[发明专利]一种生物填料及其水处理工艺

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术领域，特别是涉及一种生物填料及其水处理工艺。

背景技术

目前对于污水中的氨氮污染物，其脱除原理是通过硝化作用(将氨氮氧化成硝酸盐氮)和反硝化作用(将硝酸盐氮还原为氮气)实现的。由于硝化菌生长需要溶氧浓度较高，反硝化菌生长的环境需要溶氧较低，所以目前主要处理方法有三种：

方法一(如缺氧好氧活性污泥法)：在池体内设置缺氧区，将好氧硝化后的污水混合液通过循环系统打到缺氧区，此类方法缺点为能耗较高，且经常出现碳源缺乏脱氮效果差的情况；

方法二(如序批式活性污泥法)：通过在好氧区进行间歇曝气，创造一定时段的缺氧环境，但此方法也影响到好氧菌的正常生长和繁殖，影响整体的处理效果，其池体有效反应时间仅按曝气时间来计，池体利用率一般为50％左右；

方法三(如生物接触氧化法或曝气生物滤池工艺)：通过在好氧区投加生物填料，依据填料上所附着生物膜浅层和深层的微生物获得的不同溶氧量进行生物膜表层微生物的硝化和深层微生物的反硝化作用，此方法的缺点是当形成生物膜变厚时，随着内层微生物脱氮性能的增强，由于内层微生物营养获得较少，营养缺乏，处于内源代谢期，导致生物膜附着性能较差，容易脱落，因此脱氮能力不高，效果也不稳定。

发明内容

鉴于以上问题，本发明的主要目的在于提供一种生物填料及其水处理工艺。该生物填料内外包括好氧区和缺氧区，可以有效的同时实现硝化和反硝化，采用该生物填料来进行水处理，具有效果佳、能耗低、效率高等优点。

为了达到以上目的，本发明提供的该种生物填料，其为一空心腔体，所述空心腔体一端设有至少一个排泥孔，其中：

所述空心腔体可通过整体注塑而成，也可以由支撑骨架与挂膜材料连接组合而成，而所述挂模材料可通过粘接、穿接、栓接等方式与支撑骨架固定连接；

所述空心腔体优选为球型、椭球型、圆柱型、多边型等；

所述挂膜材料优选为丝、布、网或片等，其材质软硬皆可，优选为软材质，以实现该生物材料在水中受水流影响自动变形；

所述空心腔体的腔内壁具有一定坡度，以便于排出泥渣；

另外，所述空心腔体还可以设有至少一个排气孔，以将腔体内微生物代谢产生的各种气体以及意外进入腔体的空气气泡排出填料，所述排气孔的位置优选为所述排泥孔相对的一端；

再者，所述空心腔体内部可再设有若干个子腔；所述支撑骨架的内外表面也可以通过增加压纹、毛刺、叶片以及附着纤维丝等方式增大挂膜面积和微生物量；

所述空心腔体的最大直径优选为5mm-300mm。

采用本发明提供的该种生物填料进行水处理工艺时，将该种生物填料以一定数量布置安装于生化池中，由于该生物填料空心腔体内外溶解氧浓度不同，在微生物培养挂膜后，空腔填料的内外微生物功能不同，内部微生物以缺氧微生物为主，随着生物填料在水体中的摇摆或/和变形的方式，空腔内外的水通过排泥孔(和排气孔)等间隙进行传质，从而实现了在同一区域内的硝化和反硝化脱氮的同步进行，在实现微生物膜法脱除有机污染物的同时，还可以大大提高了填料的脱氮性能。

上述安装生物填料时，当生物填料比重大于水的比重时，宜固定所述排泥孔相对的一端，使之悬挂在水中，当生物填料比重小于水的比重时，宜固定所述排泥孔一端，使之悬浮于水中。

本发明具有以下有益效果：

污水处理池体中投加本发明提供的生物填料后，池体内不需另设缺氧区和好氧区，也不需设置好氧缺氧区水力循环动力，通过填料的摇摆和/或变形，实现该生物填料小环境下水体流动和污染物质交换，使水中各种单一好氧条件下难以彻底脱除的污染物(如难降解污染物、氨氮)借助生物填料腔体内外不同类型微生物的作用下高效去除。

采用本发明提供的生物填料进行水处理工艺时，该生物填料创造了两种环境，两种区域生长的微生物功能比较专一，工作过程中动力消耗小，因此可以保证较小的处理能耗下(可以降低能耗成本0.05元/m3以上)，对氨氮等污染物去除高效(可以提高脱氮效率50％以上)。同时还具有污泥产量小，脱氮过程对碳源要求不严格等优点，另外，本工艺增加缺氧环境，还可提高聚磷菌除磷的能力，通过缺氧微生物对难降解有机物的水解，提高了生物池内难降解高分子有机污染物的去除率。

附图说明

图1为本发明提供的生物填料的一种实施例示意图；

图2为本发明提供的生物填料的另一种实施例示意图；

图3为本发明提供的生物填料的再一种实施例示意图；

图4为本发明提供的生物水处理工艺中生物填料的一种安装示意图；