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生物流化床手艺简介

来源:本站原创   更新时间:2019-07-29

 

  生物流化床手艺简介 正在废水生物处置工艺中,生物流化床手艺是一种新型的生物膜法工艺,是继流化 床手艺正在化工范畴普遍使用后于 20 世纪 70 年代初成长起来的。其载体正在流化床内呈流化 形态,使固(生物膜)、液(废水)、气(空气)3 相之间获得充实接触,颗粒之间猛烈碰 撞,生物膜概况不竭更新,微生物一直处于发展兴旺阶段。该手艺使生化池遍地理段中连结 高浓度的生物量,传质效率极高,从而使废水的基质降解速度快,水力逗留时间短,运转负 荷比一般活性污泥法高 5~10 倍,耐冲击负荷能力强。 早正在上个世纪 30 年代就有人提出正在悬浮床、膨缩床或 流化床中采用将活细胞固定正在颗粒载体上的法子来处置废水的 设想。但曲到 60 年代后期,这一设想都未能正在废水生物处置的 工业化过程中付诸实施。1971 年 Robertl 等人对废水生物处置 水做深度净化时, 发觉被活性炭吸附的无机物大都能被微生物所 分化, 这为成长具有生物膜法和活性污泥法两者长处的生物流化床手艺供给了试验根本。 从 那当前,美国、英国、日本等国对生物流化床手艺进行了大量的研究试验工做。1973 年美 国 Jeris Johns 等人成功开辟了厌氧生物流化床手艺,用于去除 BOD5 和 NH3-N 的硝化处 理,同年申请了专利。1975 年,美国 Ecolotrol 公司开辟了 HY-FIO 生物流化床工艺,用于 废水的二、处置。美国 Dorr-Oliver 公司正在流化床的适用性方面做了很多研究,特别是 充氧器取进水分布系统上取得了很大的进展。Dorr-Oliver 设想的 Oxitron 反映器,正在床底部 的锥体部门采用喷嘴形成一种强无力的喷射床做为流化床的分布器。 英国水研究核心和美国 水研究核心又别离对充氧体例进行改良,并成功地用于厌氧-好氧两段流化床对废水进行全 面的二级处置,包罗无机碳的去除和脱氮。 日本于 70 年代中期进行此方面的研究,它着眼于中小型工场的废水处置,采用空气 曝气,安拆的构型和脱膜体例取欧美分歧。例如,三菱公司研制的流动轮回曝气反映器,把 曝气、脱膜、轮回合成一体。1993 年日本 Hokkaido 大学的学者报道了一种由颗粒流化床 分手器、好氧生物滤床和薄膜过滤器构成的新型处置系统。正在工程实践中,以好氧流化床降 解含 22 种酚和氮杂环、芳喷鼻胺的废水,以纯氧为氧源的生物流化床降解含多氯代酚的地下 水,生物流化床处置酵母废水,垃圾填埋场浸出液中难降解无机污染物的处置,正在颗粒活性 炭流化床中 2,4,6-三氯代酚的厌氧降解,流化床生物膜反映器系统处置湖水中的藻类等 均取得了对劲的结果。 近年来,我国也对生物流化床进行了不少的试验研究工做,正在石化废水、印染废水、制 药废水等的试验中均取得了优良的结果。 生物流化床的分类取新成长 跟着废水处置手艺的不竭成长,高效、低耗和处置难降解无机物废水是生物流化 床的成长标的目的之一。 用于处置废水的生物流化床, 按其生物膜特征等要素可分为好氧生物流 化床和厌氧生物流化床两大类。 跟着对流化床的不竭研究取开辟, 当前已呈现了很多新类型 的流化床。 1 好氧生物流化床的布局构成 好氧生物流化床是以微粒状填料如砂、焦炭、活性炭、玻璃珠、多孔球等做为微生物载 体, 以必然流速将空气或纯氧通人床内,使载体处于流化形态,通过载体概况上不竭发展 的生物膜吸附、氧化 并分化废水中的无机物,从而达到对废水中污染物的去除。 好氧生物流化床按床内气、液、固三相的夹杂程度的分歧,以及供氧体例及床体布局。 按脱膜体例等的不同可分为两相生物流化床和三相生物流化床。 1.1 两相生物流化床 两相生物流化床工艺流程见图 1。其特点是充氧过程取流化过程分隔并完全依*水 流使载体流化。正在流化床外设充氧设备和脱膜设备,正在流化床内只要液、固两相。原废水先 经充氧设备, 可操纵空气或纯氧为氧源使废水中消融氧达饱和形态。 1.2 三相生物流化床 该反映器内气、液、固三相共存,污水充氧和载体流化同时进行,废水无机物正在载体生 物膜的做 用下进行生物降解,空气的搅动使生物膜及时零落,故不需脱膜安拆。但有小部 分载体可能从床中带出, 需回流载体。三相生物流化床的手艺环节之一,是防止气泡正在床 内归并成大气泡而影响充氧效率,为此可 采用减压或射流曝气体例进行充氧或充气。 近期,国内环保设备企业开辟较多的是内轮回式生物流化床,其工艺流程如图 2 所示。 该流化床 由反映区、脱气区和沉淀区构成,反映区由内筒和外筒两个齐心圆柱构成,曝气 安拆正在内筒底部,反映区 内填充生物载体。夹杂液正在内筒向上流、外筒向形成轮回。 