[发明专利]序批式反应器、在该反应器培养生物膜的方法及利用该反应器处理污水的方法

说明书

技术领域

本发明属于包含生物处理步骤的污水处理领域，涉及一种序批式反应器、在该反应器培养生物膜的方法以及利用该反应器处理污水的方法。

背景技术

污水处理相关工艺朝着高度集约、低能耗的方向发展。目前广泛采用的污水处理工艺存在着占地面积大、各单元反应器功能单一、操作能耗高的难题。若将具有不同氧化还原电位的反应器所发挥的不同功能在时间与空间尺度相结合，例如将有机物去除、硝化与反硝化反应在反应器内同步进行，那么污水处理所需要的反应时间将会大大的降低，这也意味着显著提高反应器的效率以及节省反应器的体积。若要令有机物去除、硝化与反硝化同步进行，通常情况下需要有一定厚度的生物膜以及在反应器内控制适当水平的溶解氧浓度，从而在生物膜表面形成好氧区域以及生物膜内部形成缺氧区域。若要在上述基础上同时实现磷的同步去除，则反应器的控制则更为复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种序批式反应器，并且提供一种在该反应器培养生物膜的方法和利用该反应器处理污水的方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种序批式反应器，包括反应器本体、进水泵、进气泵、控制系统、填料、排水阀和溶解氧浓度探测器、硝酸盐浓度探测器、有机物浓度探测器、磷酸盐浓度探测器，所述进水泵、进气泵和排水阀分别与反应器本体相通，所述控制系统通过分析溶解氧浓度探测器、硝酸盐浓度探测器、有机物浓度探测器和磷酸盐浓度探测器的信号调整进水泵、进气泵和排水阀的工作状态，其特征在于：所述填料（5）直径为2-5cm，比表面积为180-250m²/m³，其体积为反应器本体（4）的30%-80%。

作为本发明的改进，所述填料（5）采用3D打印方法成型，其形状为立体蜂窝类球状，材质为聚酰胺纤维。

一种在所述序批式反应器培养生物膜的方法，包括以下步骤：

1）、选取所述序批式反应器并接种好氧活性污泥，接种污泥浓度为2g/L-5g/L；

2）、在厌氧状态下向反应器中泵入含有有机物和氮磷的污水；

3）、向所述序批式反应器通入空气；

4）、停止通入空气并沉淀；

5）、排除污水；

6）、重复步骤2）～5）三到七次得到需要的生物膜。

作为本发明培养生物膜方法的改进，步骤2）的污水pH为6.5-7.5，温度为8-25℃。

作为本发明培养生物膜方法的进一步改进，步骤2）泵入时，注水时间为30-60分钟，步骤4）沉淀时间为2-20分钟，步骤5）排除污水时间为5-10分钟。

作为本发明培养生物膜方法的进一步改进，步骤3）通气时间为70-120分钟，通入空气时表观速率为1.2-5cm/s，通气时反应器中的溶解氧含量大于0.7mg/L。

一种利用序批式反应器同步去除污水中氮磷和有机物的方法，包括在厌氧状态下向反应器中泵入含有有机物和氮磷的污水步骤、静置反应步骤、向序批式反应器通入空气步骤、停止通入空气沉淀步骤和排出污水步骤，泵入污水的pH为6.5-7.5，温度为8-25℃。

作为本发明同步去除污水中氮磷和有机物方法的改进，泵入污水时间为30-60分钟，静置反应时间为15-50分钟，通入空气时间为70-120分钟，沉淀时间为2-20分钟，排除污水时间为5-10分钟。

作为本发明同步去除污水中氮磷和有机物方法的进一步改进，通入空气时表观速率为1.2-5cm/s，通气过程中反应器中的溶解氧含量大于0.7g/L。

作为本发明同步去除污水中氮磷和有机物方法的进一步改进，所述反应器的有机负荷为2.5-3.5gCOD/L·d，所述排出污水步骤时排水比为50-60%。

本发明的有益效果在于：本发明的通过合理设置序批式反应器的结构，可以同步去除污水中氮磷和有机物，具有结构紧凑，能耗低的优点；本发明的序批式反应器填料的直径较小，比表面积大，能够形成更好的生物膜，从而达到同步去除污水中氮磷和有机物的目的。本发明培养生物膜的方法通过接种适合的污泥并改进培养生物膜的步骤，最终获得的生物膜表观呈淡黄色，且厚度适中，具有优异的同步去除污水中氮磷及有机物的能力。本发明处理污水的方法通过合理设置处理工艺步骤、工艺条件及工艺参数，能够高效同步去除有机物中的氮磷及有机物，经处理后的污水中的氮磷和有机物含量低，满足相应国家标准（《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》中的一级A排放标准）。

附图说明