一种双载体固定床生物膜反应器制造技术

本发明专利技术揭示一种双载体固定床生物膜反应器，包括生物膜载体和外表面涂有抗菌纳米粒子的载体，能够克服传统固定床生物膜反应器需周期性反冲洗、清洗载体和更换曝气器等复杂操作问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种固定床生物膜反应器，尤其涉及一种具有生物膜载体和抗菌载体载体一种双载体固定床生物膜反应器。
技术介绍
高难度工业废水的处理对环保行业提出了很大的挑战，大体上说工业废水有以下几个特点：1）行业差异非常大;2）COD值偏高，往往过万;3）成分组成非常复杂，有些分子很难降解，毒性很大;4）有些废水含盐度非常高，浓度达到50g/L甚至更高;5）冲击负荷很大，能在短时间达到峰值。同时，工业废水的含氮物质的生化去除同样非常重要，因为含氮过高是造成水体富营养化的重要原因之一，而且氨类物质对鱼类的致毒性很高，此外亚硝基是致癌物质。通过硝化和反硝化可以对含氮物质进行生化处理，但是硝化菌和反硝化菌的培养异常困难，这是因为：1）这些菌类的繁殖速度很慢，产率很低，很容易被废水从反应池中带出；2）对酸碱度、温度和盐度的敏感性很高；3）有机和无机抑制物质对硝化反应的影响非常大，经常导致硝化反应不稳定。通过使用生物膜工艺能对工业废水的各类污染物质非常有效地去除。载体填料是生物膜工艺的核心。微生物能在其庞大的表面上繁殖生长，迅速形成高活性的生物膜。生物膜利用水中的C、N、P等进行新陈代谢，从而起到净化污水的作用。生物膜工艺之所以具有良好的处理能力应归功于固定在载体中的生物膜，通过它可以获得很高的生物量。高生物量的优势使得生物膜工艺具有良好的应对毒性污染物负荷冲击的能力，并可以在进水水质波动较大时仍能保持整个处理过程的稳定性。载体的性能好坏，直接影响到挂膜的难易程度、反应器中生物量的多少、反应器处理效果的好坏。随着环保产业的发展，已出现多种生物膜反应器的结构形式，以适应不同的废水处理要求，主要分为固定床，流化床和移动床三大类。固定床生物膜反应器结构简单，载体填料均匀堆置于床内。它与流化床生物膜反应器及移动床生物膜反应器的区别在于载体处于静止状态。固定床生物膜反应器在工业废水处理中具备的优势：1）微生物附着在固定的载体上所以不需要污泥回流；2）占地面积小：在相同的污染负荷的条件下，固定床生物膜反应器约占常规生物反应器20-40%的池容；3）适合于工业废水处理厂的扩容：鉴于大多数废水处理厂的预留面积较少，当实际进水水质及水量发生变化时，在保证原设计池容不变的情况下满足原设计出水标准；4）适合于现有工业废水处理厂的升级改造：固定床生物膜反应器设计及运行灵活简单，适应不同类型的池型，而且与其它工艺的兼容性很强，可以与已建废水处理厂的大部分工艺如A2O、AO、SBR、及氧化沟法等相组合。因此适合于现有废水处理厂的升级改造，使其满足排放标准；5）固定床生物膜反应器既具有其他生物膜法耐冲击负荷、泥龄长、剩余污泥少、无污泥膨胀现象发生的特点，又具有活性污泥法的高效性和运转灵活性。另一方面，温度变化对固定床生物膜工艺的影响要远远小于对活性污泥法的影响，当温度、污水成分发生变化或污水毒性增加时，固定床生物膜反应器的耐受力很强。由此可见，固定床生物膜反应器很具有发展与应用前景，因建造简单和操作方便，可在不增加反应器容积的条件下改造现有的常规污水处理厂，使之提高对有机物的去除率和达到脱氮除磷的目的。然而，固定床生物膜反应器虽然在近年来得到了很大的发展，但是它也有其特有的缺陷，如在长期运行之下不断生长的微生物会布满载体间的空隙，阻塞空气和水流的通过。这种堵塞会导致反应器的有效体积减少，最终导致空气和水流的分布性很差而使系统处理效果变差，因而传统固定床生物膜反应器需周期性反冲洗、清洗载体和更换曝气器等复杂操作问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种双载体固定床生物膜反应器，能够克服传统固定床生物膜反应器需周期性反冲洗、清洗载体和更换曝气器等复杂操作问题的。为了达到以上技术效果，本专利技术的技术方案如下：一种双载体固定床生物膜反应器，包括：反应器，所述反应器内具有第一载体和第二载体。所述第一载体用于生物膜生长的生物膜载体。所述第二载体是外表面涂有抗菌材料的抗菌载体；所述第二载体分布在所述第一载体之间。所述反应器为好氧或厌氧型反应器中的一种。所述第一载体及第二载体之间的空隙填充有氨基甲酸酯类填料。优选的，所述氨基甲酸酯类填料为聚氨酯泡沫。优选的，所述抗菌纳米粒子为抗菌金属纳米粒子。进一步的，所述抗菌金属纳米粒子为金、银、铜、锌、钛中的任何一种或几种的组合。