一種處理氧化態(tài)污染物的生物質(zhì)填料厭氧濾池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種處理氧化態(tài)污染物的生物質(zhì)填料厭氧濾池。本發(fā)明包括生物濾池、生物質(zhì)填料。生物濾池內(nèi)按進(jìn)水流向依次設(shè)有進(jìn)水緩沖區(qū)、濾池過濾區(qū)、出水緩沖區(qū)，濾池過濾區(qū)包括第一過濾層、第二過濾層、第三過濾層、第四過濾層，高度分別占過濾區(qū)的20﹪、50﹪、20﹪和10﹪；各過濾層分別填充不同原料配比的生物質(zhì)填料，生物質(zhì)填料由海娜植物生物質(zhì)材料和惰性填料組成，其中海娜生物質(zhì)材料的體積含量隨生物濾池中水流方向而降低，分別為20～50﹪、10～30﹪、5～15﹪和0﹪。本發(fā)明具有操作簡(jiǎn)單、高效、運(yùn)行費(fèi)用較低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能達(dá)到天然植物生物質(zhì)的同步減量化和“以廢治廢”的目的。
【專利說明】一種處理氧化態(tài)污染物的生物質(zhì)填料厭氧濾池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)中污水處理領(lǐng)域，具體地說是涉及一種處理氧化態(tài)污染物的生物質(zhì)填料厭氧濾池。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)廢水和生活污水中，氧化態(tài)污染物包括硝基類、偶氮類、鹵代烴類等有機(jī)化合物，硝酸鹽、硫酸鹽等無機(jī)陰離子，以及Cr (VI)、AS (V)等重金屬離子。氧化態(tài)污染物對(duì)環(huán)境影響較大。目前氧化態(tài)污染物最經(jīng)濟(jì)有效的處理方法為生物法，其在處理過程中，一般需要先進(jìn)行還原處理。氧化態(tài)污染物的還原速率較低，是其轉(zhuǎn)化、降解過程的限速步驟，因此，氧化態(tài)污染物的還原是其高效去除的關(guān)鍵。
[0003]含氧化態(tài)污染物廢水的生物處理系統(tǒng)中，易利用碳源和電子供體一直是其還原去除的限制因子，對(duì)上述反硝化脫氮、硝基還原、硫酸鹽還原、還原脫色、還原脫鹵、還原解毒(重金屬)等過程影響顯著。厭氧系統(tǒng)中，微生物氧化電子供體形成的還原力(NAD(P)H)可由電子穿梭系統(tǒng)傳遞給最終電子受體(氧化態(tài)化合物)，使其還原為低價(jià)態(tài)物質(zhì)。為了提高氧化態(tài)污染物的還原去除速率，可考慮投加醌基類、黃素類等氧化還原介體作為電子傳遞體來強(qiáng)化氧化態(tài)污染物的還原去除，還原速率可提高數(shù)倍至數(shù)十倍之多。然而，目前采用的大部分氧化還原介體均為人工合成，持續(xù)投加不僅增加運(yùn)行費(fèi)用，其潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)也難以評(píng)估。因此，為防止氧化還原介體的無效流失，目前利用樹脂、金屬氧化物納米顆 粒、包埋劑等材料對(duì)溶解性氧化還原介體進(jìn)行固定化。雖然固定化氧化還原介體可在一定程度上提高其利用的有效性，但固定化成本仍然限制了它們的廣泛應(yīng)用。
[0004]海娜植物生物質(zhì)成分復(fù)雜，含有香豆素類、糖類、醌類(指甲花醌)等多種化學(xué)成分，其中指甲花醌的含量可高達(dá)1.5 %。指甲花醌是海娜植物中天然染料的有效成分，也是一種高效的氧化還原介體，可催化介導(dǎo)Azo、Cr (VI)等多種氧化態(tài)污染物的生物/化學(xué)還原過程。厭氧條件下，海娜植物生物質(zhì)在水解酶和發(fā)酵菌的作用下可形成糖類、蛋白質(zhì)及H2、VFAs等多種電子供體；同時(shí)可能發(fā)生指甲花醌(游離態(tài))等化學(xué)物質(zhì)的溶出。因此，海娜植物生物質(zhì)如若作為氧化態(tài)污染物還原的固態(tài)碳源，不僅能提供豐富的電子供體，還能提供指甲花醌作為電子傳遞體，強(qiáng)化氧化態(tài)污染物的生物/化學(xué)還原。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服氧化態(tài)污染物還原速率低的限制因子，提供了一種處理氧化態(tài)污染物的生物質(zhì)填料厭氧濾池。
[0006]本發(fā)明生物質(zhì)填料厭氧濾池包括生物濾池、生物質(zhì)填料；