2 好氧生物流化床合用范畴 合用于各类可生化降解的无机废水处置,次要用于去除中、低浓度的无机碳化合物,以 及好 氧硝化去除 NH3-N,对各类糊口污水及工业废水均有优良的处置结果。 3 使用好氧生物流化床处置废水的结果 好氧生物流化床已用于多种工业废水及城市污水的处置, 而且取得了优良的结果。 取好 氧生物流化床比拟,该法不只正在降解高浓度无机物方面显出奇特长处,并且具有优良 的脱 氮结果。 厌氧生物流化床 1 厌氧生物流化床的布局构成 厌氧生物流化床可视为特殊的气体进口速度为零的三相流化床。 这是由于厌氧反映过程 分为水解酸化、产酸和产甲烷 3 个阶段,床内虽无需通氧或空气,但产甲烷菌发生的气体 取床内液、固两相混和即成三相流化形态。厌氧生物流化床工艺如图 3 所示。为维持较高 的上流速度,需采用较大的回流比。厌氧生物流化床内微生群的分布趋于均一化,正在床 地方区域生物膜的产酸活性和产甲烷活性都很高,从而使其无效负荷大大提高。 2 厌氧生物流化床的合用范畴 厌氧生物流化床既适于高浓度的无机废水,又适于中、低浓度的无机废水处置,它的有 机容积负荷(以 BOD 计)可达 2-10kg/(m3.d),因为所需氮磷养分较少,尤适于处置氮 磷缺乏的工业废水。处置的工业废水包罗含酚废水、α-萘磺酸废水、鱼类加工废水、炼油污 水、乳糖废水、屠宰场废水、煤气化废水等,处置的城市污水包罗家庭废水、粪便废水、市 政污水。厨房 废水等。 3 使用厌氧生物流化床法处置废水的结果 厌氧生物流化床处置废水的研究取使用实例迄今为止已比力普遍, 并且已阐扬了显著优 势。 环流生物半流化床 化工研究院开辟了一种全混型和置换叠加的环流生物半流化床,如图 1 所示。 环流生物半流化床实现了流化床和固定床的操做, 它不单具有优良轮回特征, 并且降服 了全混型反映对一些较难降解的无机物去除效率低的坚苦。 试验用于淀粉废水处置, 水力停 留时间(HRT)小于 4h,最大 CODcr 负荷为 4.2kg/(m3?d),最小气水比为 37:1。 自充氧内轮回三相复合生物流化床 华北工学院化工系正在复合生物流化床的根本上研制开辟的一种新型的流化床,如图 1 所示。这种反映器下部为三相流化床,上部带有勾当式过滤平安网和填料,床上部出水通 过自充氧系统,用流动空气从动充氧后,进入淹没式接触氧化床,经进一步反映后排出。它 具有优良的自充氧特征、 兼有流化床处置效率高和接触氧化滤床出水好的长处, 并且能耗小、 顺应性好、气水比低,具有优良的使用前景。 新型 Circox 气提式三相流化床反映器 荷兰的 Frijters 等人开辟了一种新型的 Circox 气提式流化床反映器,如图 3 所示。 这种流化床是正在通俗气提式流化床内添加了一个缺氧区, 以提高反映器的脱氮能力。 因为反 应器具有好氧和兼氧两区,能取得较高的液流速度和夹杂的平均性。Circox 气提式流化床 起头是用于土豆加工废水的厌氧预处置,有很好的 CODcr 去除率,其容积负荷(CODcr) 可达 4~10kg/(m3?d),脱氮率跨越 90%,床内生物量高达 30g/L,而残剩污泥率只要 2%~ 10%。 BASE 三相生物流化床反映器 荷兰的 M.C.M.Van loosdrocht 等人开辟出一种新型的一体化气提式生物流化床反 应器 BASE(Biofilm Airlift Suspension-Extension),如图 4 所示。这种反映器是正在原 BAS 的根本上添加了一下导管(缺氧区),以获得脚够逗留时间形成缺氧前提,能达到 NH3-N 的无效去除。通过调理顶部好氧区的气压和底部好-缺氧区间小轮回孔来节制液体和生物膜 正在两区间的轮回,因而不需要另加泵和轮回管线。 流化床纳米 TiO2 光反映器 流化床纳米 TiO2 光反映器取一般生物流化床分歧之处正在于床中的载体上没有生 物膜,而是负载了 TiO2。催化剂。TiO2 活性高。不变性好、对人体无害。尝试表白 TiO2 至多能够履历 12 次频频利用而连结光分化效率根基不变,持续 580min 光照下连结其光活 性。 纳米 TiO2 多相光催化操纵可见光或紫外光,能无效地降解多种难降解或其它方式难 降解的物质, 如氯仿、 多氯联苯、 无机磷化合物、 多环芳烃等, 能无效地将它们为 H2O, CO2,PO43-,SO42-,NO3-,卤素离子等无机小,达到完全无害化的目标。 这种污染管理手艺具有能耗低、操做简洁、反映暖和、可削减二次污染等长处。若操纵 太阳能,对环保、维持生态均衡、实现可持续成长都有主要的意义。 目前的废水处置方式大都是针对排放量大、 污染浓度高的污染物, 而对水中浓度较 低、难以的污染物的净化还为力,而这种手艺能很好地处理这一难题。它合用于废 水的后期深度处置,例如,西班牙对工场排出的废水先采用生物法进行处置,再用光催化法 降解难生物降解物质,获得了对劲的成果。

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