一種廢水處理裝置及其生物填料的製作方法
2023-07-04 09:22:21
本實用新型涉及環境保護技術領域，具體為一種廢水處理裝置及其生物填料。
背景技術：
水質日益惡化促進了了一系列環保技術的發展，人們利用這些技術來處理廢水、淨化水質。其中名為流動床生物膜反應器（MBBR）的技術被成功用於汙水的處理，此反應器中放置小型的圓柱形載體，微生物附著在上生長形成生物膜。此外，內置各種填料的曝氣生物濾池等技術也被用於汙水處理。各種生化反應器中的填料起到舉足輕重的作用，影響著濾池的處理效果，進而影響到出水水質。廢水的降解機理主要包括：附著在反應器內填料上的生物膜中微生物對汙染物進行氧化分解作用；填料及生物膜對大顆粒物的吸附阻留作用；沿著水流方向形成的食物鏈分級捕食作用；生物膜內部微環境和缺氧段的反硝化作用，填料的投加可以改變微生物的種類以及存在形式，並且可以極大的提高反應器的耐衝擊能力，增強處理效率。所以採用價格低廉的尾礦、原料易得的稻殼以及黏土、煤粉等加工出生物填料，並將之用於廢水處理，為工業廢水淨化、節能減排提供重要的技術支持是非常有必要的。
技術實現要素：
本實用新型的目的在於提供一種廢水處理裝置及其生物填料，製作成本低廉、作用大的生物填料，在生物填料運行期間，使其充分掛膜，通過填料的投加可以改變微生物的種類以及存在形式，並且可以極大的提高反應器的耐衝擊能力，解決了處理效率低的問題。
為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種廢水處理裝置，包括原水罐、恆流泵、出水收集罐、有機料柱和曝氣裝置，所述曝氣裝置為微孔曝氣器，所述原水罐通過導流管與恆流泵相連通，所述恆流泵和曝氣裝置均通過導流管與有機料柱下部設有的進水口相連通，所述有機料柱內設置有布水層和生物填料，生物填料由工業尾礦粉、黏土、煤粉、稻糠燒結後製成，所述布水層位於生物填料的下側，所述有機料柱上部設有的出水口通過導流管與出水收集罐相連通，且有機料柱的底部設置有底座。
一種廢水處理裝置中生物填料的製作方法，其特徵在於：該方法包括以下步驟：
S1、配料：工業尾礦粉：黏土：煤粉：稻糠=3:2:1:1；
S2、成球：將S1配料製成小球。
S3、篩分：將球體中規則的顆粒篩分出來；
S4、燒制流程：將篩分好後的小球室溫下加熱至120℃保溫1-3小時，再加熱至500℃繼續保溫1-3小時，隨後加熱至900℃保溫1-3小時，繼續升溫至1200℃，保溫2-6小時，最後自然冷卻至室溫，得到成品填料。
作為優選，步驟S2中，需要先將S1配料放入攪拌釜內攪拌混合，再放入練泥機揉練30-60分鐘，取出陳化30-50分鐘，搓製成條狀，將泥條切成小段，然後用造球機搓製成小球。
作為優選，步驟S2中，需要先將S1配料放入攪拌釜內攪拌混合，再加配料質量1%的山梨糖醇，1%的矽油放入練泥機揉練30-60分鐘，取出陳化30-50分鐘，搓製成條狀，將泥條切成小段，然後用造球機搓製成小球。
與現有技術相比，本實用新型的有益效果如下：
1、本實用新型製作成本低廉、作用大的生物填料，在生物填料運行期間，使其充分掛膜。
2、本實用新型採用價格低廉的尾礦、原料易得的稻殼以及黏土、煤粉等加工出生物填料，並將之用於廢水處理，為工業廢水淨化、節能減排提供重要的技術支持。
附圖說明
圖1為實驗裝置圖；
圖2為掛膜階段COD去除率圖；
圖3為掛膜階段NH4+- N去除率圖；
圖4為第一階段COD去除率圖；
圖5為第一階段NH4+- N去除率圖；
圖6為第二階段COD去除率圖；
圖7為第二階段NH4+- N去除率圖。
圖中：1原水罐、2恆流泵、3導流管、4布水層、5生物填料、6出水收集罐、7出水口、8進水口、9有機料柱、10曝氣裝置。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
請參閱圖1-7，一種生物填料的製作方法，包括以下步驟：
S1、配料：工業尾礦粉：黏土：煤粉：稻糠=3:2:1:1；
S2、成球：將S1配料搓製成小球；
S3、篩分：將球體中規則的顆粒篩分出來；
S4、燒制流程：將篩分好後的小球室溫下加熱至120℃保溫1-3小時，再加熱至500℃繼續保溫1-3小時，隨後加熱至900℃保溫1-3小時，繼續升溫至1200℃，保溫2-6小時，最後自然冷卻至室溫，得到成品填料。粒徑為3～5mm。
