活性悬浮填料及采用该填料的原位强化脱氮水处理方法.pdf

本发明涉及水处理领域，尤其涉及一种活性悬浮填料及采用该填料的原位强化脱氮水处理方法。一种活性悬浮填料，通过以下步骤制得：用盐酸溶液对多孔浮石进行酸洗，再洗涤至中性，高温灭菌后冷却，与反硝化菌浓缩液混合，制成吸附有反硝化菌的浮石；将聚乙烯醇和海藻酸钠配制成包埋液；将包埋液、腐殖质和吸附有反硝化菌的浮石混合形成包埋体；将包埋体浸入含CaCl的饱和硼酸进行交联反应，制得活性悬浮填料。一种水处理方法，将活性悬浮填料投加于活性污泥工艺中的缺氧池。本发明可较快实现原位强化反硝化脱氮的目的，改善出水水质。活性悬浮填料中的包埋体对其中的反硝化菌起到一定的保护作用，从而实现不利条件下的持续甚至强化反硝化作用。

权利要求书
1.  一种活性悬浮填料，其特征在于，通过以下步骤制得：
步骤一、用0.2-1mol/L的盐酸溶液对多孔浮石进行4-10h酸洗，再洗涤至中性，高温灭菌后冷却，与反硝化菌浓缩液混合，制成吸附有反硝化菌的浮石；
步骤二、将聚乙烯醇和海藻酸钠配制成包埋液；
步骤三、将包埋液、腐殖质和吸附有反硝化菌的浮石混合形成包埋体；
步骤四、将包埋体浸入含质量分数2-5%CaCl的饱和硼酸进行交联反应，制得活性悬浮填料。

2.  根据权利要求1所述的填料，其特征在于，所述多孔浮石比重与水接近，当量直径1-3cm。

3.  根据权利要求1所述的填料，其特征在于，所述多孔浮石与反硝化菌浓缩液的混合比例为（10-30）g：100ml。

4.  根据权利要求1所述的填料，其特征在于，所述多孔浮石与反硝化菌浓缩液的混合以30rpm低速搅拌3-5h。

5.  根据权利要求1所述的填料，其特征在于，所述包埋液由聚乙烯醇和海藻酸钠按（30-60）：1的质量比配制成。

6.  根据权利要求1所述的填料，其特征在于，所述包埋体由包埋液、腐殖质和吸附有反硝化菌的浮石按（5-10）：1：1的质量比混合形成。

7.  根据权利要求1所述的填料，其特征在于，所述交联反应在4℃下反应18-24h。

8.  一种采用权利要求1所述活性悬浮填料的原位强化脱氮水处理方法，其特征在于，将所述活性悬浮填料投加于活性污泥工艺中的缺氧池，维持溶解氧0.2-0.5mg/L。

