气24小时后排出全部接种污泥，投加等体积模拟配水至反应器壳体1中，其中配水碳源：氮源：磷源＝100:5:1，COD：1500mg/L，总氮：75mg/L，总磷：15mg/L。
步骤1.4、将步骤1.3中曝气强度利用气体流量计7调至5m3/(h m3废水)，搅拌速度不变，连续运行7d，反应器壳体1中改性聚氨酯海绵悬浮载体2表面生长出生物膜，且COD的处理效率高于80％，装置挂膜启动成功。
步骤2：将反应器壳体1中的模拟配水替换成模拟印染废水，且印染废水采用梯度冲击培养的方法进行微生物驯化，梯度依次为20％、40％、60％、80％和100％，并通过气体流量计7降低反应器壳体1中的溶解氧含量，使得改性聚氨酯海棉悬浮载体2表面的微生物处于微氧环境状态，连续培养直至***运行稳定。
步骤2按照以下具体步骤实施：
步骤2.1、将步骤1中挂膜成功反应器壳体1的模拟配水替换成模拟印染废水，替换过程采用等量增加的方法，首先将质量百分比为20％比例的COD替换成模拟印染废水，并利用气体流量计7将曝气强度调至2m3/(h m3废水)，使得装置***中溶解氧含量控制在1mg/L，运行5天；
步骤2.2、逐渐增加印染废水在废水中COD所占比例，分别为40％、60％、80％和100％，每个条件运行时间均为5天；
步骤2.3、采用100％的印染废水连续运行反应装置9天。
对比例1
步骤1：装置挂膜启动
步骤1.1、选择聚乙烯作为悬浮载体，按照装置有效体积的37.5％投加到装置主体内，并将污水处理厂3500mg/L的活性污泥投加到装置主体，使得装置达到设计容积。
步骤1.2、在步骤1.1的基础上，启动搅拌器，利用气体流量计控制进口曝气强度为9.5m3/(h m3废水)，搅拌器转速控制每分钟在55转，使污泥和悬浮载体充分混合接触，搅拌与曝气24小时后排出全部接种污泥，投加等体积模拟配水至装置主体中，其中配水碳源：氮源：磷源＝100:5:1，COD：1400mg/L，总氮：70mg/L，总磷：13.5mg/L。
步骤1.3、将步骤1.2中曝气强度利用气体流量计调至4.5m3/(h m3废水)，搅拌速度不变，连续运行7d，装置主体中悬浮载体表面生长出生物膜，且COD的处理效率高于80％，装置挂膜启动成功
步骤2：装置运行方法
步骤2.1、将步骤1中挂膜成功装置主体的模拟配水替换成模拟印染废水，替换过程采用等量增加的方法，首先将20％比例的COD替换成模拟印染废水，并利用气体流量计将曝气强度调至1.75m3/(h m3废水)，使得装置***中溶解氧含量控制在0.8mg/L，运行4天。
步骤2.2、逐渐增加印染废水在废水中COD所占比例，分别为40％、60％、80％和100％，每个条件运行时间均为4天。
步骤2.3、采用100％的印染废水连续运行反应装置8天，监测印染废水水解酸化效能。
对比例2
步骤1：装置挂膜启动
步骤1.1、选择改性聚氨酯海棉作为悬浮载体，按照装置有效体积的37.5％投加到装置主体内，并将污水处理厂3500mg/L的活性污泥投加到装置主体1，使得装置达到设计容积。
步骤1.2、在步骤1.1的基础上，启动曝气泵和搅拌器，利用气体流量计7控制进口曝气强度为9.5m3/(h m3废水)，搅拌器转速控制每分钟在55转，使污泥和悬浮载体充分混合接触，搅拌与曝气24小时后排出全部接种污泥，投加等体积模拟配水至装置主体中，其中配水碳源：氮源：磷源＝100:5:1，COD：1400mg/L，总氮：70mg/L，总磷：13.5mg/L。
步骤1.3、将步骤1.2中，曝气强度和搅拌速度不变，连续运行7d，装置主体中悬浮载体表面生长出生物膜，且COD的处理效率高于80％，装置挂膜启动成功
步骤2：装置运行方法