所述的生物濾池為常用生物濾池；
所述的生物質(zhì)填料為混合物，由生物質(zhì)材料、惰性填料組成；其中生物質(zhì)材料為天然海娜植物的花、莖、葉、種子中的一種或多種,粒徑為2~10 mm，當(dāng)為多種時(shí)，比例為任意比；惰性填料為陶粒、礫石、火山巖、活性炭、沸石、鋼渣、樹脂中的一種或多種，粒徑為3~20臟，當(dāng)為多種時(shí)，比例為任意比；
作為優(yōu)選，所述的生物質(zhì)材料選用海娜植物的莖和種子作為有機(jī)填料，莖的長(zhǎng)度為3~10 mm，種子需要在121°C、0.12MPa下滅活I(lǐng) h ；
生物濾池的一端設(shè)有進(jìn)水口，另一端設(shè)有出水口 ；出水口設(shè)置內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，采用循環(huán)水泵將出水返回至進(jìn)水口 ；從進(jìn)水口至出水口水流方向，在生物濾池內(nèi)依次設(shè)有進(jìn)水緩沖區(qū)、濾池過濾區(qū)、出水緩沖區(qū)，且進(jìn)水緩沖區(qū)與濾池過濾區(qū)之間設(shè)有承托板，濾池過濾區(qū)、出水緩沖區(qū)之間設(shè)有承托板；從進(jìn)水口至出水口水流方向，所述的濾池過濾區(qū)依次包括第一過濾層、第二過濾層、第三過濾層、第四過濾層，相鄰兩個(gè)過濾層之間設(shè)有承托板，用于隔開各過濾層；在第一過濾層、第二過濾層、第三過濾層、第四過濾層分別填充不同原料配比的生物質(zhì)填料，生物質(zhì)填料中生物質(zhì)材料的體積含量隨生物濾池中水流方向而降低；在第一過濾層中過濾材料為生物質(zhì)材料體積含量為20 %~50 %的生物質(zhì)填料，在第二過濾層中過濾材料為生物質(zhì)材料體積含量為10 %~30 %的生物質(zhì)填料，在第三過濾層中過濾材料為生物質(zhì)材料體積含量為5 %~15 %的生物質(zhì)填料，在第四過濾層中過濾材料為惰性填料；所述的承托板為多孔結(jié)構(gòu)，孔徑小于2mm ；
所述的進(jìn)水緩沖區(qū)的高度占生物濾池總高度的8 %，出水緩沖區(qū)的高度占生物濾池總高度的10 %，濾池過濾區(qū)的高度占生物濾池總高度的82 %。
[0007]所述的第一過濾層高度占濾池過濾區(qū)的20 %，第二過濾層高度占濾池過濾區(qū)的50 %，第三過濾層高度占濾池過濾區(qū)的20 %，第四過濾層高度占濾池過濾區(qū)的10 % ；
所述的生物濾池控制進(jìn)水pH值為6~8，并具有良好的pH緩沖能力，水力停留時(shí)間為3~30 h，為了保障濾池內(nèi)水流紊動(dòng)，生物濾池出水設(shè)置內(nèi)循環(huán)，回流比為50~300 %，從而提高水流速度，有利于傳質(zhì)過程。
[0008]目前生物濾池使用較多的填料是樹脂類有機(jī)材料或其它無機(jī)類惰性填料，這些填料具有化學(xué)穩(wěn)定性好、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。但也存在微生物“掛膜”困難、處理效率不高等問題，特別是對(duì)于難降解的氧化態(tài)污染物，如果廢水中缺乏易利用碳源等電子供體和氧化還原介體，將很難達(dá)到理想的處理效果。
[0009]本發(fā)明主要利用海娜植物生物質(zhì)作為固態(tài)碳源，為氧化態(tài)污染物的還原提供豐富的電子供體和電子傳遞體(指甲花醌)，強(qiáng)化其生物/化學(xué)還原。生物濾池填料中，生物質(zhì)材料的配比隨水流方向的行進(jìn)逐漸減小，形成生物質(zhì)投配率的漸減供應(yīng)技術(shù)。在進(jìn)水口 A設(shè)較高的生物質(zhì)配比主要是為了提高微生物的附著性能，同時(shí)可產(chǎn)生較高含量的有機(jī)電子供體，快速還原降解進(jìn)水中高濃度的氧化態(tài)污染物。隨著水流的行進(jìn)，廢水中的氧化態(tài)污染物的含量也逐漸降低，因此，生物質(zhì)配比也由此降低。廢水進(jìn)水的pH值控制在6~8的偏中性范圍內(nèi)。偏中性范圍和良好的pH緩沖能力一方面能防止堿性條件下生物質(zhì)中有機(jī)物的快速溶出，達(dá)到電子供體和指甲花醌的緩釋調(diào)控技術(shù)；另一方面能防止厭氧生物濾池的酸化現(xiàn)象的發(fā)生。出水設(shè)置內(nèi)回流的目的主要是為了提高生物濾池內(nèi)的水流速度，提高污染物與電子供體、氧化還原介體的傳質(zhì)速率。
