申請日2010.04.23
公開(公告)日2010.09.22
IPC分類號C02F3/10
摘要
本發(fā)明屬水處理領(lǐng)域，涉及一種利用生物膜處理污水的方法及其設(shè)備。方法采用了生物膜載體，該生物膜載體浮于水面以上，通過具有毛細(xì)吸水作用的材料作為介質(zhì)連接生物膜載體和水面以下的水體環(huán)境�？蓪㈩A(yù)先培養(yǎng)成熟的生物膜懸掛在水面以上，也可利用具有較強毛細(xì)吸水作用的介質(zhì)將微生物菌種轉(zhuǎn)移到載體上培養(yǎng)富集。由此，所形成的生物膜與空氣直接接觸，氧傳遞速度快，水中可溶性污染物不斷轉(zhuǎn)移，通過該懸掛毛細(xì)傳質(zhì)生物膜技術(shù)，可完全可滿足高濃度污染物好氧生物降解，屬于自然強化曝氣生物膜技術(shù)。本發(fā)明所提供的生物膜處理污水的方法，具有有機負(fù)荷高，供氧成本低，構(gòu)建管理容易，運用靈活等優(yōu)點;可以應(yīng)用于污染河流的原位處理;可有效持續(xù)地進行污水凈化。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.一種生物膜處理污水的方法，其特征在于采用了生物膜載體，該生物膜載體懸掛在水面以上，通過具有毛細(xì)吸水作用的材料作為介質(zhì)連接生物膜載體和水面以下的水體環(huán)境。
2.如權(quán)利要求1所述的生物膜處理污水的方法，其特征在于：所述的具有毛細(xì)吸水作用的材料是超細(xì)化學(xué)纖維;所述的生物膜載體是顆粒載體或片狀載體。
3.如權(quán)利要求2所述的生物膜處理污水的方法，其特征在于：所述的顆粒載體是沸石、砂子或陶粒;所述的片狀載體是厚度1-2mm的塑料片。
4.如權(quán)利要求2所述的生物膜處理污水的方法，其特征在于：所述的生物膜載體是通過附于懸浮在水面上的載體框架而懸掛于水上的。
5.如權(quán)利要求4所述的生物膜處理污水的方法，其特征在于：所述的載體框架由鐵絲構(gòu)成，通過連接于泡沫板、薄木板或輕質(zhì)塑料板上而懸浮于水面。
6.一種生物膜處理污水的設(shè)備，包括生物膜載體，其特征在于還包括可漂浮于水面的懸浮載體(2)及其上方的載體框架(1)，生物膜載體(3)附于載體框架(1)之上，具有毛細(xì)吸水作用的纖維(4)分別連接生物膜載體(3)和水面以下水體環(huán)境。
7.如權(quán)利要求6所述的生物膜處理污水的設(shè)備，其特征在于所述的具有毛細(xì)吸水作用的纖維(4)是超細(xì)化學(xué)纖維。
8.如權(quán)利要求6所述的生物膜處理污水的設(shè)備，其特征在于所述的生物膜載體(3)是沸石、砂子或陶粒的顆粒載體;或1-2mm厚塑料片的片狀載體。
9.如權(quán)利要求6所述的生物膜處理污水的設(shè)備，其特征在于所述的懸浮載體(2)是泡沫板、薄木板、輕質(zhì)塑料中的一種;載體框架(1)是鐵絲。
10.如權(quán)利要求8所述的生物膜處理污水的設(shè)備，其特征在于所述的具有毛細(xì)吸水作用的纖維(4)是通過以下任一方法與生物膜載體(3)連接的：方法一，將顆粒載體(5)均勻的黏貼在超細(xì)纖維布(4)上，布的大部分懸掛在水面以上;方法二，將顆粒載體(5)粘合在無紡布(6)表面，超細(xì)纖維材料(4)通過與無紡布縫合，貼敷在顆粒載體上，懸掛在水面以上;方法三，選用片狀載體(7)將超細(xì)纖維布(4)包裹貼敷在其兩面，懸掛在水面上。
說明書
一種生物膜處理污水的方法及其設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，具體涉及一種利用生物膜處理污水的方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展跟不上人口的增加，大量的生活污水未經(jīng)處理直接排入附近水體。許多城鎮(zhèn)河流接納大量污水，遠遠超過其自凈能力，嚴(yán)重的有機污染導(dǎo)致水中溶解氧快速消耗，河水由于厭氧呈現(xiàn)黑臭狀態(tài)，嚴(yán)重影響了城鎮(zhèn)居民的生產(chǎn)生活和區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量，甚至阻礙城市的發(fā)展。發(fā)展一種有效的治理技術(shù)，以控制污染、修復(fù)受破壞的河流生態(tài)系統(tǒng)，已經(jīng)成為一種迫切的需要。
