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《生物流化床的类型及特点
生物流化床的类型及特点
应用生物流化床处理废水日益得到国内外研究者的高度重视,这是由于该法具有如下特点 [1]:带出体系的微生物较少;基质负荷较高时,污泥循环再生的生物量最小,不会因为生物 量的累积而引起体系阻塞;生物量的浓度较高并可以调节;液一固接触面积较大;BOD容积负荷高;占地 面积小。 用于处理废水的生物流化床,按其生物膜特性等因素可分为好氧生物流化床和厌氧生物流化床两 大类,随着对流化床的不断研究与开发,当前已出现了许多新类型的流化床,本文总结了国内生物流化床 的研究成果,以期对工程技术人员有所帮助。
1 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填料如砂、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纯氧通人床内,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 并分解废水中的有机物,从而达到对废水中污染物的去除[2]。 好氧生物流化床按床内气、液、固三相的混合程度的不同,以及供氧方式及床体结构。脱膜方式 等的差别可分为两相生物流化床和三相生物流化床。1.1.1 两相生物流化床
两相生物流化床工艺流程见图1。其特点是充氧过程与流化过程分开并完全依靠水 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。原废水先经充氧设备, 可利用空气或纯氧为氧源使废水中溶解氧达饱和状态[3]。1.1.2 三相生物流化床 该反应器内气、液、固三相共存,污水充氧和载体流化同时进行,废水有机物在载体生物膜的作 用下进行生物降解,空气的搅动使生物膜及时脱落,故不需脱膜装置。但有小部分载体可能从床中带出, 需回流载体。三相生物流化床的技术关键之一,是防止气泡在床内合并成大气泡而影响充氧效率,为此可 采用减压释放或射流曝气方式进行充氧或充气。 近期,国内环保设备企业开发较多的是内循环式生物流化床,其工艺流程如图2所示。该流化床 由反应区、脱气区和沉淀区组成,反应区由内筒和外筒两个同心圆柱组成,曝气装置在内筒底部,反应区 内填充生物载体。混合液在内筒向上流、外筒向下流构成循环。
1.2 好氧生物流化床适用范围 适用于各种可生化降解的有机废水处理,主要用于去除中、低浓度的有机碳化合物,以及好 氧硝化去除NH3-N,对各类生活污水及工业废水均有良好的处理效果。1.3 应用好氧生物流化床处理废水的效果 好氧生物流化床已用于多种工业废水及城市污水的处理,并且取得了良好的效果。好氧生物 流化床处理不同废水的操作情况及结果见表1。
表1 好氧生物流化床处理不同废水的操作情况及处理效果 [4-13]
废水类别 进水 停留时间/h 有机负荷(以CODcr计)/(kg.m-3.d-1) 分析项目 去除率/% CODcr去除率/% 备注 ρ(CODcr)/(g.L-1) ρ(BOD5)/(g.L-1) 生活污水 0.15-1.0 0.67 10.4 NH3-N 60 89 小试 甲醇废水 6.20 4.87 68 2.08 甲醇 99.6 94.6 接菌种186 含氰废水 0.4-0.5 4 CN 80.9-99.5 >60 小试 染料生产废水(含Cu) 0.15-0.22 0.07-0.1 20-24 3-4 Cu 75 92-93 小试 染料废水(碱性绿) 1.44 0.7-4 色度 94 72 射流曝气 啤酒废水 4.3 2.3 80 小试 化工有机废水 1.3-2.5 3.5-5.6 6.3-7.2 NH3-N 45.2-64 >68.4 小试 P 62.9-71.7 石化废水 0.5-0.8 1.5 15 NH3-N 40 75-80 小试 油 75 P 86 炼油厂含硫污水 1.2-1.9 3.5-6.9 >80 小试 人工合成废水 2.0 硫化物 >86 98 (NH4Cl,NaHCO3) 酚 92 好氧硝化 酵母生产废水 1.96 20 8.2 NH3-N 90 82 2 厌氧生物流化床
与好氧生物流化床相比,该法不仅在降解高浓度有机物方面显出独特优点,而且具有良好 的脱氮效果。2.1 厌氧生物流化床的结构组成 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。这是因为厌氧反应过程分为 水解酸化、产酸和产甲烷3个阶段,床内虽无需通氧或空气,但产甲烷菌产生的气体与床内液、固两相混 和即成三相流化状态。厌氧生物流化床工艺如图3所示[14]。为维持较高的上流速度,需采用
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