·FeO為主的鈍化膜的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于工業廢水處理技術領域，尤其涉及一種脫除生物海綿鐵表層以Fe2O3.FeO為主的鈍化膜的方法。
【背景技術】
[0002]海綿鐵是由純鐵和Fe3C及一些雜質組成的合金，具有含鐵量高、多孔質輕、易于加工使用的特點。海綿體中的鐵與Fe3C及其它雜質在電解質溶液中能形成腐蝕原電池，在中性或偏酸性的環境中，會發生化學腐蝕，通過電極反應生成Fe2+。微生物參與條件下，會加速海綿鐵的這種電化學腐蝕速度。在此過程中產生的Fe2+又會刺激鐵氧化菌的生長。鐵氧化菌與Fe2+反應時，會發生稱之為類Fenton的強氧化作用，大大提高生化反應器的處理能力，同時Fe2+會進一步氧化生成Fe 3+。
[0003]基于海綿鐵優越的物理化學性能，本發明人以海綿鐵為生物載體填料，采用吸附的方法通過人工接種活性污泥形成具有更大活性的生物海綿鐵。并海綿鐵特殊的海綿狀立體結構，為微生物的富集生長提供充足的空間，并為生化反應器中各種好氧、兼氧及厭氧微生物的協同共生提供良好的“微環境”。在此環境中，會生長出大量鐵氧化菌與產生的Fe2+及時發生反應，同時在靠近海綿體表面的厭氧環境中還回生長出鐵還原菌。
[0004]生物海綿鐵是一種與鐵碳微電解設備有著本質區別的生物強化型反應器，在實際中有著廣泛的應用前景。在實際應用中，裝有生物海綿鐵填料的反應器隨著反應時間的延長，生成的Fe3+會有部分沉積在生物海綿鐵表面，形成以Fe 203.FeO為主要成分的鈍化膜，結果會減緩生物海綿鐵微電解反應的進行，導致Fe2+溶出速率不斷下降，進而影響生化反應器的處理效果。所以，消除生物海綿鐵表面的鈍化膜，是生物海綿鐵反應器穩定運行的必要條件。
[0005]消除生物海綿鐵表面的鈍化膜，最簡單的方法是將生物海綿鐵取出，用機械的方法清除，但此方法勞動量太大、效果也不好，無法在實際過程中應用；用酸清洗效果可行，但會破壞微生物的活性。
[0006]鐵還原菌在厭氧環境中，能以有機物為電子供體，將Fe3+還原為Fe 2+，使不溶性的Fe2O3.FeO鈍化膜溶解，恢復生物海綿鐵的反應能力。鐵還原菌本身存在于生物海綿鐵表面，在厭氧條件下會大量生長，此反應過程中所需要的有機物，可以是原水中的有機污染物質，也可以從豐富的生物膜中獲取。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種操作簡便，成本較低、高效的脫除生物海綿鐵表層以Fe2O3.FeO為主的鈍化膜的方法。
[0008]本發明解決上述技術問題的技術方案如下:
[0009]一種脫除生物海綿鐵表層以Fe2O3.FeO為主的鈍化膜的方法，該方法包括如下步驟:
[0010]I)采用直徑為5.5cm，高50cm的有機玻璃柱作為反應器，該反應器內部均勻裝填有體積比例為3: I的有機多孔載體和生物海綿鐵，采用鼓風曝氣裝置進行持續曝氣，控制溶解氧2-3mg/l ；
[0011]2)反應器中的進水采用化糞池出水，控制反應器內水力逆流運行停留時間為8h，同時監測進出水TP的變化；
[0012]3)待反應器的出水TP濃度超過lmg/1時，關閉反應器中的曝氣裝置，使反應器處于厭氧狀態；
[0013]4)在反應器中的生物海綿體載體處于淹沒狀態時，持續5d的時間減小或持續3d的時間關閉發生海綿鐵鈍化的生物海綿鐵反應器中的進水，停止反應器的運行，第一次海綿鐵鈍化膜再生反應結束；