對上述生物填料的相關性能做了測試，數據如下：
在生物填料的製作方法中，步驟S2實現較好的方式是：需要先將S1配料放入攪拌釜內攪拌混合，再放入練泥機揉練30-60分鐘，取出陳化30-50分鐘，搓製成條狀，將泥條切成小段，然後用造球機搓製成小球。
對上述生物填料的相關性能做了測試，數據如下：
在生物填料的製作方法中，步驟S2實現較好的方式是：加配料質量1%的山梨糖醇，1%的矽油放入攪拌釜內攪拌混合，再放入練泥機揉練30-60分鐘，取出陳化30-50分鐘，搓製成條狀，將泥條切成小段，然後用造球機搓製成小球。
對上述生物填料的相關性能做了測試，數據如下：
一種生物填料的廢水處理裝置，包括原水罐1、恆流泵2、出水收集罐6、有機料柱9和曝氣裝置10，曝氣裝置10為微孔曝氣器，有機料柱9直徑40mm，壁厚為4mm，總高度為1200mm，濾床體積為467cm3，濾床截面積為10.2746cm2。濾料高度為650mm，從濾料頂部向下每隔200mm設置帶取樣閥的取樣口。
原水罐1通過導流管3與恆流泵2相連通，恆流泵2和曝氣裝置10均通過導流管3與有機料柱9下部設有的進水口8相連通，有機料柱9內設置有布水層4和生物填料5，且布水層4位於生物填料5的下側，有機料柱9上部設有的出水口7通過導流管3與出水收集罐6相連通，且有機料柱9的底部設置有底座。生物填料5採用以上自製燒制的球形生物濾料。
實施例一、將生物填料填充至裝置後，採用自配汙水進行掛膜，維持氣溫在25℃左右，廢水pH在7~8之間，掛膜期間，廢水COD在130~170mg/L，TN在30~40mg/L，NH4+-N在25~35mg/L，溶解氧濃度在6~8mg/L。此階段水力負荷0.52m3/(m2·h)，水力停留時間為65min，進水量為10.58L/d。COD的容積負荷為2.80～3.73kg/(m3·d)，NH4+- N的容積負荷為0.54～0.82kg/(m3·d)。COD、NH4+- N的初始值、最終值以及去除率如圖1、圖2所示。COD去除率隨著時間的增加而升高，出水穩定後去除率能達到80%，NH4+-N去除率也是隨著時間的增加而升高，出水穩定後去除率可達90%以上。
實施例二、掛膜穩定後，COD在130～150mg/L、NH4+-N為 23～29mg/L。
實驗階段的平均氣溫仍舊維持在25℃左右，pH為7.0～7.5，溶解氧為5～7mg/L，此階段水力負荷0.7m3/(m2·h)， 水力停留時間為53min，進水量為15.65L/d，COD的容積負荷為4.57～5.25kg/(m3·d)，NH4+- N的容積負荷為0.68～0.85kg/(m3·d)。COD、NH4+- N的初始值、最終值以及去除率如圖4、圖5所示。出水穩定後COD的去除率達到70%以上，還是隨著時間的增長去除率逐漸增大的；NH4+-N去除率趨勢和掛膜階段相比，由於反衝洗生物膜量減少，去除效率有所下降，但也有80%以上。
實施例三、COD為220～280mg/L、NH4+-N為 19～30mg/L。
實驗階段的平均氣溫繼續保持在25℃左右，pH為7.0～7.5，溶解氧為5～7mg/L，此階段水力負荷為0.7m3/(m2· h), 水力停留時間為53min，進水量為15.65L/d，COD 的容積負荷為6.98～8.88kg/(m3·d)，NH4+- N的容積負荷為0.64～1.02kg/(m3·d)。COD、NH4+- N的初始值、最終值以及去除率如圖6、圖7所示。COD的去除率隨著時間的增長而增加的，出水穩定後去除率也能達到80%以上，剛開始NH4+-N的去除率不高，只有50%左右，主要是因為生物競爭導致溶解氧濃度降低，硝化細菌生長受到抑制，後提高溶解氧濃度，穩定後去除率達到80%以上。
綜上所述：該廢水處理裝置及其生物填料，製作成本低廉、作用大的生物填料，在生物填料運行期間，使其充分掛膜，通過填料的投加可以改變微生物的種類以及存在形式，並且可以極大的提高反應器的耐衝擊能力，解決了處理效率低的問題。
儘管已經示出和描述了本實用新型的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的範圍由所附權利要求及其等同物限定。