[发明专利]一种用于脱氮除磷的生物膜反应器及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理、环境生物技术和生化反应工程领域，具体系一种利用生物膜技术对废水进行脱氮除磷的一种生物膜反应器及其使用方法。

背景技术

随着工农业生产的不断发展和人们生活水平的不断提高，许多天然河流、湖泊及景观水域等地表水都受到了污染，大部分都或多或少地形成了富营养化，主要表现为水体中氮、磷严重超标。这些污染导致河流、湖泊及景观水域等天然水体的诸多功能受到了破坏。

此外由于不少地区缺水，人们正致力将城市污水厂处理后的水进行回用，对于这类水体进行深度处理的目的之一就是进一步地脱氮除磷，目前人们对水体进行脱氮除磷时主要还是采用活性污泥的方法，虽然此类方式具有一定的处理功效，但是采用生物膜方法具有更加高效快速的特点，尤其是生物脱氮，因此对各类水体进行脱氮除磷和研制相应的生物膜反应器就显得非常重要。

以往许多专利技术介绍的生物膜方法修复水体技术中，所采用的生物反应器，大多是采用颗粒状的生物膜载体随机地填充于反应器中，这种载体在使用到一定时候之后，随着生物膜的生长，很容易导致反应器床层的堵塞。此外这类反应器，也不利于在同一个反应器内同时形成好氧区和缺氧区，因而脱氮除磷的效果尚不理想。

人们希望在一个反应器内可同时具有好氧区和厌氧区，以有利于硝化和反硝化的进行，可同时去除氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，也还有利于总磷的去除。该类反应器用于地表水修复时，可以在很短的时间内使污染水域得到修复，对于某些突发水域事件，如受到复杂污染物污染的水体，利用生物膜进行生物修复则更有其优点。因此研究开发出一种同时具有好氧区和厌氧区的生物膜反应器以及脱氮除磷的方法对地表水的修复以及中水回用都具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物膜法反应器以及脱氮除磷的方法。

本发明的发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种用于脱氮除磷的生物膜反应器，其特征在于，在立式圆筒形反应器内的中央悬挂一内循环管4，内循环管4分为上部和下部，内循环管4内的上部和下部分别放置呈蜂窝状的生物膜陶瓷载体2，在上、下部之间，由外部导入的进气管口3接入旋转曝气器8，内循环管4的内部为升流区，其上部为好氧区，下部为厌氧区，内循环管4的外部和反应器器壁之间为降流区，下方器壁开设进水口5，上方为泥水分离器9，在泥水分离9的器壁开设出水口1，反应器底部开设排泥口6。

所述的生物膜陶瓷载体2为薄壁轻质结构。

一种用于脱氮除磷的生物膜反应器的使用方法，其特征在于：

①在所述的反应器内的生物膜载体上形成生物膜，生物膜的形成采用自然形成的方法或接种污泥的方法：

自然形成的方法是，蜂窝状生物膜陶瓷载体2接触到待修复或处理的水，在正常操作条件下，在好氧区形成高活性的好氧生物膜，在厌氧区形成厌氧生物膜；

接种污泥的方法是，将上部的蜂窝载体浸渍于驯化培养好的好氧污泥中10到30分钟，通过吸附形成好氧生物膜后装入好氧区，将下部厌氧区的蜂窝载体浸渍于驯化培养好的厌氧污泥中10到30分钟后，形成厌氧生物膜后装入厌氧区。

②将待修复或处理的水，通过动力或自然高差，从下部进水口5输入反应器内；

③在反应器内，待修复或处理的水在旋转曝气器8的驱动下，由内循环管4内部向上经蜂窝状生物膜载体2到达反应器上部，再沿内循环管4的外部和反应器器壁之间向下流动，又从反应器底部再向上折返，经内循环管4又到达旋转曝气器8进行曝气，如此周而复始循环；

④在反应器内待修复或处理的水分别与好氧、厌氧生物膜接触后，其中引起富营养化的氨氮和磷得到去除；

⑤控制反应器内包括溶解氧浓度、水力停留时间和pH参数，在好氧区内保持水中有一定量的溶解氧，在进入厌氧区之前水中溶解氧消耗完全；

⑥连续处理过程中，出水经上方的泥水分离器9分离后，实现泥水分离，净水从出水口1流出；

⑦连续处理过程中，多余的生物膜和污泥可从反应器底部的排泥口6或泥水分离器9排出。

所述的⑤控制反应器内参数，其好氧区的溶解氧浓度，使氨氮只转化为亚硝酸盐氮后再循环经过厌氧区时，进行反硝化过程转化为氮气，实现短程硝化和反硝化。