[发明专利]一种移动床生物膜反应器及其处理污水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其涉及的是一种移动床生物膜反应器及其处理污水的方法。

背景技术

根据传统生物脱氮理论，生物脱氮过程包括同化、氨化、硝化和反硝化作用。首先通过异养菌的氨化作用将蛋白质、尿素、胺类化合物等有机氮转化为氨氮，然后在好氧条件下，经好氧自养型硝化菌和亚硝化菌的作用，将污水中的氨氮氧化为亚硝酸盐氮或硝酸盐氮，最后在缺氧条件下，反硝化细菌将亚硝酸盐和硝酸盐转化为氮气，从而达到脱氮的目的。

传统的生物脱氮理论认为在好氧情况下，反硝化过程难以实现，因而在单一反应器内不能达到同步硝化反硝化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种移动床生物膜反应器。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种移动床生物膜反应器，包括罐体、进水桶、蠕动泵、曝气砂头和空气曝气机，罐体侧壁上部设置取样口，罐体侧壁中部设置出水口，出水口设置出水口电磁阀，罐体侧壁下部设置进水口，进水桶通过软管连接到进水口，蠕动泵设置在进水桶与进水口之间的软管上，曝气砂头设置在罐体底部，曝气砂头通过软管与空气曝气机相连，其特征在于：罐体内装填有填料，填料为K3型填料。

作为对上述方案的进一步改进，K3型填料的直径为2.5cm，高度为1.1cm，材质为聚丙烯。

作为对上述方案的进一步改进，还包括时间控制器，时间控制器与蠕动泵、空气曝气机和出水口电磁阀相连。

作为对上述方案的进一步改进，填料在罐体中的填充率为40％。

使用时，通过曝气提供反应器运行所需氧气并使内部悬浮填料转动，填料材质选用聚丙烯，其填充率为40％，填料密度与水相近，因此在充满气泡的污水中，能够随着水流和气流上下翻滚，实现污水中的物质与填料内外表面充分接触。

本发明还提供了一种上述移动床生物膜反应器处理污水的方法，主要包括以下步骤：

1)将污水储存于进水桶中；

2)启动蠕动泵，向罐体中输送污水，并通过时间控制器，控制进水时间；

3)启动空气曝气机，通过曝气砂头向罐体中通气，并通过时间控制器，控制曝气时间；

4)停止曝气，静置一段时间；

5)处理结束，启动出水口电磁阀，排出处理过的污水，并通过时间控制器，控制排水时间。

作为对上述处理污水的方法的进一步改进，移动床生物膜反应器运行单个周期为12h，其中进水时间为15min，曝气时间为7.5h，静置时间为4h，排水时间为15min。

作为对上述处理污水的方法的进一步改进，控制进水桶中的污水DO浓度在3～4mg·L^-1。

本发明相比现有技术具有以下优点：移动床生物膜反应器在生物膜技术的基础上，以悬浮填料载体上附着生长的生物膜代替活性污泥而形成的一种复合式膜生物污水处理装置，其生物膜作为一种特殊的微生物聚集形式，其在传质条件及多种细菌共生上具有独特的优势，可在生物膜上形成稳定的好氧区、缺氧区/厌氧区，从而实现在生物膜表面硝化，内部反硝化的同步硝化反硝化过程。本方案能够降低污水生物处理成本并能提高出水水质。通过构建一个高效的移动床生物膜反应器，使反应器内填料快速挂膜，硝化菌和反硝化菌得到富集，在单一反应器内实现同步硝化反硝化(SND)，形成一种成熟的移动床生物膜反应器的同步硝化反硝化脱氮方法，可应用于现有城市生活污水处理工艺的升级改造。使用移动床生物膜反应器(MBBR)的同步硝化反硝化(SND)脱氮技术作为一种新型的生物脱氮技术，能够有效的处理低C/N污水，可独立应用于生物脱氮，亦可与其他工艺结合，可应用于现有城市生活污水处理工艺的升级改造，提高出水水质，减少氮营养化的排放，具有良好的应用前景。在单一反应器中能实现同步硝化反硝化过程，具有减少有机负荷和曝气量，降低基建和运行费用等优点，且能够达到良好的脱氮效果。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是不同时期填料上生物膜生长情况及其扫描电镜图片：A/B，增长期；C/D，成熟期。

图3是移动床生物膜反应器去除有机物能力：单个周期运行情况(A)，整体运行情况(B)。

图4移动床生物膜反应器单个周期脱氮能力：初始挂膜阶段(A)、挂膜成熟阶段(B)。

图5移动床生物膜反应器整体运行脱氮能力。

图6生物膜挂膜过程中DGGE图谱(左)及条带相似性示意图(右)。

具体实施方式