[发明专利]一种复合滤料生物硝化滤池及处理水中氨氮的方法

说明书

技术领域

本发明涉生物硝化技术领域，具体涉及一种复合滤料生物硝化滤池及处理水中氨氮的方法。

背景技术

水资源作为地球上至关重要的不可再生资源，也是人类生存发展不可或缺的物质基础。然而随着工业的迅速发展和城市人口的不断增长，水资源日趋短缺，水环境污染问题形势日渐严峻，尤其如氨氮等污染物的排放导致了地下水和地表水的污染及氮的富营养化及生态系统及土壤的酸化。因此，水环境已成为了制约我国可持续发展的关键限制性因素之一，而人们对于解决水污染、改善环境的要求愈加迫切，呼声亦愈来愈高。

生物滤池是生物膜法污水处理工艺流程中的主要组成部分，是在生物接触氧化工艺的基础上引入了给水快滤池的设计思路，是一种综合过滤、吸附和生物作用等各种净化过程的高效好氧污水处理工艺。而自从塑料滤料问世以来，生物滤池由低负荷率向高负荷率快速发展，故滤料的选择对于生物滤池处理效果至关重要。聚苯乙烯作为生物滤料具有机械性能极佳、磨损率低、破碎率低的优点，可以一直保持其外部形态，长时间运行而不需要更换补充。但由于合成类高分子聚合物滤料不具备良好的生物相容性，微生物黏附和增殖能力差，大大延长了挂膜时间。目前常以明胶蛋白引入材料表面提高其表面性能，引入明胶蛋白的方法包括物理法和化学法。物理包被蛋白分子法在聚苯乙烯滤料的表面引入了易于细胞黏附的多肽序列，可改善滤料的亲水性能和生物相容性，使得微生物的黏附和增殖速度都得到了提高。但通过此方法交联的蛋白分子数量较少，这主要是因为物理法依靠较弱的物理吸附力来固定蛋白分子，在外界作用的影响下很容易脱落，无法直接应用在实际工程中，需要寻找一种依靠较强的化学健固定蛋白分子的方法，使材料表面蛋白分子含量增加的同时保证其沉积的牢固程度。

此外，硝化反应的进行不断伴随着氢离子的产生，其耗碱量为7.14g/g(CaCO₃/NH₄⁺-N)，而硝化细菌的最适pH为7.5-8.0，故随着硝化反应不断产生酸度，pH将会低于硝化细菌的适宜范围，从而导致硝化反应的滞缓。目前常用的方法为向系统中投加NaHCO₃或NaOH等缓冲性或碱性物质，但这在一定程度上提高了运行及管理的成本，投加过量又会造成二次污染，故寻求一种可根据需求自行、不断释放碱度的滤料对于硝化生物滤池的长期运行显得尤为重要。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明要解决的问题为硝化生物滤池中聚苯乙烯滤料表面性能的改性方法和碱度自动调控、缓冲的方法，并将二者进行有机结合。

本发明的目的在于提供了一种复合滤料生物硝化滤池及处理水中氨氮的方法，滤料采用表面改性的聚苯乙烯滤料和牡蛎壳滤料，表面改性的聚苯乙烯滤料，通过共价接枝明胶蛋白，使得材料表面粘附性强的蛋白分子含量增加，提高微生物在其表面的附着性，缩短挂膜时间。另外，为有效解决碱度不足及低pH值条件下硝化菌活性受抑制等问题，选择表面粗糙且主要成分为CaCO₃的废弃牡蛎壳作为生物滤池滤料，可不断地中和掉硝化反应中产生的酸度，达到以低廉的成本实现稳定系统酸碱度的效果，并为废弃牡蛎壳找到一条重复利用的新途径。本发明最终实现了硝化生物滤池中的快速挂膜和长期的稳定运行。

为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

一种复合滤料生物硝化滤池，包括滤池外壳，所述的滤池外壳内置有滤料，所述的滤料采用表面改性的聚苯乙烯滤料和牡蛎壳滤料。

所述的滤池外壳上设有进水管和出水管，以及反冲洗进水管和反冲洗出水管。

本发明中，在聚苯乙烯表面共价接枝明胶蛋白提高材料的表面性能，缩短挂膜时间，并与可以实现自行调控系统pH值的牡蛎壳有机结合，使二者充分发挥其作为硝化滤池填料特有的优势，最终实现更快速、高效、彻底的硝化效果。

沿所述滤池外壳的高度方向，所述的表面改性的聚苯乙烯滤料在所述滤池外壳内的上部，所述的牡蛎壳滤料在所述滤池外壳内的下部。

所述的表面改性的聚苯乙烯滤料和牡蛎壳滤料的之间以及滤料的两端均设置有滤料挡板，所述的滤料挡板上设有蜂窝状的通孔。