[0010]本發(fā)明適用的廢水氧化態(tài)污染物，具體可以涉及含偶氮染料和Cr(VI)的印染廢水、制革廢水，含硝酸鹽 和硫酸鹽的工業(yè)廢水和生活污水，含鹵代烴的石油化工廢水，含Cr(VI)等的重金屬?gòu)U水等。本發(fā)明通過在惰性填料中配制一定含量的天然植物生物質(zhì)，并控制進(jìn)水PH值、設(shè)置出水內(nèi)回流來達(dá)到氧化態(tài)污染物的強(qiáng)化還原去除，具有操作簡(jiǎn)單、高效、運(yùn)行費(fèi)用較低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能達(dá)到天然植物生物質(zhì)的同步減量化和“以廢治廢”的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的一種生物質(zhì)填料厭氧濾池(下向流)縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的另一種生物質(zhì)填料厭氧濾池(上向流)縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:A、進(jìn)水口 ；B、出水口 ；1、進(jìn)水緩沖區(qū)；2、出水緩沖區(qū)；3、第一過濾層；4、第二過濾層；5、第三過濾層；6、第四過濾層；7、承托板。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0013]實(shí)施例1.如圖1所示，一種生物質(zhì)填料厭氧濾池，運(yùn)行方式為下向流，出水設(shè)置內(nèi)循環(huán)。
[0014]實(shí)施例1采用的生物質(zhì)填料厭氧濾池包括普通生物濾池、生物質(zhì)填料；
生物質(zhì)填料由天然海娜植物莖與陶粒構(gòu)成；海娜植物莖經(jīng)破碎后的平均長(zhǎng)度為10 mm,陶粒平均粒徑為20 mm ；
普通生物濾池內(nèi)設(shè)有承托板7，用于放置生物質(zhì)填料；普通生物濾池的一端設(shè)有進(jìn)水口 A，另一端設(shè)有出水口 B ;從進(jìn)水口 A至出水口 B水流方向，在普通生物濾池內(nèi)依次設(shè)有進(jìn)水緩沖區(qū)1、濾池過濾區(qū)、出水緩沖區(qū)2，且進(jìn)水緩沖區(qū)I與濾池過濾區(qū)之間設(shè)有承托板7，濾池過濾區(qū)、出水緩沖區(qū)2之間設(shè)有承托板7 ;從進(jìn)水口 A至出水口 B水流方向，所述的濾池過濾區(qū)依次包括第一過濾層3、第二過濾層4、第三過濾層5、第四過濾層6 ;在第一過濾層3、第二過濾層4、第三過濾層5、第四過濾層6分別填充不同原料配比的生物質(zhì)填料，生物質(zhì)填料中天然海娜植物莖的體積含量隨生物濾池中水流方向而降低；在第一過濾層3填充天然海娜植物莖體積含量為30 %的生物質(zhì)填料，在第二過濾層4填充天然海娜植物莖體積含量為15 %的生物質(zhì)填料，在第三過濾層5填充天然海娜植物莖的體積含量為5 %的生物質(zhì)填料，在第四過濾層6填充陶粒；
第一過濾層3高度占濾池過濾區(qū)的20 %，第二過濾層4高度占濾池過濾區(qū)的50 %，第三過濾層5高度占濾池過濾區(qū)的20 %，第四過濾層6高度占濾池過濾區(qū)的10 % ；
對(duì)于進(jìn)水濃度為500 mg/L的偶氮染料(金橙II)廢水，調(diào)節(jié)廢水pH值為6.8，廢水在濾池中的水力停留時(shí)間為16 h，出水內(nèi)回流比為150 %。生物質(zhì)填料厭氧濾池經(jīng)過6個(gè)月的連續(xù)運(yùn)行，出水金橙II的濃度降低至0.8~22.5 mg/L,去除率高達(dá)95.5~99.8 % ;其對(duì)照組(填料全為陶粒)中出水金橙II的濃度為277.5~467.6 mg/L，去除率僅為6.4~44.5 % ο
[0015]實(shí)施例2.如圖2所示，一種生物質(zhì)填料厭氧濾池，運(yùn)行方式為上向流，出水設(shè)置內(nèi)循環(huán)
實(shí)施例2采用的生物質(zhì)填料厭氧濾池包括上升式填料濾池、生物質(zhì)填料；