近年來，生物膜技術(shù)是被廣泛研究和采用的一種治理水體污染的技術(shù)。由于生物膜技術(shù)可在單位空間上固定富集大量具有降解功能的微生物，比較有利于流動水環(huán)境中有機物、氨氮等可生物降解污染物的去除，已成為采用較多且有效的污染河流原位生物治理技術(shù)之一。但是，目前已有的河流生物膜原位處理技術(shù)工藝，主要是借鑒污水處理中的接觸氧化工藝，生物膜及載體完全淹沒于水下，這樣的處理方式在河水有機物濃度較高時，易受水中低溶解氧的制約，出現(xiàn)厭氧狀態(tài)，目前提高水中溶解氧的方式主要是利用機械曝氣，運行和管理成本都比較高，不利于大面積水體上的應(yīng)用，也難以長期有效地進行治理。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無需曝氣處理，可廣泛應(yīng)用的生物膜處理污水的方法。
本發(fā)明的另一個目的在于提供應(yīng)用于該方法的設(shè)備。
本發(fā)明上述目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
本發(fā)明提供了一種生物膜處理污水的方法，其特征在于采用了生物膜載體，該生物膜載體通過由懸浮于水面上的框架支撐而懸掛于水上的，通過具有毛細(xì)吸水作用的材料作為介質(zhì)連接生物膜載體和水面以下的水體環(huán)境。
生物膜可通過異位掛膜獲得，即首先將生物膜載體上放置于待處理的污水中按傳統(tǒng)掛膜方法形成初始生物膜，然后再懸掛在水面以上;也可通過原位掛膜方式形成，即先將生物膜載體懸掛在水面上，污水中微生物會逐漸隨水一起通過毛細(xì)作用轉(zhuǎn)移到載體上培養(yǎng)富集，在載體表面形成生物膜。懸掛在水面以上的生物膜與空氣直接接觸，氧傳遞速度快，水中可溶性污染物通過毛細(xì)吸水作用的介質(zhì)不斷轉(zhuǎn)移至生物膜上進行反應(yīng)。通過該懸掛毛細(xì)傳質(zhì)生物膜技術(shù)，可完全可滿足高濃度污染物好氧生物降解，屬于自然強化曝氣生物膜技術(shù)。
其中具有毛細(xì)吸水作用的材料是具有超強毛細(xì)吸水作用且耐腐蝕的一類織物材料，優(yōu)選超細(xì)化學(xué)纖維。生物膜載體是顆粒載體或片狀載體：顆粒載體是沸石、砂子或陶粒;片狀載體是厚度1-2mm的塑料片。生物膜載體可以附于載體框架(由鐵絲構(gòu)成)上，載體框架由于連接了泡沫板、薄木板或輕質(zhì)塑等可以懸浮于水面上的材料，使得生物載體得以懸掛在水面上。
本發(fā)明同時提供了一種生物膜處理污水的設(shè)備，包括可漂浮于水面的懸浮載體及其上方的載體框架，生物膜載體附于載體框架之上，具有毛細(xì)吸水作用的纖維分別連接生物膜載體和水面以下水體環(huán)境。
包括生物膜載體和可漂浮于水面的懸浮載體(可以是泡沫板、薄木板或輕質(zhì)塑料中的一種)及其上方的載體框架(可以是鐵絲)，生物膜載體(沸石、砂子或陶粒的顆粒載體;或1-2mm厚塑料片的片狀載體)附于載體框架之上，具有毛細(xì)吸水作用的纖維(超細(xì)化學(xué)纖維)分別連接生物膜載體和水面以下水體環(huán)境，由此不斷地將水中的污染物轉(zhuǎn)移至生物膜上，得以降解和凈化。
本發(fā)明通過大量實驗研究，從眾多的具有毛細(xì)吸水作用的織物中篩選出了毛細(xì)吸水作用較強且耐腐蝕的超細(xì)纖維織布，作為毛細(xì)傳質(zhì)介質(zhì)，結(jié)合傳統(tǒng)的生物膜載體，通過以下三種途徑將超細(xì)纖維材料與載體結(jié)合在一起：(1)將顆粒載體均勻的黏貼在超細(xì)纖維布上(如圖2所示)，布的大部分懸掛在水面以上;(2)二是顆粒載體粘合在無紡布表面，超細(xì)纖維材料通過與無紡布縫合，貼敷在顆粒載體上(如圖3所示)，懸掛在水面以上;(3)選用片狀載體，將超細(xì)纖維布包裹貼敷在其兩面(其縫合連接如圖4所示)，懸掛在水面上。這三種方式都要讓超細(xì)纖維材料下端浸入污水中，污水中微生物及污染物隨超細(xì)纖維布對水的芯吸作用向上傳遞到水面以上，微生物會附著在載體上，利用空氣中的氧氣氧化降解有機物氨氮等污染物，逐漸形成對污染物有穩(wěn)定降解能力的生物膜單元，可根據(jù)具體的治理任務(wù)選擇生物膜單元數(shù)懸掛在懸浮支撐框架上構(gòu)建出具體的處理裝置。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
(1)本發(fā)明所提供的生物膜處理污水的方法，具有有機負(fù)荷高，供氧成本低，構(gòu)建管理容易，運用靈活等優(yōu)點。
(2)本發(fā)明所提供的方法和設(shè)備解決了目前生物膜技術(shù)低溶解氧限制的問題，可以應(yīng)用于污染河流的原位處理。
(3)本發(fā)明所提供的方法和設(shè)備，運行和制備成本低，可持續(xù)地進行污水凈化，凈化效果持續(xù)有效。
(4)本發(fā)明所提供的方法和設(shè)備由于無需曝氣裝置的加入，應(yīng)用于住宅區(qū)具有零噪音的優(yōu)點。
