[发明专利]一种处理氧化态污染物的生物质填料厌氧滤池

说明书

技术领域

本发明属于环境保护中污水处理领域，具体地说是涉及一种处理氧化态污染物的生物质填料厌氧滤池。

背景技术

在工业废水和生活污水中，氧化态污染物包括硝基类、偶氮类、卤代烃类等有机化合物，硝酸盐、硫酸盐等无机阴离子，以及Cr(VI)、AS(V)等重金属离子。氧化态污染物对环境影响较大。目前氧化态污染物最经济有效的处理方法为生物法，其在处理过程中，一般需要先进行还原处理。氧化态污染物的还原速率较低，是其转化、降解过程的限速步骤，因此，氧化态污染物的还原是其高效去除的关键。

含氧化态污染物废水的生物处理系统中，易利用碳源和电子供体一直是其还原去除的限制因子，对上述反硝化脱氮、硝基还原、硫酸盐还原、还原脱色、还原脱卤、还原解毒（重金属）等过程影响显著。厌氧系统中，微生物氧化电子供体形成的还原力（NAD(P)H）可由电子穿梭系统传递给最终电子受体（氧化态化合物），使其还原为低价态物质。为了提高氧化态污染物的还原去除速率，可考虑投加醌基类、黄素类等氧化还原介体作为电子传递体来强化氧化态污染物的还原去除，还原速率可提高数倍至数十倍之多。然而，目前采用的大部分氧化还原介体均为人工合成，持续投加不仅增加运行费用，其潜在的环境风险也难以评估。因此，为防止氧化还原介体的无效流失，目前利用树脂、金属氧化物纳米颗粒、包埋剂等材料对溶解性氧化还原介体进行固定化。虽然固定化氧化还原介体可在一定程度上提高其利用的有效性，但固定化成本仍然限制了它们的广泛应用。

海娜植物生物质成分复杂，含有香豆素类、糖类、醌类（指甲花醌）等多种化学成分，其中指甲花醌的含量可高达1.5﹪。指甲花醌是海娜植物中天然染料的有效成分，也是一种高效的氧化还原介体，可催化介导Azo、Cr(VI)等多种氧化态污染物的生物/化学还原过程。厌氧条件下，海娜植物生物质在水解酶和发酵菌的作用下可形成糖类、蛋白质及H₂、VFAs等多种电子供体；同时可能发生指甲花醌（游离态）等化学物质的溶出。因此，海娜植物生物质如若作为氧化态污染物还原的固态碳源，不仅能提供丰富的电子供体，还能提供指甲花醌作为电子传递体，强化氧化态污染物的生物/化学还原。

发明内容

本发明的目的是为了克服氧化态污染物还原速率低的限制因子，提供了一种处理氧化态污染物的生物质填料厌氧滤池。

本发明生物质填料厌氧滤池包括生物滤池、生物质填料；

所述的生物滤池为常用生物滤池；

所述的生物质填料为混合物，由生物质材料、惰性填料组成；其中生物质材料为天然海娜植物的花、茎、叶、种子中的一种或多种，粒径为2～10 mm，当为多种时，比例为任意比；惰性填料为陶粒、砾石、火山岩、活性炭、沸石、钢渣、树脂中的一种或多种，粒径为3～20 mm，当为多种时，比例为任意比；

作为优选，所述的生物质材料选用海娜植物的茎和种子作为有机填料，茎的长度为3～10 mm，种子需要在121℃、0.12MPa下灭活1 h；

生物滤池的一端设有进水口，另一端设有出水口；出水口设置内循环系统，采用循环水泵将出水返回至进水口；从进水口至出水口水流方向，在生物滤池内依次设有进水缓冲区、滤池过滤区、出水缓冲区，且进水缓冲区与滤池过滤区之间设有承托板，滤池过滤区、出水缓冲区之间设有承托板；从进水口至出水口水流方向，所述的滤池过滤区依次包括第一过滤层、第二过滤层、第三过滤层、第四过滤层，相邻两个过滤层之间设有承托板，用于隔开各过滤层；在第一过滤层、第二过滤层、第三过滤层、第四过滤层分别填充不同原料配比的生物质填料，生物质填料中生物质材料的体积含量随生物滤池中水流方向而降低；在第一过滤层中过滤材料为生物质材料体积含量为20﹪～50﹪的生物质填料，在第二过滤层中过滤材料为生物质材料体积含量为10﹪～30﹪的生物质填料，在第三过滤层中过滤材料为生物质材料体积含量为5﹪～15﹪的生物质填料，在第四过滤层中过滤材料为惰性填料；

所述的承托板为多孔结构，孔径小于2mm；

所述的进水缓冲区的高度占生物滤池总高度的8﹪，出水缓冲区的高度占生物滤池总高度的10﹪，滤池过滤区的高度占生物滤池总高度的82﹪。

所述的第一过滤层高度占滤池过滤区的20﹪，第二过滤层高度占滤池过滤区的50﹪，第三过滤层高度占滤池过滤区的20﹪，第四过滤层高度占滤池过滤区的10﹪；