一种活性炭负载微生物的循环曝气系统及工艺技术方案

本发明专利技术提供一种活性炭负载微生物的循环曝气系统，该循环曝气系统包括好氧反应区、缺氧反应区、厌氧反应区、澄清区和出水堰，所述好氧反应区、缺氧反应区、厌氧反应区、澄清区和出水堰一体化设计。本发明专利技术通过好氧反应区的曝气管实现污水、活性炭及负载微生物的循环，无需另设污泥及硝化液回流装置，利用澄清区进行固液分离，减少了传统活性污泥沉淀池设计，降低了投资及运行成本；活性炭在好氧区吸附的有机物可为缺氧区反硝化菌提供能源，大大增大生化系统脱氮效果的同时降低反硝化区营养物质的投加，降低运营成本，提高微生物的活性。提高微生物的活性。

【技术实现步骤摘要】
一种活性炭负载微生物的循环曝气系统及工艺


[0001]本专利技术属于污水处理领域，具体涉及一种活性炭负载微生物的循环曝气系统及工艺。

技术介绍

[0002]随着经济的发展，水环境污染问题日益突出，同时国家对污水排放标准要求越来越严格，目前现有微生物处理技术多为传统工艺，抗冲击负荷能力差，污染物去除能力有限，动力消耗高，脱氮除磷效果差，运行成本高耗资源多，出水水质不稳定且易出现漂泥。
[0003]为满足排放标准，往往需增加深度处理工艺，但一般深度处理工艺仅针对单一污染物，很难同时实现同时去除COD、氨氮、总氮、总磷的需求。活性炭比表面积大，吸附能力强，普遍用于净化水体。此外，活性炭表面存在着许多氧化物，它们大都以
‑
COOH、
‑
OH、＝C＝O等形式存在，这些表面氧化物中以
‑
COOH 和
‑
OH形式存在的在电解质溶液中显酸性，以
‑
C＝O的形式存在的显碱性，而如果在活性炭上负载微生物，则微生物的菌体表面蛋白质是两性化合物，能与酸碱作用，故可通过化学键引力结合，进一步净化水体或空气等。微生物代谢会分泌多聚糖等物质，对活性炭起着保护作用，特别是在水处理过程中减轻了活性炭因摩擦造成的破坏，增强了活性炭的机械性能，同时活性炭表面含有大量的生物有机质，是微生物良好的生存场所。
[0004]因此，本专利技术提供一种活性炭负载微生物的循环曝气系统及工艺，在水质净化的过程中同时发挥着活性炭的物理吸附作用和微生物的协同降解作用，可实现多种污染物的高效去除；同时活性炭不仅作为污染物及微生物附着的载体，还可以作为微生物降解有机物的导电剂为微生物降解有机物提供有利条件。
[0005]专利号“CN202010755306.3”名称为“一种污泥减量化的污水处理工艺”，提供了一种污水处理工艺，减少污水中的污泥含量及产生污泥的因素，从而改善污水处理效果，但是在实际污水处理中，这种工艺操作复杂，且需设置两个沉淀池，占地面积大，耗时长，运行成本较高。
[0006]专利号“CN201610432403.2”名称为“一种凹土/海藻酸钠复合型重金属吸附剂及其制备方法”，提供了一种重金属吸附剂，但是这种吸附剂不仅吸附效率低，且不能循环使用，成本较高。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术存在的问题，本专利技术提供一种活性炭负载微生物的循环曝气系统及工艺，实现对污水中污染物的物理吸附和微生物的协同降解，高效稳定去污，天然环保，可循环使用的专利技术目的；并且循环曝气系统的好氧反应区、缺氧反应区、厌氧反应区、澄清区和出水堰一体化设计，减少了传统活性污泥缺氧、厌氧、好氧、沉淀池的分区设计，同时去掉传统污水处理工艺中的沉淀池，占地面积小，运行成本低。
[0008]本专利技术所称的“一体化设计”指的是：好氧反应区、缺氧反应区、厌氧反应区、澄清
区和出水堰无分池设计，通过曝气产生的气提作用实现负载微生物的活性炭在系统中的循环来处理污水。
[0009]为解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案是：首先本专利技术提供一种活性炭负载微生物的循环曝气系统，所述循环曝气系统包括：好氧反应区、缺氧反应区、厌氧反应区、澄清区和出水堰。
[0010]所述好氧反应区、缺氧反应区、厌氧反应区、澄清区和出水堰一体化设计。
[0011]本专利技术还提供一种活性炭负载微生物的循环曝气工艺，所述循环曝气工艺包括如下步骤：S1、将待处理污水输入到反应区前，先经过格栅进行过滤除去大块杂质；S2、待处理污水过滤后经布水管进入好氧反应区进行好氧反应，经曝气管曝气，负载微生物的活性炭对污水中的有机物进行吸附降解，污水中的有机物一部分被活性炭吸附，一部分被活性炭表面负载的微生物分解，同时氨氮被微生物氧化为硝态氮；S3、负载微生物的活性炭、经好氧反应后的污水在曝气管产生的微气泡作用下提升至脱气区，由于重力及气提产生的液位差回流至缺氧反应区；S4、在缺氧反应区，由于气提作用带回一部分溶解氧形成缺氧区域，反硝化菌利用活性炭上吸附的有机物，将硝态氮转化为N2，完成氮的去除，然后进入厌氧反应；S5、污水中的有机物在厌氧发酵产酸菌的作用下转化为乙酸苷，活性污泥中的聚磷菌在厌氧条件下分解体内的聚磷和糖原，产生的能量一部分供聚磷菌生存，一部分供聚磷菌主动吸收乙酸苷转化为pHB贮存于体内；由于好氧区底部曝气产生的密度差及上升水流，厌氧反应区负载微生物的活性炭连同部分污水在曝气作用下重新循环至好氧反应区，继续作用于待处理污水；进入好氧反应区中，聚磷菌将储存在体内的pHB进行好氧分解并释放大量能量提高微生物的活性，主动吸收污水中的磷酸盐，以聚磷的形式再积于体内；S6、处理后的污水经澄清区，固液分离后从出水堰流出，完成污水的循环曝气工艺。