生物質(zhì)填料由天然海娜植物葉與火巖山構(gòu)成；海娜植物葉經(jīng)粉碎后平均粒徑為5 mm,火山巖平均粒徑為7 mm ； 上升式填料濾池內(nèi)設(shè)有承托板7，用于放置生物質(zhì)填料；上升式填料濾池的一端設(shè)有進(jìn)水口 A，另一端設(shè)有出水口 B ;從進(jìn)水口 A至出水口 B水流方向，在上升式填料濾池內(nèi)依次設(shè)有進(jìn)水緩沖區(qū)1、濾池過濾區(qū)、出水緩沖區(qū)2，且進(jìn)水緩沖區(qū)I與濾池過濾區(qū)之間設(shè)有承托板7，濾池過濾區(qū)、出水緩沖區(qū)2之間設(shè)有承托板7 ;從進(jìn)水口 A至出水口 B水流方向，所述的濾池過濾區(qū)依次包括第一過濾層3、第二過濾層4、第三過濾層5、第四過濾層6 ;在第一過濾層3、第二過濾層4、第三過濾層5、第四過濾層6分別填充不同原料配比的生物質(zhì)填料，生物質(zhì)填料中天然海娜植物葉的體積含量隨生物濾池中水流方向而降低；在第一過濾層3填充天然海娜植物葉的體積含量為20 %的生物質(zhì)填料，在第二過濾層4填充天然海娜植物葉的體積含量為10 %的生物質(zhì)填料，在第三過濾層5填充天然海娜植物葉的體積含量為8 %的生物質(zhì)填料，在第四過濾層6填充火山巖；
第一過濾層3高度占濾池過濾區(qū)的20 %，第二過濾層4高度占濾池過濾區(qū)的50 %，第三過濾層5高度占濾池過濾區(qū)的20 %，第四過濾層6高度占濾池過濾區(qū)的10 % ；
對(duì)于進(jìn)水濃度為500 mg/L的偶氮染料廢水(酸性紅27)，調(diào)節(jié)廢水pH值為7.5，廢水在濾池中的水力停留時(shí)間為20 h，出水內(nèi)回流比為100 %。生物質(zhì)填料厭氧濾池經(jīng)過4個(gè)月的連續(xù)運(yùn)行，出水酸性紅27的濃度降低至1.8~26.6mg/L，去除率高達(dá)94.7~99.6 % ；其對(duì)照組(填料全為火山巖)中出水酸性紅27的濃度為214.8~434.7 mg/L，去除率僅為13.1 ~57.0 % ο
[0016]實(shí)施例3.如圖1所示，一種生物質(zhì)填料厭氧濾池，運(yùn)行方式為下向流，出水設(shè)置內(nèi)循環(huán)
實(shí)施例3采用的生物質(zhì)填料厭氧濾池包括塔式生物濾池、生物質(zhì)填料；
生物質(zhì)填料由 天然海娜植物種子與鋼渣構(gòu)成；海娜植物種子使用之前先在121°C、
0.12MPa條件下滅活I(lǐng) h,平均粒徑為2 mm,鋼洛平均粒徑為3 mm ；
塔式生物濾池內(nèi)設(shè)有承托板7，用于放置生物質(zhì)填料；塔式生物濾池的一端設(shè)有進(jìn)水口 A，另一端設(shè)有出水口 B ;從進(jìn)水口 A至出水口 B水流方向，在塔式生物濾池內(nèi)依次設(shè)有進(jìn)水緩沖區(qū)1、濾池過濾區(qū)、出水緩沖區(qū)2，且進(jìn)水緩沖區(qū)I與濾池過濾區(qū)之間設(shè)有承托板7，濾池過濾區(qū)、出水緩沖區(qū)2之間設(shè)有承托板7 ;從進(jìn)水口 A至出水口 B水流方向，所述的濾池過濾區(qū)依次包括第一過濾層3、第二過濾層4、第三過濾層5、第四過濾層6 ;在第一過濾層3、第二過濾層4、第三過濾層5、第四過濾層6分別填充不同原料配比的生物質(zhì)填料，生物質(zhì)填料中天然海娜植物種子的體積含量隨生物濾池中水流方向而降低；在第一過濾層3填充天然海娜植物種子體積含量為25 %的生物質(zhì)填料，在第二過濾層4填充天然海娜植物種子體積含量為17 %的生物質(zhì)填料，在第三過濾層5填充天然海娜植物種子的體積含量為12 %的生物質(zhì)填料，在第四過濾層6填充鋼渣；
第一過濾層3高度占濾池過濾區(qū)的20 %，第二過濾層4高度占濾池過濾區(qū)的50 %，第三過濾層5高度占濾池過濾區(qū)的20 %，第四過濾層6高度占濾池過濾區(qū)的10 % ；
對(duì)于進(jìn)水硝酸鹽濃度為60 mg/L，總氮為80 mg/L的生活污水，調(diào)節(jié)廢水pH值為6.0，廢水在濾池中的水力停留時(shí)間為3 h，出水內(nèi)回流比為300 %。生物質(zhì)填料厭氧濾池經(jīng)過2個(gè)月的連續(xù)運(yùn)行，出水總氮的濃度降低至0.8~7.7mg/L，去除率高達(dá)90.4~99.0 %，達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918— 2002)中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)；其對(duì)照組(填料全為鋼渣)中出水總氮的濃度為29.1~54.7 mg/L，去除率僅為31.6~63.6 %。
[0017]實(shí)施例4.如圖2所示，一種生物質(zhì)填料厭氧濾池，運(yùn)行方式為上向流，出水設(shè)置內(nèi)循環(huán)