步骤2.1、将步骤1中挂膜成功装置主体的模拟配水替换成模拟印染废水，关闭曝气装置，运行至生物膜生长良好，水解酸化效能稳定
对比例3
步骤1：装置挂膜启动
步骤1.1、选择改性聚氨酯海棉作为悬浮载体，利用0.1mol/L重铬酸钾和0.1mol/L三氯化铁溶液分别对悬浮载体做浸泡处理，处理后的悬浮载体采用清水冲洗干净。
步骤1.2、将步骤1.1所得改性聚氨酯海绵悬浮载体按照装置有效体积的37.5％投加到装置主体内，并将污水处理厂3500mg/L的活性污泥投加到装置主体，使得装置达到设计容积。
步骤1.3、在步骤1.1和1.2的基础上，启动曝气泵和搅拌器，利用气体流量计控制进口曝气强度为9.5m3/(h m3废水)，搅拌器转速控制每分钟在55转，使污泥和悬浮载体充分混合接触，搅拌与曝气24小时后排出全部接种污泥，投加等体积模拟配水至装置主体中，其中配水碳源：氮源：磷源＝100:5:1，COD：1400mg/L，总氮：70mg/L，总磷：13.5mg/L。
步骤1.4、将步骤1.3中曝气强度利用气体流量计调至4.5m3/(h m3废水)，搅拌速度不变，连续运行7d，装置主体中改性聚氨酯海绵悬浮载体表面生长出生物膜，且COD的处理效率高于80％，装置挂膜启动成功
步骤2：装置运行方法
步骤2.1、将步骤1中挂膜成功装置主体的模拟配水替换成模拟印染废水，替换过程采用等量增加的方法，首先将20％比例的COD替换成模拟印染废水，关闭曝气装置，运行4天。
步骤2.2、逐渐增加印染废水在废水中COD所占比例，分别为40％、60％、80％和100％，每个条件运行时间均为4天。
步骤2.3、采用100％的印染废水连续运行反应装置8天，监测印染废水水解酸化效果。
对不同方案的水解酸化效能进行监测分析，对比结果如表1所示。
表1不同案例条件印染废水水解酸化性能分析结果
Figure BDA0003359202200000171
表1可明显看出，本发明实施例可实现较高的可生化性、脱色效率和生物量，并兼有较高的COD去除效率，可见本发明的运行方法对提高水解酸化效率具有明显改善作用。

Claims (7)

1.用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置，其特征在于，包括有反应器壳体(1)，反应器壳体(1)顶壁处安装有搅拌器(12)，反应器壳体(1)底板上气体分散器(5)及气室(4)，气体分散器(5)设置在气室(4)；气室(4)的顶壁上设置有曝气盘(3)，气室(4)的顶壁上设置有若干通孔，若干所述通孔与曝气盘(3)上的通孔连通；气室(4)的顶壁边缘处通过带有通孔的截留板(14)与反应器壳体(1)的内壁连接，截留板(14)与反应器壳体(1)顶壁之间的空间填充有印染废水和若干块附着生长生物膜的改性聚氨酯海绵悬浮载体(2)；反应器壳体(1)侧壁的上方设置有进水管(10)，反应器壳体(1)侧壁的下方设置有排水管(11)；反应器壳体(1)底板上还连接有进气***。
2.根据权利要求1所述的用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置，其特征在于，所述搅拌器(12)连接有控制器(13)。
3.根据权利要求1所述的用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置，其特征在于，所述进气***包括有进气管(8)，进气管(8)的一端连接有曝气泵(9)，进气管(8)的另一端穿过反应器壳体(1)底板与气体分散器(5)内部连通；气体分散器(5)为侧壁带有通孔的壳体；曝气泵(9)鼓入的空气依次通过气体分散器(5)、气室(4)及曝气盘(3)后分散于反应器壳体(1)内。
