一种MBBR工艺中生物载体快速挂膜方法专利检索-与载体结合的或固相化的酶与载体结合的或固相化的微生物细胞其制备专利检索查询-专利查询网

一种MBBR工艺中生物载体快速挂膜方法

专利类型	发明公开	法律事件	公开; 实质审查;
专利有效性	实质审查	当前状态	实质审查
申请号	CN202311523273.X	申请日	2023-11-14
公开(公告)号	CN117568331A	公开(公告)日	2024-02-20
申请人	南京高科环境科技有限公司;	申请人类型	企业
发明人	陈梦雪; 陈道康; 方鑫;	第一发明人	陈梦雪
权利人	南京高科环境科技有限公司	权利人类型	企业
当前权利人	南京高科环境科技有限公司	当前权利人类型	企业
省份	当前专利权人所在省份：江苏省	城市	当前专利权人所在城市：江苏省南京市
具体地址	当前专利权人所在详细地址：江苏省南京市经济技术开发区恒通大道2号	邮编	当前专利权人邮编：210038
主IPC国际分类	C12N11/10	所有IPC国际分类	C12N11/10 ; C02F3/12 ; C02F3/10 ; C02F3/34 ; C12N11/00 ; C12N1/38
专利引用数量	0	专利被引用数量	0
专利权利要求数量	10	专利文献类型	A
专利代理机构	南京新慧恒诚知识产权代理有限公司	专利代理人	邓唯;
摘要	本发明公开了一种MBBR工艺中生物载体快速挂膜方法，所述的快速挂膜方法如下：将接种污泥与MBBR填料加入反应器内，曝气使填料处于流化状态后闷曝；闷曝结束后将泥水排出，采用连续进水进行培养；且所述进水中含有壳聚糖、海藻酸钠、Fe3+以及Mn2+。本发明提供的挂膜方法，能够提高挂膜速度及挂膜生物量，实现快速挂膜。
权利要求	1.一种MBBR工艺中生物载体快速挂膜方法，其特征在于，所述的快速挂膜方法如下：将接种污泥与MBBR填料加入反应器内，曝气使填料处于流化状态后闷曝；闷曝结束后将泥水 3+ 2+ 排出，采用连续进水进行培养；且所述进水中含有壳聚糖、海藻酸钠、Fe 以及Mn 。 2.根据权利要求1所述的一种MBBR工艺中生物载体快速挂膜方法，其特征在于，反应器内接种污泥的浓度为6000‑10000mg/L。 3.根据权利要求1所述的一种MBBR工艺中生物载体快速挂膜方法，其特征在于，MBBR填料的填充比为25‑35％。 4.根据权利要求1所述的一种MBBR工艺中生物载体快速挂膜方法，其特征在于，曝气使填料处于流化状态时的空气量为使填料处于流化状态的最低气量。 5.根据权利要求1所述的一种MBBR工艺中生物载体快速挂膜方法，其特征在于，闷曝时间为10‑30h，且闷曝过程中，填料仍处于流化状态。 6.根据权利要求1所述的一种MBBR工艺中生物载体快速挂膜方法，其特征在于，连续进水培养时间为15‑25天。 7.根据权利要求1或6所述的一种MBBR工艺中生物载体快速挂膜方法，其特征在于，连续进水培养采用流量逐步增加的方式，进水量先控制在设计进水流量的30‑50％，再提高至设计进水流量的60‑80％，最后按设计进水流量的100％进水。 8.根据权利要求1所述的一种MBBR工艺中生物载体快速挂膜方法，其特征在于，在连续进水培养时，通过曝气控制反应器内DO维持在3‑5mg/L。 9.根据权利要求1所述的一种MBBR工艺中生物载体快速挂膜方法，其特征在于，连续进水培养过程中，进水的停留时间为2‑10h。 10.根据权利要求1所述的一种MBBR工艺中生物载体快速挂膜方法，其特征在于，进水 3+ 2+ 中壳聚糖、海藻酸钠、Fe 、Mn 的浓度分别为：5‑15mg/L，10‑50mg/L，2‑8mg/L，1‑5mg/L。
说明书全文	一种MBBR工艺中生物载体快速挂膜方法技术领域 [0001] 本发明涉及一种MBBR工艺中生物载体快速挂膜方法，属于污水处理技术领域。背景技术 [0002] 生物膜法是一种高效的废水处理方法，具有污泥量少，不会引起污泥膨胀，对废水的水质和水量的变动具有较好的适应能力，运行管理简单等特点。 [0003] 生物膜法是使微生物附着在载体表面上并形成生物膜，当污水流经载体表面时，污水中的有机物及溶解氧向生物膜内部扩散。膜内微生物在有氧存在的情况下对有机物进行分解代谢和机体合成代谢，同时分解的代谢产物从生物膜扩散到水相和空气中，从而使废水中的有机物得以降解。 [0004] 生物膜法被广泛地应用于污水处理中，移动床生物膜法(MBBR)是其中最常见的处理工艺。微生物及其代谢物在填料上聚集形成固着式活性生物系统形成生物膜。