生物流化床的类别及特性.doc

生物流化床的类别及特性应用生物流化床处理污水逐渐得到国外外研社究者的高度注重,这是因为该法具备如下特征:带出机制的微生物较少;基质负荷较高时,污水循环再生的生物量最小,不会由于生物量的累积而导致机制阻塞;生物量的含量较高并可以调节;液一固接触面积较大;BOD体积负荷高;占地面积小。适于处理污水的生物流化床,按其生物膜特征等诱因可分为好氧生物流化床和需氧生物流化床两好氧生物流化床1.1好氧生物流化床的结构组成好氧生物流化床是以微粒状滤料如砂、焦炭、活性炭、玻璃珠、多孔球等作为微生物载体,以一定流速将空气或氧气通人床内,使载体处于流化状态,通过载体表面上不断生长的生物膜吸附、氧化并分解污水中的有机物,进而达到对污水中污染物的清除差异可分为两相生货运化床和单相生货运化床。1.1.1两相生货运化床两相生货运化床工艺步骤见图1。其特性是充氧过程与流化过程分开并完全借助水流使载体流化。在流化床外设充氧设备和脱膜设备,在流化床内只有液、固两相。原污水先经充氧设备,可运用空气或氧气为氧源使废气中溶化氧达饱和状态1.1.2单相生货运化床该反应器内气、液、固单相共存,污泥充氧和载体流化同时进行,污水有机物在载体生物膜的作流载体。

单相生货运化床的技术关键之一,是避免气泡在床内合并成大气泡而影响充氧效率,因此可选用减压释放或紊流氧化沟模式进行充氧或充气。最近,国外环保设备企业开发较差的是内循环式生物流化床,其工艺步骤如图2所示。该流化床Three,arrangewholeprojectconstructionorganizationmanagementsystemduringconstruction,projectmanagers,technicians,installersavoidunnecessarywastelabor,increasedlaborcosts.managementneedworkcloselyconstructionschedulemanagement.Four,projectdocumentmanagementprojectdocumentsmanagementsystemrequirementsprojectdocumentsimplementeddetailedorderlymanagement.Including:customersourcesrawmaterials,contract,contract,projectschedule,projectbudget,projectdesign,constructionacceptancecriterion,basisstandard,projectrecords,documentsrelatedreceivingrecords,documentmanagement,documentmanagement,constructionprocess,weworkaccordingimplement.Regularprogressreports;Afterprovideas-builtdrawingstestreports.Wenextinformation:designspecification;Packaging,handling,transport,storagerequirementsWirespecifications,installationrequirements,testingtechniques,acceptancecriteriaotheraspectstechnicalsupervisioneffectivemanagement.Fifthsection,technicalstandardsstandardizedmanagementcountriesinvolvedindustrystandardspecificationmany,therefore,wesystemsdesign,equipmentsupplylinkcheckagainstrelevantstandardsnormssowholemanagementcontrolled.Sixthsection,installationmanagementsystemsengineeringtechnical,process1.2好氧生物流化床适用范围适用于各类可生化降解的有机废气处理,主要适于清除中、低含量的有机碳缩聚物,以及好氧酯化消除NH3-N,对各种生活废水及工业污水均有良好的处理疗效。

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1.3应用好氧生物流化床处理污水的疗效好氧生物流化床已适于多种工业污水及城市废水的处理,使得取得了良好的疗效。好氧生物流化床处理不同污水的操作状况及结果见表1。好氧生物流化床处理不同污水的操作状况及处理疗效[4-1污水类型进水逗留时有机负荷(以CODcr(kg.m-3剖析项目除去率/%CODcr消除(CODcr)/(g.L-1(BOD5)/(g.L-1生活废水0.15-1.00.6710.4NH3-N6089乙醇污水6.204.87682.08乙醇99.694.6186含氰污水0.4-0.5CN80.9-99.5>60涂料生产污水(含Cu)0.15-0.220.07-0.120-243-4Cu7592-931.440.7-4光度9472饮料污水4.32.380焦化有机废气1.3-2.53.5-5.66.3-7.2NH3-N45.2-64石化污水0.5-0.81.515NH3-N4075-8086焦化厂含氯废水1.2-1.93.5-6.9>80人工合成污水2.0硫化>8698(NH4Cl,NaHCO3)酵母生产污水1.96208.2NH3-N9082需氧生物流化床与好氧生物流化床相比,该法除了在降解高含量有机物方面显得新颖特点,并且具备良好的脱氮疗效。

