一种处理微污染水体的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种处理微污染水体的装置及方法，属于微污染水体处理技术领域。本发明专利技术所述装置包括串联的一级好氧生物膜移动床生物膜反应器和二级光催化氧化移动床生物膜反应器。本发明专利技术所述装置能够高效去除微污染水体中PPCPs类污染物，且运行成本低。

A device and method for treating slightly polluted water

【技术实现步骤摘要】
一种处理微污染水体的装置及方法
本专利技术涉及微污染水体处理
，具体涉及一种应用二级偶联MBBR反应器处理微污染水体的装置及方法。
技术介绍
据环保部门检测，我国90％以上的城市水域受到严重污染，约有50％的重点城市水源不符合饮用水水源标准，全国地表水近60％以上的水质降为Ⅳ类以下水质，已完全失去作为饮用水水源的功能，有97％的大中城市地下水也受到污染，水源水的污染不仅给人类的健康带来了较大的危害，而且对传统净水工艺和水质造成很大影响。随着人民生活质量的不断提高，检测分析手段的不断进步，人们对饮用水水质的要求将更加严格，相应供水水质标准也要不断提高。因此，对于微污染原水的净化处理已成为一项非常重要和迫切的新课题。随着各类药物和化妆品、洗涤剂等在生活中的使用，药物和个人护理用品(PPCPs)在水环境中已经成为一类明显的微污染物。多个环境研究机构对不同水体中的PPCPs进行了浓度和风险的研究和评价，发现了在我国的多个地表水体中，抗生素类药物成为有较高或者潜在的生态风险因子。特别是畜禽养殖场和水产养殖场周边水体中抗生素的浓度明显高于其他水体。以微污染水体中的典型污染物PPCPs为主要研究对象，城市污水处理厂最常用的处理工艺是活性污泥法和生物膜法，从多年的运行实践来看，活性污泥法虽较为成熟，但也存在很多的缺点和不足，如占地面积大、基建费用高、运行效果易受水质、水量变化的影响等。生物膜法弥补了活性污泥法的很多不足，但是生物膜法也有其特有的缺陷，如生物滤池中的滤料易堵塞、需周期性反冲洗、同时固定填料以及填料下曝气设备的更换较困难、生物流化床反应器中的载体颗粒只有在流化状态下才能发挥作用、工艺的稳定性较差等。介于以上两种工艺的缺点和不足，移动床生物膜反应器(movingbedbio-filmreactor，简称MBBR)应运而生。MBBR是一种新型、高效的污水处理设施，与传统的好氧处理工艺相比具有很多优点，如不易发生堵塞，无需反冲洗，水头损失小，有机负荷高，一般不需要污泥回流等。MBBR工艺应用灵活，可在好氧、厌氧各种条件下运行，既可单独使用，也可多级串联进行脱氮好氧处理，一般用于有机物浓度及有机负荷都比较高的场合。将MBBR与接触氧化工艺联用，处理城市污水，可以获得满意的效果，但其对微污染水体的处理效果不太好。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种处理微污染水体的装置及方法。本专利技术所述装置能够高效去除微污染水体中PPCPs类污染物，且运行成本低。本专利技术提供了一种处理微污染水体的装置，所述装置包括串联的一级好氧生物膜移动床生物膜反应器和二级光催化氧化移动床生物膜反应器；所述一级好氧生物膜移动床生物膜反应器的下端设有进水口，上端设有出水口，内部设有微孔曝气管，内部装有挂膜载体；所述挂膜载体为表面挂有生物膜的悬浮性成型活性炭球；所述二级光催化氧化移动床生物膜反应器的上端设有进水口，下端设有出水口，内部顶部设有紫外灯，内部装有负载光催化剂的载体；所述负载光催化剂的载体为负载二氧化钛催化剂的悬浮性成型活性炭球。优选的是，所述一级好氧生物膜移动床生物膜反应器的出水口设有格网。优选的是，所述二级光催化氧化移动床生物膜反应器的出水口设有超滤膜。优选的是，所述一级好氧生物膜移动床生物膜反应器中设有搅拌器。优选的是，所述二级光催化氧化移动床生物膜反应器的进水方式包括折板推流进水方式或混流式进水方式。优选的是，所述负载二氧化钛催化剂的悬浮性成型活性炭球的制备方法包括以下步骤：将悬浮性成型活性炭球置于氮硫掺杂二氧化钛催化剂胶体溶液中浸泡30min，干燥后在400～500℃下活化1～1.5h，得到负载二氧化钛催化剂的悬浮性成型活性炭球。本专利技术还提供了基于上述技术方案所述装置处理微污染水体的方法，包括以下步骤：将微污染原水通入一级好氧生物膜移动床生物膜反应器，通过微孔曝气管控制一级好氧生物膜移动床生物膜反应器的溶解氧为3～4mg/L，控制水动力停留时间为6～8h，在反应温度25～30℃、pH＝5～8的条件下，对微污染原水进行一级处理；所述一级好氧生物膜移动床生物膜反应器中挂膜载体投加量占反应器体积30～50％，在二级光催化氧化移动床生物膜反应器中投加占反应器体积5～20％的负载光催化剂的载体。优选的是，所述微污染原水经过蠕动泵通入一级好氧生物膜移动床生物膜反应器。本专利技术提供了一种处理微污染水体的装置。本专利技术所述装置采用生物膜和光催化悬浮膜偶联增效原理，能够处理难降解有机污染物，本专利技术所述装置对PPCPs去除效果好，运行成本低。