實(shí)施例4采用的生物質(zhì)填料厭氧濾池包括上升式填料濾池、生物質(zhì)填料；
生物質(zhì)填料由天然海娜植物莖-花-種子混合物和活性炭構(gòu)成；海娜植物莖-花-種子混合物平均粒徑為3 mm,活性炭平均粒徑為5 mm ；
上升式填料濾池內(nèi)設(shè)有承托板7，用于放置生物質(zhì)填料；上升式填料濾池的一端設(shè)有進(jìn)水口 A，另一端設(shè)有出水口 B ;從進(jìn)水口 A至出水口 B水流方向，在上升式填料濾池內(nèi)依次設(shè)有進(jìn)水緩沖區(qū)1、濾池過濾區(qū)、出水緩沖區(qū)2，且進(jìn)水緩沖區(qū)I與濾池過濾區(qū)之間設(shè)有承托板7，濾池過濾區(qū)、出水緩沖區(qū)2之間設(shè)有承托板7 ;從進(jìn)水口 A至出水口 B水流方向，所述的濾池過濾區(qū)依次包括第一過濾層3、第二過濾層4、第三過濾層5、第四過濾層6 ;在第一過濾層3、第二過濾層4、第三過濾層5、第四過濾層6分別填充不同原料配比的生物質(zhì)填料，生物質(zhì)填料中天然海娜植物莖-花-種子混合物的體積含量隨生物濾池中水流方向而降低；在第一過濾層3填充天然海娜植物莖-花-種子混合物體積含量為20 %的生物質(zhì)填料，在第二過濾層4填充天然海娜植物莖-花-種子混合物體積含量為20 %的生物質(zhì)填料，在第三過濾層5填充天然海娜植物莖-花-種子混合物的體積含量為15 %的生物質(zhì)填料，在第四過濾層6填充 活性炭；
第一過濾層3高度占濾池過濾區(qū)的20 %，第二過濾層4高度占濾池過濾區(qū)的50 %，第三過濾層5高度占濾池過濾區(qū)的20 %，第四過濾層6高度占濾池過濾區(qū)的10 % ；
對(duì)于進(jìn)水硝基苯濃度為220 mg/L的化工廢水，調(diào)節(jié)廢水pH值為8.0，廢水在濾池中的水力停留時(shí)間為22 h,出水內(nèi)回流比為100 %。生物質(zhì)填料厭氧濾池經(jīng)過3個(gè)月的連續(xù)運(yùn)行，出水硝基苯的濃度降低至0.3~1.7 mg/L之間，去除率高達(dá)99.2~99.9 %，達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；其對(duì)照組(填料全為活性炭)中出水硝基苯的濃度為47.6~134.2 mg/L,去除率為39.0~76.2 %。
[0018]實(shí)施例5.如圖1所示，一種生物質(zhì)填料厭氧濾池，運(yùn)行方式為下向流，出水設(shè)置內(nèi)循環(huán)
實(shí)施例5采用的生物質(zhì)填料厭氧濾池包括普通生物濾池、生物質(zhì)填料；
生物質(zhì)填料由天然海娜植物花與沸石構(gòu)成；海娜植物花經(jīng)破碎后平均粒徑為6 mm,沸石平均粒徑為IOmm ；
普通生物濾池內(nèi)設(shè)有承托板7，用于放置生物質(zhì)填料；普通生物濾池的一端設(shè)有進(jìn)水口 A，另一端設(shè)有出水口 B ;從進(jìn)水口 A至出水口 B水流方向，在普通生物濾池內(nèi)依次設(shè)有進(jìn)水緩沖區(qū)1、濾池過濾區(qū)、出水緩沖區(qū)2，且進(jìn)水緩沖區(qū)I與濾池過濾區(qū)之間設(shè)有承托板7，濾池過濾區(qū)、出水緩沖區(qū)2之間設(shè)有承托板7 ;從進(jìn)水口 A至出水口 B水流方向，所述的濾池過濾區(qū)依次包括第一過濾層3、第二過濾層4、第三過濾層5、第四過濾層6 ;在第一過濾層3、第二過濾層4、第三過濾層5、第四過濾層6分別填充不同原料配比的生物質(zhì)填料，生物質(zhì)填料中天然海娜植物花的體積含量隨生物濾池中水流方向而降低；在第一過濾層3填充天然海娜植物花體積含量為25 %的生物質(zhì)填料，在第二過濾層4填充天然海娜植物花體積含量為25 %的生物質(zhì)填料，在第三過濾層5填充天然海娜植物花的體積含量為5 %的生物質(zhì)填料，在第四過濾層6填充沸石；
第一過濾層3高度占濾池過濾區(qū)的20 %，第二過濾層4高度占濾池過濾區(qū)的50 %，第三過濾層5高度占濾池過濾區(qū)的20 %，第四過濾層6高度占濾池過濾區(qū)的10 % ；對(duì)于進(jìn)水Cr (VI)為100 mg/L的制革廢水，調(diào)節(jié)廢水pH值為7.0，廢水在濾池中的水力停留時(shí)間為20 h，出水內(nèi)回流比為120 %。生物質(zhì)填料厭氧濾池經(jīng)過4個(gè)月的連續(xù)運(yùn)行，出水Cr (VI)的濃度降低至0.08~0.14mg/L,去除率高達(dá)99.8~99.9 %，達(dá)到《制革及毛皮加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 30486-2013)中直接排放限值；其對(duì)照組(填料全為沸石)中出水Cr(VI)的濃度為27.6~46.9mg/L，去除率為53.1~72.4 %。
