维持光生物膜系统碳氧平衡的膜供CO2污水处理方法及装置制造方法及图纸

一种维持光生物膜系统碳氧平衡的膜供CO2污水处理方法及装置，属于污水处理技术领域。本发明专利技术解决了现有以菌藻生物膜技术为基础的的污水处理技术所存在的微藻氧气产量不足导致的有机物碳化效率低所造成的微藻所需无机碳不足、系统碳氧失衡及氮磷同化效能低的问题。步骤一、挂膜；步骤二、挂膜后，通过进气管路连接曝气装置，曝气装置内的CO2经进气管路进入膜组件，向反应器主体内曝气；步骤三、驯化；步骤四、稳定运行。通过膜组件供给CO2，补充不足的无机碳，打破现有技术中碳氧失衡的瓶颈，开拓了一种更为简单有效的污水处理工艺，维持微藻

【技术实现步骤摘要】
维持光生物膜系统碳氧平衡的膜供CO2污水处理方法及装置


[0001]本专利技术涉及维持光生物膜系统碳氧平衡的膜供CO2污水处理方法及装置，属于污水处理


技术介绍

[0002]部分生活生产水质水量波动性强、碳氮比失衡，导致其水体的污染严重且持久。而常规的污水处理过程中好氧池造成的大量氧气损失，不但能耗高，还会造成营养元素浪费。
[0003]光生物膜反应器具备的光合作用具有对外加氧气需求低、生物膜中微藻资源回收利用效能高、系统碳排放量少的特点。但微藻功能化将依赖于无机碳，尤其是CO2和HCO3‑
形态。
[0004]现有的光生物膜反应器中，一般是采用膜曝气或曝气头方式为污水提供额外氧气，而供给O2的目的是为了氧化有机物形成CO2供微藻使用。
[0005]但当大部分O2被细菌而非微藻利用时，会导致细菌繁殖过快，造成的菌藻积累比例失衡。并且供给O2量需要精确，过少的O2会造成有机物氧化不彻底，CO2产生量少；过多的O2会损伤微藻，限制光合作用。
[0006]目前的污水处理研究中，也有向污水直接提供CO2以维持碳氧平衡的方式，但是现有CO2供给方式均是采用曝气头曝气，效率较低，且这种供给方法会造成大量CO2损失，CO2是一种温室气体，大量的损失会加剧碳排放，造成二次污染。