进一步的，所述第一载体与第二载体在反应器内排列方式可以是以下四种方式中的一种：(1)将第一载体、第二载体两种载体混合放置反应器中。(2)将第一载体、第二载体两种填料按横排依次放入反应器中，其排列顺序为第一载体放置第一横排，第二载体放置第二横排，第一载体放置第三横排，以此类推。(3)将第一载体、第二载体两种填料按竖排依次放入反应器中，其排列顺序为第一载体放置第一竖排，第二载体放置第二竖排，第一载体放置第三竖排，以此类推。(4)、将第一载体、第二载体两种填料按交替的方式依次放入反应器中，其排列顺序为第一载体、第二载体，第一载体、第二载体，第一载体、第二载体放置第一横排，第二载体、第一载体，第二载体、第一载体，第二载体、第一载体放置第二横排，第一载体、第二载体，第一载体、第二载体，第一载体、第二载体放置第三横排，以此类推。本专利技术与现有技术相比有如下有益效果：本专利技术提供一种双载体固定床生物膜反应器，突破了传统固定床生物膜反应器（堵塞和配水不均）的限制，为固定床生物膜法更广泛地应用于工业污水的生物处理奠定了很好的基础。通过引入一种外表面涂有抗菌纳米粒子的载体可以有效地抑制微生物在该载体表面进行生长，保持系统内空气及水流的良好分配效果，从而克服了因过高生物密度而引起的堵塞问题。该载体混合在生物膜载体之间分布，从而使生物膜载体之间保持相对充裕的空间。这种由外表面涂有抗菌纳米粒子的载体和充满微生物的载体相组合所构成的空间可以保证气体和水流通过反应器时得到非常理想的分布。本专利技术与众不同的特性使之可以应对各种极端负荷条件而不存在堵塞和物质传递限制等方面的问题。附图说明图1为根据现有技术的传统固定床生物膜反应器示意图；图2为根据本专利技术的双载体固定床反应器示意图；图3所示反应器内第一载体及第二载体的四种排列方式；其中，A为第一载体，B为第二载体。具体实施方式下面将结合具体实施例来详细说明本专利技术的技术方案，在此本专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术的技术方案，但并不作为对本专利技术的限定。本实施例提供一种双载体固定床生物膜反应器，包括：反应器，所述反应器内具有第一载体和第二载体；所述第一载体用于生物膜生长的生物膜载体；所述第二载体是外表面涂有抗菌银纳米粒子的抗菌载体；所述第二载体分布在所述第一载体之间；所述反应器为好氧或厌氧型反应器中的一种；所述第一载体及第二载体之间的空隙填充有聚氨酯泡沫；所述抗菌纳米粒子为抗菌金属纳米粒子；所述第一载体与第二载体在反应器内按以下四种方式之一排列：(1)将第一载体、第二载体两种载体混合放置反应器中。(2)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双载体固定床生物膜反应器，包括：反应器，所述反应器内具有第一载体和第二载体，其特征在于：所述第一载体用于生物膜生长的生物膜载体；所述第二载体是外表面涂有抗菌材料的抗菌载体；所述第二载体分布在所述第一载体之间。

【技术特征摘要】
1.一种双载体固定床生物膜反应器，包括：反应器，所述反应器内具有第一载体和第二载体，其特征在于：所述第一载体用于生物膜生长的生物膜载体；所述第二载体是外表面涂有抗菌材料的抗菌载体；所述第二载体分布在所述第一载体之间。
2.根据权利要求1所述的一种双载体固定床生物膜反应器，其特征在于：所述反应器为好氧或厌氧型反应器中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种双载体固定床生物膜反应器，其特征在于：所述第一载体及第二载体之间的空隙填充有氨基甲酸酯类填料。
4.根据权利要求1所述的一种双载体固定床生物膜反应器，其特征在于：所述抗菌纳米粒子为抗菌金属纳米粒子。
5.根据权利要求3所述的一种双载体固定床生物膜反应器，其特征在于：所述氨基甲酸酯类填料为聚氨酯泡沫。
6.根据权利要求4所述的一种双载体固定床生物膜反应器，其特征在于：所述抗菌金属纳米粒子为金、银、铜、锌、钛中的任何一种或几种的组合。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种双载体固定床生物膜反应器，其特征在于：所述第一载体与第二载体在反应器内排列方式为将第一载体、第二载体两种载体混合放置...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚洁，
申请(专利权)人：南京浩鼎生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32