填料的物理结构、表面化学特性影响挂膜效果。填料挂膜效果影响生物膜的生物量、化学组成胞外聚合物(EPS)等主要特性，从而影响到生物膜结构及微生物群落的稳定性，关系到工艺稳定性与处理出水水质。 [0005] 为了快速挂膜，提高挂膜质量，人们研究了很多挂膜方法，主要有： [0006] 1、自然挂膜法，利用进水中的微生物为接种微生物，由于接种量少，生物膜形成速度慢，生物膜与填料之间的粘合度高，形成的生物膜稳定； [0007] 2、接种排泥挂膜法，为克服微生物量少、挂膜速度慢的缺点，投加活性污泥.这种方法成膜时间较短，生物膜较稳定，但接种污泥与初期生物膜微生物之间存在营养竞争； [0008] 3、接种有益因子法，通过在进水中添加特殊因子加快固着态微生物的附着并促进生物膜形成； [0009] 4、流量递增挂膜法，即逐渐增加进水流量到设计流量的方法，可以加快反应器的启动； [0010] 5、间歇曝气法，填料表面微生物浓度高，有利于微生物附着，适用于初期难以形成生物膜的废水，但挂膜时间相对较长。 [0011] 目前来说一般采用接种排泥法和流量递增法结合的方式进行挂膜，由于挂膜初期接种污泥与生物膜微生物存在竞争，所以挂膜时间较长。发明内容 [0012] 为解决现有技术的不足，本发明提供了一种MBBR工艺中生物载体快速挂膜方法，能够提高挂膜速度及挂膜生物量，实现快速挂膜。 [0013] 本发明所采用的技术方案为： [0014] 一种MBBR工艺中生物载体快速挂膜方法，所述的快速挂膜方法如下：将接种污泥与MBBR填料加入反应器内，曝气使填料处于流化状态后闷曝；闷曝结束后将泥水排出，采用3+ 2+ 连续进水进行培养；且所述进水中含有壳聚糖、海藻酸钠、Fe 以及Mn 。 [0015] 优选地，反应器内接种污泥的浓度为6000‑10000mg/L。 [0016] 优选地，MBBR填料的填充比为25‑35％ [0017] 优选地，曝气使填料处于流化状态时的空气量为使填料处于流化状态的最低气量。 [0018] 优选地，闷曝时间为10‑30h，且闷曝过程中，填料仍处于流化状态。 [0019] 优选地，连续进水培养时间为15‑25天。 [0020] 优选地，连续进水培养采用流量逐步增加的方式，进水量先控制在设计进水流量的30‑50％，再提高至设计进水流量的60‑80％，最后按设计进水流量的100％进水。 [0021] 优选地，在连续进水培养时，通过曝气控制反应器内DO(溶解氧)维持在3‑5mg/L。 [0022] 优选地，连续进水培养过程中，进水的停留时间为2‑10h。 [0023] 优选地，进水中壳聚糖、海藻酸钠、Fe3+、Mn2+的浓度分别为：5‑15mg/L，10‑50mg/L，2‑8mg/L，1‑5mg/L。 [0024] 本发明的有益效果在于： [0025] 在反应器中投加壳聚糖，可增强细胞与填料之间的粘附作用，为微生物细胞在固相填料表面的粘附作用创造有益条件，实现快速挂膜；在反应器中投加铁离子和锰离子，能够刺激微生物的生命活动，提高挂膜速度及生物量，增强生物膜除污能力；投加海藻酸钠能与金属阳离子形成水凝胶，对细胞具有良好的吸附作用，有利于营养物质和代谢废物的交换，促进微生物生长。附图说明 [0026] 图1为实验装置示意图； [0027] 图2为不同挂膜方式下的COD去除效果图； [0028] 图3为不同挂膜方式下的COD去除率趋势图； [0029] 图4为不同挂膜方式下的氨氮去除效果图； [0030] 图5为不同挂膜方式下的氨氮去除率趋势图； [0031] 图6为不同挂膜方式下的EPS数据图。具体实施方式 [0032] 下面结合附图和实施例对本发明做具体的介绍。 [0033] 以下实施例中，Fe3+由加入至原水箱内的FeCl3提供，Mn2+由加入至原水箱内的MnCl2提供。 [0034] 实施例1 [0035] 选取8L反应器进行试验，设计进水流量为1.5L/h；先将浓度为8000mg/L的接种污泥和填充比为30％的MBBR填料投加至反应器中，曝气流量调节至填料流化状态，闷曝12小时，使微生物与填料充分接触，然后将泥水排空，连续进出污水，控制反应器内曝气流量，使DO维持在3‑5mg/L。 [0036] 原水箱中污水内含有如下有益因子，且配置浓度如下： [0037] [0038] 连续进出污水时，第一天进水流量控制在0.5L/h，第二天进水流量控制在1L/h，第三天进水流量控制在1.5L/h，之后维持此流量一直进水。且连续进水培养过程中，进水的停留时间为5.3h。 [0039] 实施例2 [0040] 选取8L反应器进行试验，设计进水流量为1.5L/h；先将浓度为8000mg/L的接种污泥和填充比为30％的MBBR填料投加至反应器中，曝气流量调节至填料流化状态，闷曝18小时，使微生物与填料充分接触，然后将泥水排空，连续进出污水，控制反应器内曝气流量，使DO维持在3‑5mg/L。 [0041] 原水箱中污水内含有如下有益因子，且配置浓度如下： [0042] [0043] 连续进出污水时，第一天进水流量控制在0.5L/h，第二天进水流量控制在1L/h，第三天进水流量控制在1.5L/h，之后维持此流量一直进水。且连续进水培养过程中，进水的停留时间为5.3h。 [0044] 实施例3 [0045] 选取8L反应器进行试验，设计进水流量为1.5L/h；先将浓度为8000mg/L的接种污泥和填充比为30％的MBBR填料投加至反应器中，曝气流量调节至填料流化状态，闷曝24小时，使微生物与填料充分接触，然后将泥水排空，连续进出污水，控制反应器内曝气流量，使DO维持在3‑5mg/L。 [0046] 原水箱中污水内含有如下有益因子，且配置浓度如下： [0047] [0048] 连续进出污水时，第一天进水流量控制在0.5L/h，第二天进水流量控制在1L/h，第三天进水流量控制在1.5L/h，之后维持此流量一直进水。且连续进水培养过程中，进水的停留时间为5.3h。 [0049] 对比例1 [0050] 选取8L反应器进行试验，设计进水流量为1.5L/h；先将浓度为8000mg/L的接种污泥和填充比为30％的MBBR填料投加至反应器中，曝气流量调节至填料流化状态，闷曝12小时，使微生物与填料充分接触，然后将泥水排空，按照1.5L/h连续进出污水，进水的停留时间为5.3h；控制反应器内曝气流量，使DO维持在3‑5mg/L。 [0051] 参见图1所示，并列运行4组相同的MBBR反应器，其中反应器1采用实施例1中的快速挂膜方法，反应器2采用实施例2中的快速挂膜方法，反应器3采用实施例3中的快速挂膜方法，反应器4采用常规接种排泥法。反应器由直径190mm，高350mm有机玻璃圆管制作而成，溢流口高285mm，有效容积8L，反应器底部装有曝气盘，连接曝气泵，中间接有转子流量计，可以调节曝气量，进水泵为蠕动泵，可调节进水流量。 [0052] 4组反应器运行条件完全相同，为连续流进出水，运行进水流量皆采用流量递增方式进水，曝气流量根据DO调解，维持DO在3‑5mg/L。其中污水采用某工业园区污水厂进水原水，COD为280mg/L，氨氮为25mg/L，期间监测各污染物出水指标，待出水污染物浓度稳定，表示挂膜完成。 [0053] 以因为小试采用好氧工艺，所以污染物去除指标主要考察COD和氨氮2个指标，以下为具体去除效果。 [0054] 参见图2所示，通过快速挂膜方式与快速排泥法挂膜对COD去除效果分析对比得出，快速挂膜方式出水指标在第24天之后趋于稳定，而快速排泥法在第28天出水COD才趋于稳定。在挂膜过程中对COD处理效果也有一定差异，参见图3所示，实施例1、实施例2、实施例3、接种排泥法(对比例1)对COD的平均去除率分别为83.48％、84.35％、83.64％、78.84％。表明实施例中挂膜方式对COD的去除效果皆好于传统快速排泥法。 [0055] 参见图4所示，通过快速挂膜方式与快速排泥法挂膜对氨氮去除效果分析对比得出，快速挂膜方式出水指标在第21天之后趋于稳定，而快速排泥法在第25天出水氨氮才趋于稳定。在挂膜过程中对氨氮处理效果也有一定差异，参见图5所示，实施例1、实施例2、实施例3、接种排泥法(对比例1)对COD的平均去除率分别为64.79％、66.06％、67.77％、56.56％。表明实施例中挂膜方式对氨氮的去除效果也皆好于传统快速排泥法。 [0056] 在出水水质稳定后测各挂膜方式EPS(图6)得出，实施例1、实施例2、实施例3中三种实施方式的EPS均高于一般的快速排泥法挂膜方式(对比例1)，相对于一般的快速排泥法提高了50％‑70％，EPS的显著增加与污水处理效果呈正相关，该结果与反应器出水指标相一致。 [0057] 以上所述仅是本发明专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明专利原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明专利的保护范围。

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