[0019]實(shí)施例6.如圖2所示，一種生物質(zhì)填料厭氧濾池，運(yùn)行方式為上向流，出水設(shè)置內(nèi)循環(huán)
實(shí)施例6采用的生物質(zhì)填料厭氧濾池包括上升式填料濾池、生物質(zhì)填料；
生物質(zhì)填料按過濾層高度分別由天然海娜植物花-莖、葉-莖、花-種子生物質(zhì)材料混合物，與礫石-鋼渣、礫石-火山巖、礫石-活性炭、礫石-陶粒惰性填料混合物構(gòu)成；海娜植物花-莖、葉-莖、花-種子生物質(zhì)材料混合物平均粒徑分別為6 mm、8 mm、3 mm,碌石-鋼洛、碌石-火山巖、碌石-活性炭、碌石-陶粒惰性填料混合物平均粒徑分別為12 mm、15 mm、
6mm、5 mm ；
上升式填料濾池內(nèi)設(shè)有承托板7，用于放置生物質(zhì)填料；上升式填料濾池的一端設(shè)有進(jìn)水口 A，另一端設(shè)有出水口 B ;天然海娜植物花-莖、葉-莖、花-種子生物質(zhì)材料混合物中各成份的質(zhì)量配比均為50 % ；
礫石-鋼渣、礫石-火山巖、礫石-活性炭、礫石-陶粒惰性填料混合物中各成份的體積配比均為50 % ；
從進(jìn)水口 A至出水口 B水流方向，在上升式填料濾池內(nèi)依次設(shè)有進(jìn)水緩沖區(qū)1、濾池過濾區(qū)、出水緩沖區(qū)2，且進(jìn)水緩沖區(qū)I與濾池過濾區(qū)之間設(shè)有承托板7，濾池過濾區(qū)、出水緩沖區(qū)2之間設(shè)有承托板7 ;從進(jìn)水口 A至出水口 B水流方向，所述的濾池過濾區(qū)依次包括第一過濾層3、第二過濾層4、第三過濾層5、第四過濾層6 ;在第一過濾層3填充海娜生物質(zhì)材料體積含量為50 %的生物質(zhì)填料，在第二過濾層4填充海娜生物質(zhì)材料體積含量為30 %的生物質(zhì)填料，在第三過濾層5填充海娜生物質(zhì)材料體積含量為6 %的生物質(zhì)填料，在第四過濾層6填充礫石-陶粒惰性填料(礫石與陶粒體積比為50 %);
第一過濾層3填充的生物質(zhì)填料包括海娜植物的花-莖混合物(花與莖的質(zhì)量比為50% )與礫石-鋼渣惰性填料(碌石與鋼渣體積比為50 % );第二過濾層4填充的生物質(zhì)填料包括海娜植物的葉-莖混合物(葉與莖的質(zhì)量比為50 % )與礫石-火山巖惰性填料(礫石與火山巖體積比為50 %);第三過濾層5填充的生物質(zhì)填料包括海娜植物的花-種子混合物(花與種子的質(zhì)量比為50 %，海娜植物種子使用之前先在121°C、0.12MPa條件下滅活I(lǐng) h)與礫石-活性炭惰性填料(礫石與活性炭體積比為50 %);
第一過濾層3高度占濾池過濾區(qū)的20 %，第二過濾層4高度占濾池過濾區(qū)的50 %，第三過濾層5高度占濾池過濾區(qū)的20 %，第四過濾層6高度占濾池過濾區(qū)的10 % ；
對(duì)于進(jìn)水含硫酸鹽為500 mg/L、偶氮染料金橙II (A07)為400 mg/L、四氯乙烯為30mg/L的印染廢水，調(diào)節(jié)廢水pH值為6.5，廢水在濾池中的水力停留時(shí)間為30 h，出水內(nèi)回流比為150 %。生物質(zhì)填料厭氧濾池經(jīng)過5個(gè)月的連續(xù)運(yùn)行，出水硫酸鹽、A07、四氯乙烯的濃度分別降低至 0.64~3.6 mg/L、1.2~16.4 mg/L、0.54~3.7 mg/L,去除率分別可達(dá)97.0~99.9 %、95.9~99.7 %、87.7~98.2 % ;其對(duì)照組(填料全為惰性填料混合物)中出水硫酸鹽、A07、四氯乙烯的濃度分別為145~368 mg/L,96~303 mg/LUl.2~25.8mg/L，去除率分別為 26.4 ~71.0 %、24.3 ~76.0 %、14.0 ~62.7 %。
[0020]實(shí)施例7.如圖1所示，一種生物質(zhì)填料厭氧濾池，運(yùn)行方式為下向流，出水設(shè)置內(nèi)循環(huán)
實(shí)施例7采用的生物質(zhì)填料厭氧濾池包括普通生物濾池、生物質(zhì)填料；
