[发明专利]基于铁炭载体的复合生物反应器及其制备与污水处理方法有效

专利信息
申请号: 202210577980.6 申请日: 2022-05-24
公开(公告)号: CN114835255B 公开(公告)日: 2023-06-13
发明(设计)人: 万丽;张淞萱 申请(专利权)人: 湖南五方环境科技研究院有限公司
主分类号: C02F3/30 分类号: C02F3/30;C02F1/00;C02F1/38
代理公司: 长沙知行亦创知识产权代理事务所(普通合伙) 43240 代理人: 严理佳
地址: 410000 湖南省长沙市高新开发区麓龙*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 基于 载体 复合 生物反应器 及其 制备 污水处理 方法
【说明书】:

一种基于铁炭载体的复合生物反应器的制备方法以及污水处理方法,通过将铁炭粉末与有机营养源粉末通过研磨拌合工艺制备获得铁炭功能载体,将铁炭功能载体投加至污水处理生化池,诱导微生物在载体表面生长,形成微小污泥颗粒,所述微小污泥颗粒包括铁碳功能载体形成的微观原电池及附着在载体表面的脱氮除磷专性菌,微观原电池的形成可为自养反硝化以及硝态氮和亚硝态氮的化学还原提供电子供体,提升系统脱氮效率20~30%;此外,污水中的磷可与原电池反应中溶出的铁离子接触反应生成沉淀而去除;通过设置在生化池与二沉池之间的分离装置,80%以上的微小污泥颗粒以内回流的方式返回生化池缺氧区,提高生化池的功能微生物数量。

技术领域

本发明涉及环境技术领域,尤其涉及一种基于铁炭载体的复合生物反应器的制备方法以及污水处理方法。

背景技术

目前,我国城镇生活污水普遍存在碳氮比低,污水厂进水碳源不足致使不能为反硝化提供充足的能量,反应进行不彻底且造成中间产物亚硝酸盐的积累。为提高生化工艺的脱氮效果,大多数污水厂采用外加碳源的方式。投加固体碳源一方面可作为微生物的载体,另一方面可补充异养反硝化所需的碳源,从而获得较高的脱氮除磷效率,但存在碳源有效利用率低、补充量大等问题,在实际应用时必然会造成运营成本显著增高。近年来,自养反硝化与异养反硝化的结合成为一种新的发展趋势,自养反硝化和异养反硝化在同一体系内可以协同完成完全反硝化过程,为提高对低碳氮比污水的脱氮除磷效果。铁碳微电解法是一种通过生物耦合化学过程的废水净化方法,在废水中,铁碳微电解填料以铁为阳极,碳为阴极形成大量微观原电池,自养反硝化菌可利用铁碳微电解颗粒通过原电池反应生成的Fe2+和[H]为电子供体进行自养反硝化反应。

高浓度复合粉末载体生物流化床技术(HPB)(对应专利号:CN 110577285 B)是基于污水生物处理原理,利用向生化池中投加复合粉末载体,不仅提高生化池混合液浓度,同时构建了悬浮生长和附着生长“双泥”共生的微生物系统,通过二沉池进行固液分离;并对排放剩余污泥中的复合粉末载体进行回收及循环,实现了双泥龄,克服了脱氮除磷菌污泥龄矛盾,同步强化了生物脱氮除磷的效果。所述复合粉末载体包括基础生物载体和超细有机无机替代碳源,可在生化池和二沉池的全池流化,实现与污染物的充分接触,但仍存在载体粒径不可控、载体回收循环利用能耗高、未实现二沉池处理水量同步翻倍等问题。尤其HPB载体颗粒的微米级粒径不可调是限制HPB技术污水处理效率的主要原因,其主要体现在以下几点:

(1)导致载体颗粒与絮体污泥结合后,分离难度大,易随污泥流失;

(2)微米级粒径不可调,生化池处理后的絮体污泥无法分离导致二沉池负载量巨大,无法与生化池的处理效率匹配;

(3)二沉池后续的污泥沉淀处理难度较大。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种基于铁炭载体的复合生物反应器的制备方法以及污水处理方法,旨在解决现有技术中上述技术问题。

为实现上述目的,本发明提供的一种基于铁炭载体的复合生物反应器的制备方法,包括步骤:

S1,铁炭功能载体的制备:铁炭粉末与有机营养源粉末通过拌合工艺制备获得铁炭功能载体,所述铁炭功能载体粒径分布在30~70um;其中,铁炭粉末在所述铁炭功能载体中的质量占比为90%-97%;

S2,污泥颗粒的培养:将所述铁炭功能载体投加至污水处理生化池,诱导微生物在所述铁炭功能载体表面生长,形成微小污泥颗粒,所述微小污泥颗粒与生化池内活性污泥构成复合生物反应器;其中,所述微小污泥颗粒包括铁碳功能载体形成的微观原电池及附着在载体表面的脱氮除磷专性菌。

优选的,所述有机营养源粉末为淀粉、聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯类聚合物中的一种或多种,粒径小于5um。

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