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2.1需氧生物流化床的结构组成需氧生物流化床可视为特殊的二氧化碳进口速率为零的单相流化床。这是由于需氧反应过程分为酯化酸化、产酸和产烷烃3个阶段,床内虽无需通氧或空气,但产烷烃菌形成的二氧化碳与床内液、固两相混合即成单相流化状态。需氧生物流化床工艺如图3所示[14]。为维持较高的上流速率循环流化床,需选用较大的回流[15],以便使其有效负荷大大减少。2.2需氧生物流化床的适用范围需氧生物流化床既用于高含量的有机废气,又便于中、低含量的有机废气处理,它的有机体积负荷(以BOD5计)可达2-10kg/(m.d),因为所需氮磷营养较少,尤用于处理氮磷缺少的工业废气。处理的工业废气包括含酚污水、α—萘磺酸污水、鱼类加工污水、炼油废水、乳糖污水、屠宰场污水、煤汽化污水等,处理的城市废水包括家庭污水、粪便污水、市政污泥。卧室污水等。2.3应用需氧生物流化床法处理污水的疗效需氧生物流化床处理污水的研究与应用例子至今为止已比较广泛,但是已发挥了明显优Three,arrangewholeprojectconstructionorganizationmanagementsystemduringconstruction,projectmanagers,technicians,installersavoidunnecessarywastelabor,increasedlaborcosts.managementneedworkcloselyconstructionschedulemanagement.Four,projectdocumentmanagementprojectdocumentsmanagementsystemrequirementsprojectdocumentsimplementeddetailedorderlymanagement.Including:customersourcesrawmaterials,contract,contract,projectschedule,projectbudget,projectdesign,constructionacceptancecriterion,basisstandard,projectrecords,documentsrelatedreceivingrecords,documentmanagement,documentmanagement,constructionprocess,weworkaccordingimplement.Regularprogressreports;Afterprovideas-builtdrawingstestreports.Wenextinformation:designspecification;Packaging,handling,transport,storagerequirementsWirespecifications,installationrequirements,testingtechniques,acceptancecriteriaotheraspectstechnicalsupervisioneffectivemanagement.Fifthsection,technicalstandardsstandardizedmanagementcountriesinvolvedindustrystandardspecificationmany,therefore,wesystemsdesign,equipmentsupplylinkcheckagainstrelevantstandardsnormssowholemanagementcontrolled.Sixthsection,installationmanagementsystemsengineeringtechnical,process需氧流化床实验及应用结果例子[4,16-23]污水类型进水逗留时间有机负荷(以CODcr(kg.m-3气温清除率/%备注(CODcr)/(g.L-1(BOD5)/(g.L-1CODcrBOD5小麦蛋白生产3.7-4.72.3-2.510-127.6-11.030-359196中试有机酸生产8.87.042309999中试含酚污水2.8-3.72.1-3.0154.5-5.9309999中试软啤酒生产(1)0.980.833090中试软啤酒生产(2)6.03.98-1435>80小试焦化废气(含乙12.08-2035>80小试乳品加工7.0-10.08-2435>80小试污水热处理分离10-305.0-158-2035>80小试饮料酵母加工废5.65.179.830-3593.598.5实践印染黑液5.510.1912.975干酷生产污水3413.4-37.63593-97小试城市污水0.180.082.47.7157582高温处理药业污水9.4-12.59.632.064080小试硝酸盐草浆污水2-55-6.53-943.228-3250-70造纸污水(含活性艳红,酸性性蓝色)0.8-0.92.5-325-4044-49选用固定人工合成废气(含硝酸、丙酸、1.06-124.03596脱色其它新型流化床为使生物流化床发展成为高效、低耗、连续处理大量废气的新型反应器,国外外又研究开发了一些新型生物流化床反应器。

3.1磁场生物流化床磁场生物流化床反应器装置比较复杂,需在床体外加磁场,使得固定化细胞的载体内需含一定的质,床层显存在3种状态;散流床、链流床、磁聚床。施加磁场带给两个方面特点:液相粒子可在更大的流速下能够从磁场生物流化床冲破;单位反应器容积所降解的污染物量显著增加[24]胞,在床体内加入磁粉,在气温为25-40下对活性艳红X-3B及酸性性蓝色GR污水进行处理,也取了良好疗效(脱色率小于90%,CODcr清除率50%左右)。实验结果阐明,使床体在磁场作用下能降低动时间,并且处理效率有较大提升。3.2复合式生物流化床将不同类别的生物流化床组合或将生物流化床与其它生化处理反应器组合,便产生复合生物流化那样可以兼具不同反应器的特征,增加处理疗效,这些组合已然成为生物流化床的一个新发展方向。3.2.1需氧一好氧复合式生物流化床此种生物流化床是由日本水研究中心开发的,用作有机物的清除、氨氮的酯化和脱氮,均收到良疗效。其步骤如图4所示。该法的优点是第1段需氧床内的兼性菌运用硫酸盐中的氧作为氧源,使污水部份有机碳缩聚物氧化,所以不须要补充碳源,同时也降低了第2段好氧床的有机负荷,减少煤耗。

