[发明专利]一种利用生物流化床处理污水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护领域，尤其涉及一种利用生物流化床处理污水的方法。

背景技术

生物流化床(Biological fluidized beds，BFBs)是在20世纪70年代初，由美国首先开始进行开发和应用的。该工艺是在生物膜法的原理基础上，利用流态化的概念进行操作，是一种强化生物处理、提高微生物降解有机物能力的高效生物处理工艺，克服了普通活性污泥法微生物含量少，生物活性不高，处理效果不稳定等弊端。

然而，一般的流化床处理方法往往存在以下几点缺陷：1、填料不易挂膜，启动时间长；2、挂膜后填料上的生物膜不易更新脱落，导致污泥越积越多，形成实心体，影响传质效率，并使填料下沉；3、填料的使用寿命短，降低了处理系统的稳定性。

目前，关于生物流化床的研究报道较多，例如：

(1)申请公布号为CN103043783A的专利文献公开了一种生物膜流化床废水处理方法，该方法采用生物亲和性好的天然纸浆纤维作为流化床载体填料，并采用三室复合生物膜流化床作为流化床反应器。该方法利用纸浆纤维上的许多细小纤维与微孔，有利于微生物的生长与附着，而细小纤维的桥连和捕集作用，在很大程度上解决了常规填料存在的微生物容易脱落的问题。

(2)授权公告号为CN103214106B的专利文献公开了一种利用微生物的生物降解有机废水的方法，该方法以芦苇为填料及生物载体进行有机废水的生物降解，使降解过程中流化动力消耗少，强度大，易于挂膜启动，负载生物量较大；该芦苇生物填料释放的有机物可作为反硝化脱氮的固体碳源，尤其是对废水中总氮的去除具有较好的效果。

此外，还有申请号为2002104180.6，200920043978.0，201110400107.1，201210566828.4，201320822135.7的专利也都披露了一些利用生物流化床处理废水的方法，虽然在填料选材及结构设计方面解决了生物膜易脱落，挂膜难等问题，但都还存在运行过程中填料易积泥，结团下沉；填料内部传质效率低导致的填料上生物膜的利用率低；填料上生物膜种类单一，微环境处理能力差等弊端。

至今为止，常规的生物流化床处理方法还仅仅停留在通过填料材质的选择和结构的设计来实现生物膜的固定化，增加反应器内的生物量，而如何使填料上固定的生物膜发挥微处理环境功能的研究却少有报道。很多流化床处理方法虽然填料挂膜率高，处理效率却仍然难以有更大的突破。

发明内容

本发明提供了一种利用生物流化床处理污水的方法，该方法能够提高污水中微生物难以降解的有机物的降解效率，进而改善出水水质，提高污水处理效率。

一种利用生物流化床处理污水的方法，包括挂膜处理，所述生物流化床以聚氨脂海绵为填料，所述挂膜处理包括以下步骤：

(1)将污水持续通入流化床反应器，控制反应器内溶解氧的浓度，使厌氧微生物和/或兼养微生物附着在填料内部，完成第一次挂膜；

(2)提高反应器内溶解氧的浓度，使好氧微生物附着在填料表层，完成第二次挂膜。

聚氨脂海绵填料上分布了大量的细小网孔，有利于微生物生长和附着以及填料内部的传质。同时，由于聚氨脂海绵填料是一种软质且易发生弹性形变的材料，所以，在填料流动时发生的碰撞挤压易使填料上衰亡的生物质脱落，使生物膜得到更新，确保填料不会累积过量污泥而导致空隙的堵塞和填料的下沉。

聚氨脂海绵填料经第一次挂膜后，填料中心部位会形成以厌氧或兼氧微生物为主的生物菌群；经第二次挂膜后，填料外部会形成好氧微生物菌群，使整个填料块成为反应器内部的微处理环境，污染物在填料上传质过程中被分布在填料上的不同微生物逐步降解去除。由于聚氨脂海绵填料从里到外全部分布孔隙，这一结构特征有利于填料微处理环境的形成。

现有技术中采用的其他类型填料，如弹性纤维填料、环状填料等填料本体不存在内外层空间特性，其在水体中难以形成氧环境差异，因此不能通过微生物胿膜形成填料微环境。

作为优选，所述第一次挂膜控制反应器内溶解氧的浓度为0.2～1.0mg/L，所述第二次挂膜控制反应器内溶解氧的浓度为1.0～3.0mg/L。溶解氧浓度过高或过低都不利于微生物在聚氨脂海绵填料中形成微处理环境。

根据微生物菌群类型的不同，两次挂膜的时间不同；而不同的微生物之间，挂膜的时间也有所差异。挂膜时间对聚氨脂海绵填料上形成的厌氧、兼氧或好氧微生物菌群的比例会有影响，作为优选，所述第一次挂膜的时间为2～3周；第二次挂膜的时间为2～4周。