[发明专利]一种水气流化生物载体膜分离废水深度处理的方法

摘要

本发明公开了一种现有废水处理系统提标改造和中水回用的技术，具体是一种水气流化生物载体膜分离废水深度处理的工艺，本发明是现有污水处理系统出水的深度处理，反应池采用网状填料培育以自养型微生物为主的生物降解体系，反应池通过折流隔板分割为3-11格，最后一格设置浮力式滗水器收集表层水作为出水，出水再进入无机膜分离器过滤，滤出水直接排放或回用，浓缩水回流至反应池第一格再继续进行降解。本发明的优点从微生物学的角度，构建了以自养型菌种为主微生物群体结合膜高效分离的深度处理工艺路线，设计合理、工艺可行、操作简便、占地面积少、运行成本低、净化效果好。

主权项

一种水气流化生物载体膜分离废水深度处理的方法，其特征在于： (1)采用易生物吸附、空隙率高、弹性好、韧性强、化学性能稳定的网状填料，该填料空隙率达5ppi，有机负荷高达8.5kgBOD5/(m3·d)，比表面积在18‑45m2/g间；该填料显著特征是固定化微生物后载体平均密度与水的密度十分接近，载体在水中呈稳定的悬浮状；该填料为网型宽孔高分子载体，填料在生产过程中进行催化和改性处理，表面带有某些亲水性基团以及氨基、羧基、环氧基等活性基团，能与微生物肽链氨基酸残基链接形成离子键结合或共价键结合，进而将微生物及生物酶固定在载体上，该载体不仅适合真菌、丝状菌和菌胶团等微生物吸附挂膜，还适合多种捕食细菌的原生动物和后生动物，能够形成了具有稳定食物链的微型生态系统，并且污泥产生量很小。基于填料结构形式，反应池内部可同时实现无数个好氧、缺氧和厌氧状态的微小区域，并可在流化状态下相互转换，具有优良的脱氮效果。另外该填料切割气泡能力强，空间体积利用率大、无死区等特点，使用后反应池体有效体积在95％以上。 (2)该工艺采用适应低碱度、低pH值水质且抗负荷波动的特种优势细菌。该类菌种显著特点是以自养型微生物为主，与前端二级处理中起主要作用的异养型菌种不同，该类菌种特点是对BOD5浓度要求低于35mg/l，且越低越好，以防止异养菌菌种成为优势菌种；该反应系统不需要外加碳源。 (3)反应池体上设进水口和出水口，中间设多级折流隔板，将反应池分割为多个部分，排列可为均匀分布或不均匀分布，数量设置在3‑11个间，主要作用为提高传质效率，增加污水与载体的接触；折流隔板间设置上拦截网和下拦截网，可将生物填料固定在中间。第一级折流板区域拦截网下方设置穿孔曝气管和回流浓缩水管，池体底部设置污泥收集沟和排泥管。 (4)出水采用过滤精度高、通量大、稳定可靠的无机膜分离器，尤其是采用高通量的碳化硅膜、复合陶瓷膜、不锈钢膜，实现高效分离，从而有效保证高效的脱磷效果。根据出水排放或回用要求，过滤精度选范围在0.05‑10μm；采用错流过滤，流速选范围1‑5m/s，推荐2m/s；根据进出水量和场地面积，过滤压力选0.1‑10MPa，综合占地、投资和能耗间平衡，设计推荐1‑3MPa。 (5)采用分离和回流无缝衔接的工艺组合。经无机膜分离器分离的清水直接排放或回用，浓缩水返回至反应池体第一级，通过浓缩水管回流，该设计可大幅延长污水中污染物停留时间，理论上可将反应器有效反应时间延长至无限，解决了氨氮和难降解有机物降解需要较长时间污泥龄和短水力停留时间的矛盾，可充分保证污染物得到降解，在处理高氨氮及总氮和难降解有机物的分解上具有显著优势，同时大幅降低反应器占地面积和容积，显著减少投资。 (6)创造出高效的流化作用，同时实现高效节能曝气。以上作用的实现主要通过两个设置来完成：一是曝气采用易维护、成本低、水头损失小、扰动大的穿孔曝气管，所产生的气泡能够充分扰动填料层，实现流化效果，同时气泡被网状填料切割成细小气泡，增加了氧的利用率，可减小曝气量；二是池体出水采用集水面积大的可调浮力滗水器，主要收集池体表层水。由于大气氧分压的存在，表层水中超饱和富氧水含量高，经收集和膜分离后直接通过布水管回流至反应池，在实现回流冲刷的同时，增大水体溶解氧量，进一步减少曝气量。