[0014]5)反應器開始進水、曝氣、常運行，第一次再生反應中所釋放出溶于水中鈍化膜被連續排出反應器外，然后重復上述的第一次再生的反應步驟一遍，再生反應完成。
[0015]進一步，所述的重復再生開始和所述的第一次再生反應結束的中間間隔的好氧運行時間不超過2h ；
[0016]優選地，所述的反應器的反應池中的水溫控制在常溫狀態；
[0017]更優選地，所述的海綿鐵反應器的反應池中的pH控制在6-9。
[0018]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0019]1、本發明所述方法的原理是利用生物海綿鐵表面存在的鐵還原菌，將Fe203.FeO為主的鈍化膜中的Fe3+還原為Fe2+，使不溶性的Fe203 -FeO鈍化膜溶解，恢復生物海綿鐵的反應能力，恢復再生的時間短，處理的效果高；
[0020]2、本發明中鐵還原菌還原Fe3+過程中所需的有機物，可以是原水中的有機污染物質，也可以從豐富的生物膜中獲取，成本低廉，節約了操作的程序；
[0021]3.本發明所述方法為關閉發生海綿鐵鈍化的生物海綿鐵反應器中的曝氣裝置，使反應器處于厭氧狀態；減小(此狀態維持4-5d左右時)或關閉(此狀態維持3d以內時)發生海綿鐵鈍化的生物海綿鐵反應器中的進水，停止反應器的運行；3-5d后，開始進水、曝氣，反應器正常運行即可，所釋放出溶于水中鈍化膜被連續排出生物海綿鐵反應器，操作極為簡便；
[0022]4.本發明所述方法中通過兩次連續再生過程，可以合理控制再生時間與再生程度，保證反應器的高效運行。
【具體實施方式】
[0023]以下對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。
[0024]實施例1
[0025]一種脫除生物海綿鐵表層以Fe2O3.FeO為主的鈍化膜的方法，該方法包括如下步驟:
[0026]I)采用直徑為5.5cm，高50cm的有機玻璃柱作為反應器，該反應器內部均勻裝填有體積比例為3: I的有機多孔載體和生物海綿鐵，采用鼓風曝氣裝置進行持續曝氣，控制溶解氧3mg/l ；
[0027]2)反應器中的進水采用化糞池出水，控制反應器內水力逆流運行停留時間為8h，同時監測進出水TP的變化；
[0028]3)待反應器的出水TP濃度超過lmg/1時，關閉反應器中的曝氣裝置，使反應器處于厭氧狀態；
[0029]4)在反應器中的生物海綿體載體處于淹沒狀態時，持續5d的時間減小發生海綿鐵鈍化的生物海綿鐵反應器中的進水，停止反應器的運行，第一次海綿鐵鈍化膜再生反應結束；
[0030]5)反應器開始進水、曝氣、常運行，第一次再生反應中所釋放出溶于水中鈍化膜被連續排出反應器外，然后重復上述的第一次再生的反應步驟一遍，再生反應完成。
[0031]實驗結果:
[0032]在進水TP為6?8mg/l條件下，出水TP < lmg/1，運行一個月后，出水TP超過lmg/1，再生5d后繼續運行，出水TP又恢復到< lmg/1，如此反復3個月結果一樣，再生效果良好。
[0033]實施例2:
[0034]一種脫除生物海綿鐵表層以Fe2O3.FeO為主的鈍化膜的方法，該方法包括如下步驟:
[0035]I)采用直徑為5.5cm，高50cm的有機玻璃柱作為反應器，該反應器內部均勻裝填有體積比例為3: I的有機多孔載體和生物海綿鐵，采用鼓風曝氣裝置進行持續曝氣，控制溶解氧2mg/l ；
[0036]2)反應器中的進水采用化糞池出水，控制反應器內水力逆流運行停留時間為8h，同時監測進出水TP的變化；
[0037]3)待反應器的出水TP濃度超過lmg/1時，關閉反應器中的曝氣裝置，使反應器處于厭氧狀態；
