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        菌-藻耦合污水處理方法

        發布時間:2020-4-10 9:12:18  中國污水處理工程網

          申請日2019.11.28

          公開(公告)日2020.02.14

          IPC分類號C02F3/30; C02F3/32; C02F3/28; C02F101/16; C02F101/10

          摘要

          本發明公開一種菌‑藻耦合污水處理裝置和污水處理方法,屬于污水處理技術領域,具體方案如下:一種菌‑藻耦合污水處理裝置,包括厭氧折流板反應器、旋轉式藻生物膜反應器與生物接觸氧化反應器,旋轉式藻生物膜反應器包括主動軸、被動軸、電機、藻生物膜和固定架,電機固定在固定架上,電機的輸出軸與主動軸固定連接,主動軸轉動安裝在固定架上,被動軸位于主動軸的下方并轉動設置在生物接觸氧化反應器內部,藻生物膜首尾連接套設在主動軸和被動軸上,厭氧折流板反應器的出水口Ⅰ與生物接觸氧化反應器的進水口Ⅱ通過管道相連。整個裝置能源消耗較低,且能夠高效地同步去除農村分散污水中的COD、N和P。

          權利要求書

          1.一種菌-藻耦合污水處理裝置,其特征在于:包括厭氧折流板反應器(1)、旋轉式藻生物膜反應器(2)與生物接觸氧化反應器(3),所述旋轉式藻生物膜反應器(2)包括主動軸(21)、被動軸、電機(22)、藻生物膜(23)和固定架(24),所述電機(22)固定在固定架(24)上,所述電機(22)的輸出軸與主動軸(21)固定連接,所述主動軸(21)轉動安裝在固定架(24)上,所述被動軸位于主動軸(21)的下方并轉動設置在生物接觸氧化反應器(3)內部,所述藻生物膜(23)首尾連接構成環狀結構套設在主動軸(21)和被動軸上,所述厭氧折流板反應器(1)的出水口Ⅰ(12)與生物接觸氧化反應器(3)的進水口Ⅱ(33)通過管道(4)相連。

          2.根據權利要求1所述的一種菌-藻耦合污水處理裝置,其特征在于:所述藻生物膜(23)包括基底和藻類,所述藻類生長在基底表面上。

          3.根據權利要求2所述的一種菌-藻耦合污水處理裝置,其特征在于:所述基底為橡膠或帆布。

          4.根據權利要求1所述的一種菌-藻耦合污水處理裝置,其特征在于:所述生物接觸氧化反應器(3)包括缸體(31)和掛膜材料(32),所述掛膜材料(32)設置在缸體(31)的內部,所述被動軸轉動設置在缸體(31)內部并處于缸體(31)水面深度1/2位置,所述掛膜材料(32)位于被動軸的兩側,所述缸體(31)設置有進水口Ⅱ(33)和出水口Ⅱ(34),所述進水口Ⅱ(33)設置在缸體(31)前端的下部,所述出水口Ⅱ(34)設置于缸體(31)后端的上部。

          5.根據權利要求4所述的一種菌-藻耦合污水處理裝置,其特征在于:所述掛膜材料(32)包括若干個固定軸(321)和若干個片狀材料(322),所述若干個固定軸(321)均固定在缸體(31)內部,每個固定軸(321)上均固定有若干個片狀材料(322)。

          6.根據權利要求1所述的一種菌-藻耦合污水處理裝置,其特征在于:所述厭氧折流板反應器(1)的進水口Ⅰ(11)設置在厭氧折流板反應器(1)前端下部,所述厭氧折流板反應器(1)的出水口Ⅰ(12)設置在厭氧折流板反應器(1)后端上部。

          7.根據權利要求1所述的一種菌-藻耦合污水處理裝置,其特征在于:所述厭氧折流板反應器(1)中擋板(13)的材料為活性炭氈。

          8.一種利用權利要求1-7任一一項權利要求所述的菌-藻耦合污水處理裝置的污水處理方法,其特征在于:包括以下步驟:

          步驟一、取污水處理廠厭氧段的活性污泥,投加到厭氧折流板反應器(1)中,厭氧折流板反應器(1)的進水為污水;

          步驟二、取污水處理廠好氧段的活性污泥,投加到生物接觸氧化反應器(3)中,開啟旋轉式藻生物膜反應器(2)的電機(22),使藻生物膜(23)隨主動軸(21)的轉動在主動軸(21)與被動軸之間傳送,所述被動軸位于生物接觸氧化反應器(3)的水面下方,當生物接觸氧化反應器(3)的出水口Ⅱ(34)的水質穩定后,標志整個裝置啟動成功。

          9.根據權利要求8所述的一種污水處理方法,其特征在于:步驟二中,所述藻生物膜(23)的制備方法為:將所述被動軸放置在懸浮藻培養液中,開啟電機(22),使用于藻掛膜的基底處于傳送狀態,懸浮藻培養液中懸浮藻的濃度>1500mg/L,電機(22)的轉速保持在5~10轉/分鐘,光照強度3000~5000lux,溫度保持25℃,培養3~7d,得到藻生物膜(23)。

          10.根據權利要求8所述的一種污水處理方法,其特征在于:步驟一中,投加到厭氧折流板反應器(1)中活性污泥的體積占厭氧折流板反應器(1)體積的一半,投加到厭氧折流板反應器(1)中活性污泥的濃度在10000~15000mg/L之間,步驟二中,投加到生物接觸氧化反應器(3)中的好氧活性污泥的終濃度為5000mg/L。