4.根据权利要求3所述的用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置，其特征在于，所述进气管(8)上还设置有气体流量计(7)及球阀(6)。
5.用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置的运行方法，其特征在于，采用如权利要求1-4任意一项所述装置，具体按照以下步骤实施：
步骤1：将改性聚氨酯海棉作分别经过重铬酸钾溶液和三氯化铁溶液预处理，得到改性聚氨酯海棉悬浮载体(2)；将若干块改性聚氨酯海棉悬浮载体(2)和活性污泥投加到反应器壳体(1)中，启动曝气泵(9)和搅拌器(12)，搅拌与曝气后排出全部接种污泥，投加等体积的模拟配水，通过气体流量计(7)调节曝气强度，连续培养数天后，使改性聚氨酯海绵悬浮载体(2)表面生长出生物膜；
步骤2：将反应器壳体(1)中的模拟配水替换成模拟印染废水，且印染废水采用梯度冲击培养的方法进行微生物驯化，梯度依次为20％、40％、60％、80％和100％，并通过气体流量计(7)降低反应器壳体(1)中的溶解氧含量，使得改性聚氨酯海棉悬浮载体(2)表面的微生物处于微氧环境状态，连续培养直至***运行稳定。
6.根据权利要求5所述的用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置的运行方法，其特征在于，步骤1按照以下具体步骤实施：
步骤1.1、利用浓度为0.05～0.15mol/L重铬酸钾溶液和浓度为0.05～0.15mol/L三氯化铁溶液分别对改性聚氨酯海棉做浸泡处理6-10小时，改性聚氨酯海棉悬浮载体(2)，处理后的改性聚氨酯海棉悬浮载体(2)采用清水冲洗干净；
步骤1.2、将若干块经步骤1.1所得改性聚氨酯海棉悬浮载体(2)按照反应器壳体(1)有效体积的35～40％投加到反应器壳体(1)内，并将污水处理厂3000～4000mg/L的活性污泥投加到反应器壳体(1)，达到设计容积；
步骤1.3、启动曝气泵(9)和搅拌器(12)，利用气体流量计(7)控制进口曝气强度为9～10m3/h m3废水，搅拌器(12)转速控制每分钟在50～60转，使污泥和改性聚氨酯海棉悬浮载体(2)充分混合接触，搅拌与曝气24小时后排出全部接种污泥，投加等体积模拟配水至反应器壳体(1)中，其中配水碳源：氮源：磷源＝100:5:1，COD：1300-1500mg/L，总氮：60-75mg/L，总磷：12-15mg/L。
步骤1.4、将步骤1.3中曝气强度利用气体流量计(7)调至4～5m3/(h m3废水)，搅拌速度不变，连续运行7d，反应器壳体(1)中改性聚氨酯海绵悬浮载体(2)表面生长出生物膜，且COD的处理效率高于80％，装置挂膜启动成功。
7.根据权利要求5所述的用于印染废水水解酸化的微氧流化床生物膜装置的运行方法，其特征在于，步骤2按照以下具体步骤实施：
步骤2.1、将步骤1中挂膜成功反应器壳体(1)的模拟配水替换成模拟印染废水，替换过程采用等量增加的方法，首先将质量百分比为20％比例的COD替换成模拟印染废水，并利用气体流量计(7)将曝气强度调至1.5～2.0m3/h m3废水，使得装置***中溶解氧含量控制在0.5～1mg/L，运行3～5天；
步骤2.2、逐渐增加印染废水在废水中COD所占比例，分别为40％、60％、80％和100％，每个条件运行时间均为3～5天；
步骤2.3、采用100％的印染废水连续运行反应装置7～9天。
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