说明书活性悬浮填料及采用该填料的原位强化脱氮水处理方法
技术领域
本发明涉及水处理领域，尤其涉及一种活性悬浮填料及采用该填料的原位强化脱氮水处理方法。
背景技术
活性污泥法是水处理技术中应用最广泛的重要方法之一，发展至今已演变出形式各异、适应不同条件的工艺运行模式。活性污泥法主要是利用微生物的代谢和合成功能分解或吸收污水中的污染物，不同微生物具有不同的除污效果，如聚磷菌负责除磷，硝化菌和反硝化菌负责脱氮等。然而不同菌种具有不同的特性，对生长条件的要求也不尽相同，如聚磷菌需要在厌氧释磷好氧过量吸磷并及时排泥才能获得除磷效果，因此要求的泥龄较短，而硝化菌和反硝化菌的繁殖世代周期较长，要求较长的泥龄才能达到脱氮的目的，对溶解氧和水温的变化也比较敏感。因此，采用活性污泥法要同时获得脱氮除磷的效果，就需要平衡上述菌种的生长条件。
在具备脱氮除磷功能的活性污泥法工艺运行过程中，难免会遇到高浓度污染负荷冲击的情况，或者在北方冬季运行过程中，由于水温较低，影响到脱氮菌种的正常繁殖，特别是反硝化菌，对碳源、水温、溶解氧等条件的要求较高，繁殖世代周期较长，在不利环境中，即使调整工艺运行参数，往往也需要花费较长时间才能恢复正常，而在调整的过程中，出水可能存在不达标的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种活性悬浮填料及采用该填料的原位强化脱氮水处理方法，解决现有活性污泥工艺中反硝化效果不佳的问题。
为了实现上述的目的，采用如下的技术方案。一种活性悬浮填料，通过以下步骤制得：
步骤一、用0.2-1mol/L的盐酸溶液对多孔浮石进行4-10h酸洗，再洗涤至中性，高温灭菌后冷却，与反硝化菌浓缩液混合，制成吸附有反硝化菌的浮石；
步骤二、将聚乙烯醇和海藻酸钠配制成包埋液；
步骤三、将包埋液、腐殖质和吸附有反硝化菌的浮石混合形成包埋体；
步骤四、将包埋体浸入含质量分数2-5%CaCl的饱和硼酸进行交联反应，制得活性悬浮填料。
所述活性悬浮填料具备良好的亲水性和传质性能，其多孔结构为反硝化菌提供良好的附着场所，所包埋的腐殖质可满足反硝化菌增殖的营养需求，在投入缺氧池（区）后，可缩短驯化时间，提高活性污泥的反硝化效率。
所述多孔浮石比重与水相近，当量直径1-3cm。
所述多孔浮石与反硝化菌浓缩液的混合比例为（10-30）g：100ml。
所述多孔浮石与反硝化菌浓缩液的混合以30rpm低速搅拌3-5h。
所述包埋液由聚乙烯醇和海藻酸钠按（30-60）：1的质量比配制成。
所述包埋体由包埋液、腐殖质和吸附有反硝化菌的浮石按（5-10）：1：1的质量比混合形成。
所述交联反应在4℃下反应18-24h。
一种采用所述活性悬浮填料的原位强化脱氮水处理方法，将所述活性悬浮填料投加于活性污泥工艺中的缺氧池，维持溶解氧0.2-0.5mg/L。
与现有技术相比，本发明提供的方法对于活性污泥工艺中反硝化效果不佳的情况，如高负荷或有毒物质冲击、水温较低，或对总氮去除率有更高要求的情况下，投加活性悬浮填料并维持缺氧环境，可较快实现原位强化反硝化脱氮的目的，改善出水水质。活性悬浮填料中的包埋体对其中的反硝化菌起到一定的保护作用，特别是在高负荷或有毒物质冲击，或水温较低的情况下，包埋体有利于维持内部适于反硝化菌生长的良好环境，从而实现不利条件下的持续甚至强化反硝化作用。
附图说明
图1为本发明实施例一中构筑物的结构示意图；
图2为本发明实施例二中构筑物的结构示意图；
图3为本发明实施例二中网格箱的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
本发明公开了一种活性悬浮填料，通过以下步骤制得：
步骤一、选用比重与水接近、当量直径1-3cm的多孔浮石，用0.2-1mol/L的盐酸溶液对多孔浮石进行4-10h酸洗，再洗涤至中性，高温灭菌后冷却，与反硝化菌浓缩液按（10-30）g：100ml的比例混合，以30rpm低速搅拌3-5h，制成吸附有反硝化菌的浮石；
步骤二、将聚乙烯醇和海藻酸钠按（30-60）：1的质量比配制成包埋液；
步骤三、将包埋液、腐殖质和吸附有反硝化菌的浮石按（5-10）：1：1的质量比混合形成包埋体；
步骤四、将包埋体浸入含质量分数2-5%CaCl的饱和硼酸进行交联反应，在4℃下反应18-24h，制得活性悬浮填料。
本发明还公开了一种原位强化脱氮水处理方法，将活性悬浮填料投加于活性污泥工艺中的缺氧池，维持溶解氧0.2-0.5mg/L。
实施例一本发明应用于完全混合式A2/O工艺。
如图1所示，该工艺的生化处理构筑物有厌氧池1、缺氧池2、好氧池3，将包埋有反硝化菌体和腐殖质的活性悬浮填料4投加于缺氧池2，并在缺氧池2进水口5和出水口6安装拦截网防止活性悬浮填料4流失，缺氧池2维持溶解氧0.3-0.5mg/L的缺氧环境。
在30℃的适宜水温条件下，实施例一与未投加活性悬浮填料的工艺方法相比，前者的硝酸盐去除率为86%，后者的硝酸盐去除率为78%，而在10℃水温条件下，前者的硝酸盐去除率为40%，后者的硝酸盐去除率为2%，说明，不管在适宜温度还是低温条件下，本实施例都具有强化脱氮的效果。
活性悬浮填料4选用比重与水接近、当量直径1-3cm的多孔浮石作为载体吸附反硝化菌，用0.2mol/L的盐酸溶液对所选浮石进行浸泡酸洗10h，然后洗涤至中性，高温灭菌后冷却至25℃。将改性后的浮石与反硝化菌浓缩液混合，反硝化菌浓缩液可采用市售产品，与浮石混合比例为100ml：30g，混合过程以30rpm低速搅拌，吸附时间5h，制成吸附有反硝化菌的浮石。将聚乙烯醇和海藻酸钠按40:1的质量比配制成包埋液后，与腐殖质以及吸附有反硝化菌的浮石混合形成包埋体，包埋液、腐殖质、吸附有反硝化菌的浮石的混合质量比为10：1：1。最后将包埋体浸入含质量分数4%CaCl的饱和硼酸，在4℃条件下交联反应24h，形成活性悬浮填料4。
实施例二本发明应用于推流式A2/O工艺。
如图2所示，该工艺的主要生化处理构筑物为生化池7，生化池7中分隔有厌氧区71、缺氧区72、好氧区73，通过安装填充有活性悬浮填料4的网格箱8，提高缺氧区72的反硝化菌生物量，弥补缺氧区72水力停留时间不足导致反硝化脱氮效果不佳的缺陷。
如图3所示，网格箱8由不锈钢网板焊制而成，网板孔径小于活性悬浮填料4直径，防止填料流失。将填充有活性悬浮填料4的网格箱8安装于生化池7缺氧区72池底，缺氧区72维持溶解氧0.3-0.5mg/L的缺氧环境。投加活性悬浮填料4后，生化池7的硝酸盐去除率提高了80%，强化脱氮效果显著。
活性悬浮填料4选用比重与水接近、当量直径1-3cm的多孔浮石作为载体吸附反硝化菌，用1mol/L的盐酸溶液对所选浮石进行浸泡酸洗5h，然后洗涤至中性，高温灭菌后冷却至30℃。将改性后的浮石与反硝化菌浓缩液混合，反硝化菌浓缩液可采用市售产品，与浮石混合比例为100ml：20g，混合过程以30rpm低速搅拌，吸附时间5h，制成吸附有反硝化菌的浮石。将聚乙烯醇和海藻酸钠按50：1的质量比配制成包埋液后，与腐殖质以及吸附有反硝化菌的浮石混合形成包埋体，包埋液、腐殖质、吸附有反硝化菌的浮石的混合质量比为8：1：1。最后将包埋体浸入含质量分数2%CaCl的饱和硼酸，在4℃条件下交联反应20h，形成活性悬浮填料4。