技术实现思路

[0007]本专利技术是为了解决现有以菌藻生物膜技术为基础的的污水处理技术所存在的微藻氧气产量低导致的有机物碳化效率不高所造成的微藻所需无机碳不足、系统碳氧失衡及氮磷同化效能低问题，进而提供了一种维持光生物膜系统碳氧平衡的膜供CO2污水处理方法及装置。
[0008]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
[0009]一种维持光生物膜系统碳氧平衡的膜供CO2污水处理方法，包括如下步骤：
[0010]步骤一、挂膜：
[0011]光共生体系混合物通过进水泵进入反应器主体内，通过进水流量计控制进水流量恒定，使得反应器容积与进水流量之比为设定的水力停留时间；反应器主体内的膜组件通过管路连接抽吸泵，启动抽吸泵，光共生体系混合物中的水分子通过膜组件，光污泥被截留在微滤膜表面形成光生物膜，挂膜过程中及挂膜完成后，将未形成光生物膜的剩余泥状光共生体系混合物排出，挂膜完成后，排出反应器主体内的水分；
[0012]步骤二、曝气：
[0013]挂膜后，通过进气管路连接曝气装置，曝气装置内的CO2经进气管路进入膜组件，通过曝气膜孔向反应器主体内曝气；
[0014]步骤三、驯化：
[0015]低浓度污水经过进水孔进入反应器主体内，再经由出水孔排出，同时，反应器主体内的低浓度污水经由循环出水口排出，通过循环泵经由循环管路及循环进水口进入反应器主体内循环，实现反应器主体内低浓度污水的动力混合过程，期间观察光生物膜颜色变化，变为绿色时结束驯化；
[0016]步骤四、稳定运行：
[0017]高浓度污水经过进水孔进入反应器主体内，再经由出水孔排出，同时，反应器主体内的低浓度污水经由循环出水口排出，经由循环管路及循环进水口进入反应器主体内循环，实现反应器主体内低浓度污水的动力混合过程；稳定运行阶段开始后，对连接在出水孔的出水管路定期排气，对反应器主体定期排泥。
[0018]一种维持系统碳氧平衡的微孔CO2供给污水处理方法，包括如下步骤：
[0019]步骤一、循环挂膜：
[0020]光共生体系混合物通过进水泵进入反应器主体内，保证进水流量恒定，使得反应器主体容积与进水流量之比为设定的水力停留时间，反应器主体内的光共生体系混合物经由循环出水口排出，通过循环泵经由循环管路及循环进水口进入反应器主体内循环；循环一天后，将过量光污泥排出，并补充等量的光共生体系混合物，继续光共生体系混合物在反应器主体内的循环过程，此循环过程循环5～10天，完成循环挂膜；循环挂膜的同时，反应器主体内的膜组件通过进气管路连接曝气装置，曝气装置内的CO2经进气管路进入膜组件，向反应器主体内曝气；
[0021]步骤二、驯化：
[0022]低浓度污水经过进水孔进入反应器主体内，再经由出水孔排出，同时，反应器主体内的低浓度污水经由循环出水口排出，通过循环泵经由循环管路及循环进水口进入反应器主体内循环，实现反应器主体内低浓度污水的动力混合过程，期间观察光生物膜颜色变化，变为绿色时结束驯化；
[0023]步骤三、稳定运行：
[0024]高浓度污水经过进水孔进入反应器主体内，再经由出水孔排出，同时，反应器主体内的低浓度污水经由循环出水口排出，经由循环管路及循环进水口进入反应器主体内循环，实现反应器主体内低浓度污水的动力混合过程；稳定运行阶段开始后，对连接在出水孔的出水管路定期排气，对反应器主体定期排泥。
[0025]进一步地，步骤一中所述设定的水力停留时间为4～12h。
[0026]进一步地，向反应器主体内曝气过程中，通过减压阀控制气体流量在0.048m3/d
[0027]/m2～0.1m3/d/m2之间。
[0028]进一步地，驯化步骤及稳定运行步骤中，循环污水的循环流量在1.6m3/d/m2～32m3/d/m2。
[0029]进一步地，所述进水孔及所述循环进水口位于低位，出水孔及循环出水口位于高位，且进水孔与出水孔相对开设于膜组件的两侧反应器主体侧壁上，循环进水口与循环出水口相对开设于反应器主体的另外两个侧壁上。
[0030]一种上述污水处理方法所采用的污水处理装置，包括反应器主体、外盖、布水板、膜组件、曝气装置、进气管路、进水箱、进水管路、出水箱、出水管路及循环管路，其中外盖盖设在反应器主体上，所述布水板贴设在反应器主体一侧内壁，所述膜组件位于反应器主体
内且一端与反应器主体的另一侧内壁固接，所述曝气装置通过进气管路连接至膜组件，且进气管路上设置气体流量计及压力表，所述进水箱通过进水管路连接至反应器主体的进水孔，且进水管路上设置进水泵及进水流量计，所述出水箱通过出水管路连接至反应器主体的出水孔，且出水管路上设置有出水阀门，所述循环管路的一端连接至反应器主体上的循环出水口，另一端连接至反应器主体上的循环进水口，且循环管路上设置有循环泵及循环流量计。
[0031]进一步地，膜组件占用体积为反应器主体总体积的1/5～1/10，使得膜填装率为0.1m2/m3～0.5m2/m3。
[0032]进一步地，出水管路上外接有排气管路，且所述排气管路上安装有排气装置及排气阀门。
[0033]进一步地，反应器主体底部开设有排泥口，所述排泥口连接有排泥管路，所述排泥管路上设置有排泥阀门。
[0034]本专利技术与现有技术相比具有以下效果：
[0035]一、本申请通过膜组件供给CO2，补充不足的无机碳，打破现有技术中碳氧失衡的瓶颈，开拓了一种更为简单有效的污水处理工艺，维持微藻