[0012]优选的，所述S2步骤中曝气的气水比为3
‑
3.5：1。
[0013]优选的，所述S2步骤中的好氧反应区水温控制在16
‑
38℃，pH控制在6.5
‑
8，溶解氧的浓度为2
‑
3mg/L。
[0014]优选的，所述缺氧反应区溶解氧的浓度0.2
‑
0.4mg/L。
[0015]优选的，所述厌氧反应区溶解氧的浓度为0.12
‑
0.16mg/L。
[0016]进一步的，所述负载微生物的活性炭的制备步骤如下：1.干燥将活性炭粉碎并2
‑
5mm过筛，用去离子水洗净，去除表面杂质，90
‑
100℃下干燥5
‑
8h，除去水分；所述活性炭购于奥鑫净水材料有限公司，碘吸附值900
‑
1100mg/g，比表面积800
‑
1500m2/g。
[0017]2.酸化将活性炭颗粒加入到1
‑
2倍的水中，搅拌6
‑
10min，加入质量分数40
‑
50%的磷酸溶液，水浴加热至80
‑
90℃搅拌3
‑
4h，过滤并洗涤至滤液显中性，150
‑
180℃下干燥2
‑
3h；
所述磷酸溶液的加入量为活性炭颗粒的2
‑
3倍。
[0018]3.微波处理首先将活性炭颗粒置于微波反应器中，N2处理15
‑
20min，N2流速为550
‑
650ml/min，去除反应器中多余的气体；然后将活性炭颗粒微波加热15
‑
20min，微波功率400
‑
600W，加热结束后将活性炭颗粒在N2环境下冷却至室温，密封以备用；微生物的大小大多为2
‑
10μm左右，主要负载于活性炭的表面和大孔处，酸化和微波处理后的活性炭颗粒表面大孔增多，更容易负载微生物。
[0019]4.负载将活性污泥加入到3
‑
5倍的蒸馏水中，搅拌10
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种活性炭负载微生物的循环曝气系统，其特征在于：所述循环曝气系统包括好氧反应区、缺氧反应区、厌氧反应区、澄清区和出水堰。2.根据权利要求1所述的所述循环曝气系统，其特征在于：所述好氧反应区、缺氧反应区、厌氧反应区、澄清区和出水堰一体化设计。3.一种活性炭负载微生物的循环曝气系统的工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：S1、将待处理污水经过滤除去大块杂质；S2、过滤后的待处理污水通过布水管进入好氧反应区，经曝气管曝气，负载微生物的活性炭对污水中的有机物进行吸附降解；S3、负载微生物的活性炭及经过好氧反应区处理的污水提升至脱气区并回流至缺氧反应区；S4、在缺氧反应区完成氮的去除，待处理污水进入厌氧反应区；S5、聚磷菌在厌氧反应区分解体内的聚磷和糖原，活性炭及负载的微生物连同部分污水在曝气作用下，循环至好氧反应区，继续对待处理污水进行好氧反应；S6、处理后的污水经由澄清区，固液分离后从出水堰流出。4.根据权利要求3所述的一种活性炭负载微生物的循环曝气系统的工艺，其特征在于：所述S2步骤中曝气的气水比为3
‑
3.5：1。5.根据权利要求3所述的一种活性炭负载微生物的污水循环曝气系统的工艺，其特征在于：所述S2步骤中的好氧反应区水温控制在16
‑
38℃，pH控制在6.5
‑
8，溶解氧的浓度为2
‑
3mg/L。6.根据权利要求3所述的一种活性炭负载微生物的污水循环曝气系统的工艺，其特征在于：所述缺氧反应区溶解氧的浓度0.2
‑
0.4mg/L；所述厌氧反应区溶解氧的浓度为0.12
‑
0.16mg/L。7.根据权利要求3所述的一种活性炭负载微生物的污水循环曝气系统的工艺，其特征在于：所述负载微生物的活性炭的制备包括干燥、酸化、微波处理和负载。8.根据权利要求7所述的一种活性炭负载微生物的循环曝气系统的工艺，其特征在于：所述酸化，将活性炭颗粒加入到1
‑
2倍的水中，搅拌6
‑
10min，加入质量分数40

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋晓雷，马小兰，董善成，杨磊，
申请(专利权)人：山东泰亚环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：