生物質(zhì)填料由天然海娜植物莖-種子混合物與礫石構(gòu)成；海娜植物莖平均長(zhǎng)度為3mm,種子使用之前先在121°C、0.12MPa條件下滅活I(lǐng) h，礫石平均粒徑為10 mm ；
普通生物濾池內(nèi)設(shè)有承托板7，用于放置生物質(zhì)填料；普通生物濾池的一端設(shè)有進(jìn)水口 A，另一端設(shè)有出水口 B ;從進(jìn)水口 A至出水口 B水流方向，在普通生物濾池內(nèi)依次設(shè)有進(jìn)水緩沖區(qū)1、濾池過濾區(qū)、出水緩沖區(qū)2，且進(jìn)水緩沖區(qū)I與濾池過濾區(qū)之間設(shè)有承托板7，濾池過濾區(qū)、出水緩沖區(qū)2之間設(shè)有承托板7 ;從進(jìn)水口 A至出水口 B水流方向，所述的濾池過濾區(qū)依次包括第一過濾層3、第二過濾層4、第三過濾層5、第四過濾層6 ;在第一過濾層3、第二過濾層4、第三過濾層5、第四過濾層6分別填充不同原料配比的生物質(zhì)填料，生物質(zhì)填料中天然海娜植物莖-種子混合物的體積含量隨生物濾池中水流方向而降低；在第一過濾層3填充天然海娜植物莖、種子體積含量為20 %的生物質(zhì)填料，在第二過濾層4填充天然海娜植物莖、種子體積含量為15 %的生物質(zhì)填料，在第三過濾層5填充天然海娜植物莖、種子的體積含量為5 %的生物質(zhì)填料，在第四過濾層6填充礫石；
第一過濾層3高度占濾池過濾區(qū)的20 %，第二過濾層4高度占濾池過濾區(qū)的50 %，第三過濾層5高度占濾池過濾區(qū)的20 %，第四過濾層6高度占濾池過濾區(qū)的10 % ；
對(duì)于進(jìn)水Cr (VI)為100 mg/L的制革廢水，調(diào)節(jié)廢水pH值為7.0，廢水在濾池中的水力停留時(shí)間為20 h，出水內(nèi) 回流比為50 %。生物質(zhì)填料厭氧濾池經(jīng)過4個(gè)月的連續(xù)運(yùn)行，出水Cr (VI)的濃度降低至0.08~0.14mg/L,去除率高達(dá)99.86~99.92 %，達(dá)到《制革及毛皮加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 30486-2013)中直接排放限值；其對(duì)照組(填料全為礫石)中出水Cr(VI)的濃度為27.6~46.9mg/L，去除率為53.1~72.4 %。
[0021]實(shí)施例8.如圖2所示，一種生物質(zhì)填料厭氧濾池，運(yùn)行方式為上向流，出水設(shè)置內(nèi)循環(huán)
實(shí)施例8采用的生物質(zhì)填料厭氧濾池包括上升式填料濾池、生物質(zhì)填料；
生物質(zhì)填料由天然海娜植物莖-種子混合物與聚氯乙烯樹脂構(gòu)成；海娜植物莖經(jīng)破碎后平均長(zhǎng)度為10 mm,種子使用之前先在121°C、0.12MPa條件下滅活I(lǐng) h，聚氯乙烯樹脂平均粒徑為12 mm ;
普通生物濾池內(nèi)設(shè)有承托板7，用于放置生物質(zhì)填料；普通生物濾池的一端設(shè)有進(jìn)水口 A，另一端設(shè)有出水口 B ;從進(jìn)水口 A至出水口 B水流方向，在普通生物濾池內(nèi)依次設(shè)有進(jìn)水緩沖區(qū)1、濾池過濾區(qū)、出水緩沖區(qū)2，且進(jìn)水緩沖區(qū)I與濾池過濾區(qū)之間設(shè)有承托板7，濾池過濾區(qū)、出水緩沖區(qū)2之間設(shè)有承托板7 ;從進(jìn)水口 A至出水口 B水流方向，所述的濾池過濾區(qū)依次包括第一過濾層3、第二過濾層4、第三過濾層5、第四過濾層6 ;在第一過濾層
3、第二過濾層4、第三過濾層5、第四過濾層6分別填充不同原料配比的生物質(zhì)填料，生物質(zhì)填料中天然海娜植物莖-種子混合物的體積含量隨生物濾池中水流方向而降低；在第一過濾層3填充天然海娜植物莖-種子混合物體積含量為25 %的生物質(zhì)填料，在第二過濾層4填充天然海娜植物莖-種子混合物體積含量為25 %的生物質(zhì)填料，在第三過濾層5填充天然海娜植物莖-種子混合物體積含量為5 %的生物質(zhì)填料，在第四過濾層6填充聚氯乙烯樹脂；
第一過濾層3高度占濾池過濾區(qū)的20 %，第二過濾層4高度占濾池過濾區(qū)的50 %，第三過濾層5高度占濾池過濾區(qū)的20 %，第四過濾層6高度占濾池過濾區(qū)的10 % ；