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最使排水中硫酸盐的品质含量降至5-10mg/L。3.2.2固定床-流化床生物反应器上海焦化研究院开发了一种全混型和置换叠加的复合式生物流化床,在一个床中实现了流化床和固定床的串联操作,既有利避免紊流化生物相及生物载体的溢出,又具备良好的循环特征。反应器结构如图5所示。研究结果阐明,用其处理淀粉污水,逗留时间大于4h,最大CODcr负荷为4.2kg/(.d),具备处理能力大、效率高的特点。Three,arrangewholeprojectconstructionorganizationmanagementsystemduringconstruction,projectmanagers,technicians,installersavoidunnecessarywastelabor,increasedlaborcosts.managementneedworkcloselyconstructionschedulemanagement.Four,projectdocumentmanagementprojectdocumentsmanagementsystemrequirementsprojectdocumentsimplementeddetailedorderlymanagement.Including:customersourcesrawmaterials,contract,contract,projectschedule,projectbudget,projectdesign,constructionacceptancecriterion,basisstandard,projectrecords,documentsrelatedreceivingrecords,documentmanagement,documentmanagement,constructionprocess,weworkaccordingimplement.Regularprogressreports;Afterprovideas-builtdrawingstestreports.Wenextinformation:designspecification;Packaging,handling,transport,storagerequirementsWirespecifications,installationrequirements,testingtechniques,acceptancecriteriaotheraspectstechnicalsupervisioneffectivemanagement.Fifthsection,technicalstandardsstandardizedmanagementcountriesinvolvedindustrystandardspecificationmany,therefore,wesystemsdesign,equipmentsupplylinkcheckagainstrelevantstandardsnormssowholemanagementcontrolled.Sixthsection,installationmanagementsystemsengineeringtechnical,process3.2.3好氧流化床-接触氧化床复合反应器此种反应器属一体化设备,以一下部带有活动式过滤安全网的内循环流化床为主体,流化床下部出水通过自充氧系统,进人侵没式接触氧化床循环流化床,逐步反应后出水,该反应器除具备优良的自充氧特有流化床处理效率高和接触氧化滤床出水功耗好的优点,又因气水比低、能耗小和适应性好等,故有良好的应用前景。

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反应器结构如图6所示[25]3.3需氧乙醇发酵流化床膜反应器该反应器是把流化床反应器和膜分离技术结合上去,选用固定化技术固定微生物,通过膜分离得到高品质的出水,其原理如图7所示。它具备生物介质分布均匀、传质速率快的优点,同时又能破除物理平衡的限制,增加配体含量,将出水品质好和反应效率高有效的结合上去,省去后处理装置,非常适适于高效率菌株且受配体含量限制大的状况。其劣势是操作成本高、质优价廉的膜材料无法荣获[26]3.4三重环流生物流化床该流化床由华北工科学院设计[27],将内循环管(气升管)分为3体按一定分布进行三层次的循环流动,其设计目的为加强空化,减少混和,增加启动压力。其结构及循环示意如图8所示。经流体力学试验研究阐明,该反应器的液相含率较单重环流反应器在相似试验条件下高10%-15%,气流量增大,降低了循环时间,使液体循环速率加速。用该流化床处理污水,在有毒有机物高负荷条件下运行良好,平均体积负荷(以CODcr7.16kg/(m3.d)山时,CODcr平均清除率可达79.5%,烯烃类缩聚物清除率为91.9%,对酚类清除率达94.8%。

结语生物流化床法处理污水的优越性已从各类研究及应用例子中充分表现下来,它的确是一种前景宽广值得深入研究的高效节能的污水处理办法。面对各种类型的生物流化床,笔者觉得,在研究与应用中应留意以下问题:了解不同生物流化床的异同点:生物流化床的设计意图不同,所处理污水的优缺也不同,只对性的采用适合的反应器,能够达到良好的处理疗效。推进高效优良菌株的筛选:既包括广普高效菌株的筛选,又要注重专情菌株的选择,发挥其特解功能,运用遗传安装工程荣获优良菌株。生物流化床新设备的开发应留意的事项:优化设计,减少费用,并推进工业化连续处理污水的手动化成份。

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