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细菌系统的碳氧平衡，实现微藻细菌增长的生长平衡，加速营养物质的回收；同时通过膜组件供给CO2，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种维持光生物膜系统碳氧平衡的膜供CO2污水处理方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、挂膜：光共生体系混合物通过进水泵(10)进入反应器主体(1)内，通过进水流量计(11)控制进水流量恒定，使得反应器容积与进水流量之比为设定的水力停留时间；反应器主体(1)内的膜组件(4)通过管路连接抽吸泵，启动抽吸泵，光共生体系混合物中的水分子通过膜组件(4)，光污泥被截留在微滤膜表面形成光生物膜，挂膜过程中及挂膜完成后，将未形成光生物膜的剩余泥状光共生体系混合物排出，挂膜完成后，排出反应器主体(1)内的水分；步骤二、曝气：挂膜后，通过进气管路连接曝气装置(5)，曝气装置(5)内的CO2经进气管路进入膜组件(4)，通过曝气膜孔向反应器主体(1)内曝气；步骤三、驯化：低浓度污水经过进水孔(1
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1)进入反应器主体(1)内，再经由出水孔(1
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2)排出，同时，反应器主体(1)内的低浓度污水经由循环出水口(1
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3)排出，通过循环泵(13)经由循环管路及循环进水口(1
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4)进入反应器主体(1)内循环，实现反应器主体(1)内低浓度污水的动力混合过程，期间观察光生物膜颜色变化，变为绿色时结束驯化；步骤四、稳定运行：高浓度污水经过进水孔(1
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1)进入反应器主体(1)内，再经由出水孔(1
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2)排出，同时，反应器主体(1)内的低浓度污水经由循环出水口(1
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3)排出，经由循环管路及循环进水口(1
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4)进入反应器主体(1)内循环，实现反应器主体(1)内低浓度污水的动力混合过程；稳定运行阶段开始后，对连接在出水孔(1
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2)的出水管路定期排气，对反应器主体(1)定期排泥。2.一种维持光生物膜系统碳氧平衡的膜供CO2污水处理方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、循环挂膜：光共生体系混合物通过进水泵(10)进入反应器主体(1)内，保证进水流量恒定，使得反应器主体(1)容积与进水流量之比为设定的水力停留时间，反应器主体(1)内的光共生体系混合物经由循环出水口(1
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3)排出，通过循环泵(13)经由循环管路及循环进水口(1
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4)进入反应器主体(1)内循环；循环一天后，将过量光污泥排出，并补充等量的光共生体系混合物，继续光共生体系混合物在反应器主体(1)内的循环过程，此循环过程循环5～10天，完成循环挂膜；循环挂膜的同时，反应器主体(1)内的膜组件(4)通过进气管路连接曝气装置(5)，曝气装置(5)内的CO2经进气管路进入膜组件(4)，向反应器主体(1)内曝气；步骤二、驯化：低浓度污水经过进水孔(1
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1)进入反应器主体(1)内，再经由出水孔(1
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2)排出，同时，反应器主体(1)内的低浓度污水经由循环出水口(1
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3)排出，通过循环泵(13)经由循环管路及循环进水口(1
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4)进入反应器主体(1)内循环，实现反应器主体(1)内低浓度污水的动力混合过程，期间观察光生物膜颜色变化，变为绿色时结束驯化；步骤三、稳定运行：高浓度污水经过进水孔(1
‑
1)进入反应器主体(1)内，再经由出水孔(1
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：梁恒，张晗，曾玮琛，白朗明，唐小斌，王金龙，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：