對(duì)于進(jìn)水Cr(VI)為100 mg/L的制革廢水，調(diào)節(jié)廢水pH值為7.5，廢水在濾池中的水力停留時(shí)間為25 h，出水內(nèi)回流比為120%。生物質(zhì)填料厭氧濾池經(jīng)過4個(gè)月的連續(xù)運(yùn)行，出水Cr (VI)的濃度降低至0.12~0.23 mg/L,去除率高達(dá)99.77~99.88 %，達(dá)到《制革及毛皮加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 30486-2013)中直接排放限值；其對(duì)照組(填料全為聚氯乙烯樹脂)中出水Cr(VI)的濃度為21.6~53.3mg/L，去除率為46.7~78.4 %。
[0022]上述實(shí)施例中所用的承托板為多孔結(jié)構(gòu)，孔徑小于2m ;進(jìn)水緩沖區(qū)I的高度占生物濾池總高度的8 %，出水緩沖區(qū)2的高度占生物濾池總高度的10 %，濾池過濾區(qū)的高度占生物濾池總高度的82 %。
[0023]上述實(shí) 施例并非是對(duì)于本發(fā)明的限制，本發(fā)明并非僅限于上述實(shí)施例，只要符合本發(fā)明要求，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種處理氧化態(tài)污染物的生物質(zhì)填料厭氧濾池，其特征在于該生物質(zhì)填料厭氧濾池包括生物濾池、生物質(zhì)填料； 生物濾池的一端設(shè)有進(jìn)水口，另一端設(shè)有出水口 ；出水口設(shè)置內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，采用循環(huán)水泵將出水返回至進(jìn)水口 ；從進(jìn)水口至出水口水流方向，在生物濾池內(nèi)依次設(shè)有進(jìn)水緩沖區(qū)、濾池過濾區(qū)、出水緩沖區(qū)，且進(jìn)水緩沖區(qū)與濾池過濾區(qū)之間設(shè)有承托板，濾池過濾區(qū)、出水緩沖區(qū)之間設(shè)有承托板；從進(jìn)水口至出水口水流方向，所述的濾池過濾區(qū)依次包括第一過濾層、第二過濾層、第三過濾層、第四過濾層，相鄰兩個(gè)過濾層之間設(shè)有承托板，用于隔開各過濾層；在第一過濾層、第二過濾層、第三過濾層、第四過濾層分別填充不同原料配比的生物質(zhì)填料，生物質(zhì)填料中生物質(zhì)材料的體積含量隨生物濾池中水流方向而降低；在第一過濾層中過濾材料為生物質(zhì)材料體積含量為20 %~50 %的生物質(zhì)填料，在第二過濾層中過濾材料為生物質(zhì)材料體積含量為10 %~30 %的生物質(zhì)填料，在第三過濾層中過濾材料為生物質(zhì)材料體積含量為5 %~15 %的生物質(zhì)填料，在第四過濾層中過濾材料為惰性填料； 所述的生物質(zhì)填料為混合物，由生物質(zhì)材料、惰性填料組成；其中生物質(zhì)材料為天然海娜植物的花、莖、葉、種子中的一種或多種,粒徑為2~10 mm，當(dāng)為多種時(shí)，比例為任意比；惰性填料為陶粒、礫石、火山巖、活性炭、沸石、鋼渣、樹脂中的一種或多種，粒徑為3~20mm，當(dāng)為多種時(shí)，比例為任意比； 所述的承托板為多孔結(jié)構(gòu)，孔徑小于2mm。
2.如權(quán)利要求1所述的一種處理氧化態(tài)污染物的生物質(zhì)填料厭氧濾池，其特征在于所述的進(jìn)水緩沖區(qū)的高度占生物濾池總高度的8 %，出水緩沖區(qū)的高度占生物濾池總高度的10 %，濾池過濾區(qū)的高度占生物濾池總高度的82 % ； 所述的第一過濾層高度占濾池過濾區(qū)的20 %，第二過濾層高度占濾池過濾區(qū)的50 %，第三過濾層高度占濾池過濾區(qū)的20 %，第四過濾層高度占濾池過濾區(qū)的10 %。
3.如權(quán)利要求1所述的一種處理氧化態(tài)污染物的生物質(zhì)填料厭氧濾池，其特征在于所述的生物質(zhì)材料為海娜植物的莖和種子，莖的長(zhǎng)度為3~10 mm，種子在121°C、0.12MPa下滅活I(lǐng)h。
4.如權(quán)利要求1所述的一種處理氧化態(tài)污染物的生物質(zhì)填料厭氧濾池，其特征在于所述的生物濾池控制進(jìn)水pH值為6~8，水力停留時(shí)間為3~30 h，生物濾池出水設(shè)置內(nèi)循環(huán)，回流比為50~ 300 %。
【文檔編號(hào)】C02F3/28GK103964571SQ201410149174
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】黃進(jìn)剛, 姚志通, 陳建軍, 韓偉 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)