试验结果表明，本专利技术所述装置在HRT为8h，反应温度25～30℃、pH＝5～7的条件下，对抗生素微污染水中抗生素的去除效果达到85％以上。附图说明图1为本专利技术提供的处理微污染水体的装置示意图；图2为本专利技术实施例1提供的处理微污染水体的装置(含折板)示意图；图3为本专利技术实施例1提供的处理微污染水体的填料实物图；图4为本专利技术实施例2提供的圆柱形聚乙烯塑料挂膜情况图；图5为本专利技术实施例2提供的悬浮性成型活性炭挂膜情况图。具体实施方式本专利技术提供了一种处理微污染水体的装置，所述装置包括串联的一级好氧生物膜移动床生物膜反应器和二级光催化氧化移动床生物膜反应器；所述一级好氧生物膜移动床生物膜反应器的下端设有进水口，上端设有出水口，内部设有微孔曝气管，内部装有挂膜载体；所述挂膜载体为表面挂有生物膜的悬浮性成型活性炭球；所述二级光催化氧化移动床生物膜反应器的上端设有进水口，下端设有出水口，内部顶部设有紫外灯，内部装有负载光催化剂的载体；所述负载光催化剂的载体为负载二氧化钛催化剂的悬浮性成型活性炭球。在本专利技术中，所述悬浮性成型活性炭球优选参考专利号为CN201610189845.9的专利(一种多孔颗粒状漂浮性活性炭复合材料及其制备方法)进行制备。本专利技术所述悬浮性成型活性炭球能在4～5天内迅速挂上生物膜，且膜内的微生物种类多；采用浸渍法能负载较高比例的光催化剂，且经过多次利用重复热处理活化后，催化效果并无明显降低。在本专利技术中，所述挂生物膜载体的制备方法为闭路循环法，具体优选包括以下步骤：在一级好氧生物膜移动床生物膜反应器中接种活性污泥，保持COD＝400mg/L和溶解氧为3～4mg/L，通入模拟生活废水，对活性污泥进行驯化1～2d，加入悬浮性成型活性炭球，不断搅拌至悬浮性成型活性炭球表面有一层生物膜，得到挂膜载体。所述模拟生活废水为包括245.25mg/L的蔗糖、285.6mg/L的乙酸钠、229.24mg/L的氯化铵、40mg/L的磷酸二氢钾、354mg/L的碳酸氢铵和20mg/L的氯化铝的水溶液。在本专利技术中，所述活性污泥优选为污水厂好氧段的污泥，在本专利技术实施例中，所述活性污泥取自郑州五龙口处理厂好氧段的活性污泥。本专利技术所述不断搅拌能够保证活性污泥与悬浮性成型活性炭球充分接触。本专利技术优选每天用溶解氧仪测定溶解氧含量、观察悬浮性成型活性炭球表面生物膜状况和活性污泥状态。本专利技术优选通过微孔曝气管控制一级好氧生物膜移动床生物膜反应器的溶解氧。在本专利技术中，所述一级好氧生物膜移动床生物膜反应器中设有搅拌器。所述搅拌器的作用是推进水流流动，同时对水中进行充氧。本专利技术所述处理微污染水体的装置(二级偶联MBBR反应器)如图1所示。本专利技术对所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理微污染水体的装置，其特征在于，所述装置包括串联的一级好氧生物膜移动床生物膜反应器和二级光催化氧化移动床生物膜反应器；所述一级好氧生物膜移动床生物膜反应器的下端设有进水口，上端设有出水口，内部设有微孔曝气管，内部装有挂膜载体；所述挂膜载体为表面挂有生物膜的悬浮性成型活性炭球；所述二级光催化氧化移动床生物膜反应器的上端设有进水口，下端设有出水口，内部顶部设有紫外灯，内部装有负载光催化剂的载体；所述负载光催化剂的载体为负载二氧化钛催化剂的悬浮性成型活性炭球。

【技术特征摘要】
1.一种处理微污染水体的装置，其特征在于，所述装置包括串联的一级好氧生物膜移动床生物膜反应器和二级光催化氧化移动床生物膜反应器；所述一级好氧生物膜移动床生物膜反应器的下端设有进水口，上端设有出水口，内部设有微孔曝气管，内部装有挂膜载体；所述挂膜载体为表面挂有生物膜的悬浮性成型活性炭球；所述二级光催化氧化移动床生物膜反应器的上端设有进水口，下端设有出水口，内部顶部设有紫外灯，内部装有负载光催化剂的载体；所述负载光催化剂的载体为负载二氧化钛催化剂的悬浮性成型活性炭球。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一级好氧生物膜移动床生物膜反应器的出水口设有格网。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述二级光催化氧化移动床生物膜反应器的出水口设有超滤膜。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一级好氧生物膜移动床生物膜反应器中设有搅拌器。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述二级光催化氧化移动床生物膜反应器的进水方式包括折板推流进...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈寒玉，范贝贝，赵英伦，周冬，刘贝贝，王一朵，
申请(专利权)人：河南工业大学，
类型：发明
国别省市：河南,41