[0038]4)在反應器中的生物海綿體載體處于淹沒狀態時，持續3d的時間關閉發生海綿鐵鈍化的生物海綿鐵反應器中的進水，停止反應器的運行，第一次海綿鐵鈍化膜再生反應結束；
[0039]5)反應器開始進水、曝氣、常運行，第一次再生反應中所釋放出溶于水中鈍化膜被連續排出反應器外，然后重復上述的第一次再生的反應步驟一遍，再生反應完成。
[0040]實驗結果:
[0041]在進水TP為2.5?4.5mg/l條件下，出水TP < 0.5mg/l，運行40d后，出水TP超過0.5mg/l，再生3d后繼續運行，出水TP又恢復到< 0.5mg/l，如此反復4個月結果一樣，再生效果明顯。
[0042]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種脫除生物海綿鐵表層以Fe 203.FeO為主的鈍化膜的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 1)采用直徑為5.5cm,高50cm的有機玻璃柱作為反應器，該反應器內部均勻裝填有體積比例為3: I的有機多孔載體和生物海綿鐵，采用鼓風曝氣裝置進行持續曝氣，控制溶解氧 2-3mg/1 ； 2)所述的反應器中的進水采用化糞池出水，控制所述的反應器內水力逆流運行停留時間為8h，同時監測進出水TP的變化； 3)待所述的反應器的出水TP濃度超過lmg/1時，關閉反應器中的曝氣裝置，使所述的反應器處于厭氧狀態； 4)在所述的反應器中的生物海綿體載體處于淹沒狀態時，持續5d的時間減小或持續3d的時間關閉發生海綿鐵鈍化的生物海綿鐵反應器中的進水，停止反應器的運行，第一次生物海綿鐵鈍化膜再生反應結束； 5)所述的反應器開始進水、曝氣、常運行，第一次再生反應中所釋放出溶于水中鈍化膜被連續排出反應器外，然后重復上述的第一次再生的反應步驟一遍，再生反應完成。
2.根據權利要求1所述的脫除生物海綿鐵表層以Fe203.FeO為主的鈍化膜的方法，其特征在于，所述的重復再生開始和所述的第一次再生反應結束的中間間隔的好氧運行時間不超過2h。
3.根據權利要求1所述的脫除生物海綿鐵填料表層以Fe203.FeO為主的鈍化膜的方法，其特征在于，所述的反應器的反應池中的水溫控制在常溫狀態。
4.根據權利要求1所述的脫除生物海綿鐵填料表層以Fe203.FeO為主的鈍化膜的方法，其特征在于，所述的海綿鐵反應器的反應池中的pH控制在6-9。
【專利摘要】本發明涉及一種脫除生物海綿鐵表層以Fe2O3·FeO為主的鈍化膜的方法，屬于工業廢水處理技術領域，其步驟為：反應器內部裝填有體積比例為3∶1的有機多孔載體和生物海綿鐵，持續曝氣，控制溶解氧2-3mg/l；反應器中的進水采用化糞池出水，控制反應器內水力逆流運行停留時間為8h，同時監測進出水TP的變化；待反應器的出水TP濃度超過1mg/l時，關閉反應器中的曝氣裝置，使反應器處于厭氧狀態；在反應器中的生物海綿體載體處于淹沒狀態時，持續5d的時間減小或持續3d的時間關閉發生海綿鐵鈍化的生物海綿鐵反應器中的進水，停止反應器的運行；反應器開始進水、曝氣、運行，重復上述過程一次。該方法操作簡便，成本較低、運行處理效果高。
【IPC分類】C02F3-34, C02F3-30
【公開號】CN104743678
【申請號】CN201510108562
【發明人】李 杰, 李文譞
【申請人】蘭州交通大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月12日