          說明書

          一種菌-藻耦合污水處理裝置和污水處理方法

          技術領域

          本發明屬于污水處理技術領域,具體涉及一種用于污水的脫氮除磷和去除污染物的高效低耗的菌-藻耦合污水處理裝置和污水處理方法。

          背景技術

          傳統污水處理工藝流程復雜、設備數量多、處理時間長,電耗、設備損耗大、日常運行成本高,出水水質不穩定。污水處理廠運行過程中,鼓風曝氣的能耗約占整個能耗費用的50%。而且,目前污水處理工藝主要針對污水有機碳進行去除,而對其中的氮、磷營養鹽的去除效率有限。隨著我國經濟的發展和社會人均生活水平的提高,產出的污水中N、P的含量逐漸提高。并且我國對污水處理及環境保護和綠色發展的要求日益提高,急需發展新的污水處理裝置及工藝。

          發明內容

          本發明的第一個目的是提供一種通過“厭氧-好氧生物膜法-藻生物膜”連用處理COD、N、P濃度較高的污水的處理裝置。

          本發明的第二個目的是提供一種污水處理方法。

          為實現上述目的,本發明采取的技術方案如下:

          一種菌-藻耦合污水處理裝置,包括厭氧折流板反應器、旋轉式藻生物膜反應器與生物接觸氧化反應器,所述旋轉式藻生物膜反應器包括主動軸、被動軸、電機、藻生物膜和固定架,所述電機固定在固定架上,所述電機的輸出軸與主動軸固定連接,所述主動軸轉動安裝在固定架上,所述被動軸位于主動軸的下方并轉動設置在生物接觸氧化反應器內部,所述藻生物膜首尾連接構成環狀結構套設在主動軸和被動軸上,所述厭氧折流板反應器的出水口Ⅰ與生物接觸氧化反應器的進水口Ⅱ通過管道相連。

          進一步的,所述藻生物膜包括基底和藻類,所述藻類生長在基底上。

          進一步的,所述基底為橡膠或帆布。

          進一步的,所述生物接觸氧化反應器包括缸體和掛膜材料,所述掛膜材料設置在缸體的內部,所述被動軸轉動設置在缸體內部并處于缸體水面深度1/2位置,所述掛膜材料位于被動軸的兩側,所述缸體設置有進水口Ⅱ和出水口Ⅱ,所述進水口Ⅱ設置在缸體前端的下部,所述出水口Ⅱ設置于缸體后端的上部。

          進一步的,所述掛膜材料包括若干個固定軸和若干個片狀材料,所述若干個固定軸均固定在缸體內部,每個固定軸上均固定有若干個片狀材料。

          進一步的,所述厭氧折流板反應器的進水口Ⅰ設置在厭氧折流板反應器前端下部,所述厭氧折流板反應器的出水口Ⅰ設置在厭氧折流板反應器后端上部。

          進一步的,所述厭氧折流板反應器中擋板的材料為活性炭氈。

          一種利用所述的菌-藻耦合污水處理裝置的污水處理方法,包括以下步驟:

          步驟一、取污水處理廠厭氧段的活性污泥,投加到厭氧折流板反應器中,厭氧折流板反應器的進水為污水;

          步驟二、取污水處理廠好氧段的活性污泥,投加到生物接觸氧化反應器中,開啟旋轉式藻生物膜反應器的電機,使藻生物膜隨主動軸的轉動在主動軸與被動軸之間傳送,所述被動軸位于生物接觸氧化反應器的水面下方,當生物接觸氧化反應器的出水口Ⅱ的水質穩定后,標志整個裝置啟動成功。

          進一步的,步驟二中,所述藻生物膜的制備方法為:將所述被動軸放置在懸浮藻培養液中,開啟電機,使用于藻掛膜的基底處于傳送狀態,懸浮藻培養液中懸浮藻的濃度>1500mg/L,電機的轉速保持在5~10轉/分鐘,光照強度3000~5000lux,溫度保持25℃,培養3~7d,得到藻生物膜。

          進一步的,步驟一中,投加到厭氧折流板反應器中活性污泥的體積占厭氧折流板反應器體積的一半,投加到厭氧折流板反應器中活性污泥的濃度在10000~15000mg/L之間,步驟二中,投加到生物接觸氧化反應器中的好氧活性污泥的終濃度為5000mg/L。

          本發明相對于現有技術的有益效果是:

          本發明所述的菌-藻耦合污水處理裝置是針對N、P濃度較高的污水進行生化處理的“綠色環保型”一體化設備,污水依次進入厭氧-好氧處理單元:(一)厭氧處理單元:采用厭氧折流板反應器(ABR)進行處理,對污水中的大部分COD進行去除,并提高污水的可生化性;首次提出采用活性炭氈作為厭氧折流板反應器的擋板,活性炭氈能夠促進厭氧過程中的電子傳遞,進而提高厭氧反應速率,縮短水力停留時間、提高處理效率;(二)好氧處理單元:采用旋轉式藻生物膜反應器(RAB)與生物接觸氧化反應器(COR)耦合的“藻-菌耦合”處理,旋轉式藻生物膜反應器(RAB)中的藻生物膜在光合作用下將污水中的N、P進行吸收利用并產生O2,通過電機的轉動將O2帶入到生物接觸氧化反應器(COR);COR采用軟性聚乙烯填料作為生物膜載體,利用RAB產生的O2,進一步去除污水中的污染物,實現生物接觸氧化反應器不再設置曝氣裝置,大大降低處理成本。整個裝置能源消耗較低,且能夠高效地同步去除農村分散污水中的COD、N、P,而且N、P以細胞組分的形式轉移至藻細胞內,實現對營養鹽的回收;相比于懸浮式的藻培養系統,藻生物膜采收方便、成本低;藻生物質回收后,可制成藻生物肥料、飼料添加劑、生物柴油等高附加值產品,具有較高的商業價值。(發明人安眾一;張慧超;劉志偉;李欣)

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