處理垃圾滲濾液中幾種新型流化床反應(yīng)器

作者： 2013年07月22日 來源： 瀏覽量：
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好氧流化床膜反應(yīng)器 　　好氧流化床膜反應(yīng)器把流化床反應(yīng)器和膜分離技術(shù)結(jié)合起來，采用固定化技術(shù)固定微生物，通過膜分離得到高質(zhì)量的出水，提高底物在反應(yīng)器中的濃度。它具有流化床生物介質(zhì)分布均勻、傳質(zhì)傳熱速率
　　好氧流化床膜反應(yīng)器
　　好氧流化床膜反應(yīng)器把流化床反應(yīng)器和膜分離技術(shù)結(jié)合起來，采用固定化技術(shù)固定微生物，通過膜分離得到高質(zhì)量的出水，提高底物在反應(yīng)器中的濃度。它具有流化床生物介質(zhì)分布均勻、傳質(zhì)傳熱速率快的特點，同時又能打破化學平衡的限制，提高底物濃度，將出水質(zhì)量好和反應(yīng)器效率高有效地結(jié)合起來，省去后處理裝置，特別適用于高效率菌種且受底物濃度限制較大的情況。其缺點是操作費用高、質(zhì)優(yōu)價廉的膜材料難以獲得。日本于1990年開始該項研究，但尚未見應(yīng)用報道。
　　A-b型三相流化床反應(yīng)器
　　我國東方冷卻塔水處理技術(shù)中心開發(fā)了一種與Hy-F1。工藝迥異的工藝克服了Hy-Flo對布氣布水要求高、放大效應(yīng)大的缺點，適宜大規(guī)模應(yīng)用，并申請了4項專利。該工藝采用A-b型流化床，其特點是載體輕于水，用氣體使載體流化，不需要專門的脫膜裝置，對布水、布氣無嚴格要求，裝置結(jié)構(gòu)簡單，運轉(zhuǎn)管理方便，污泥量少，占地面積小，基建投資省，但仍需進行后處理，且由于氣液固并行向下，氣泡浮升與液體流動作用方向相反，故平均體積傳質(zhì)系數(shù)未能達到最佳效果，但隨著液速增大，液體推動力占主導作用，同時氣一液在膜嘴口上的混合較充分，故大液速時平均體積傳質(zhì)系數(shù)較高，是一種有發(fā)展前途的反應(yīng)器。
　　組合式流化床反應(yīng)器
　　垃圾滲濾液處理技術(shù)將不同型式的生物流化床組合或?qū)⑸锪骰才c其它生化處理反應(yīng)器組合，形成復合式流化床反應(yīng)器，可以取長補短，進一步提高凈化效果。
　　復合式生物流化床由于具有較好的循環(huán)特性，正日益受到重視，但因其屬于全混型反應(yīng)器，對一些較難降解的有機物去除效率低。為了解決這一問題，北京化工研究院開發(fā)了一種全混型和置換型疊加的復合生物流化床反應(yīng)器。它在一個床中實現(xiàn)了流化床和固定床的串連操作(即半流化操作)。研究結(jié)果表明，用于處理淀粉廢水，停留時間小于4h，最大COD負荷為4.2kg/(d *m)最小氣水比為37 ：1，比生物接觸氧化法處理能力大，效率高。
　　三相生物流化床的特點
　　與傳統(tǒng)的活性污泥法、生物膜法相比，三相循環(huán)生物流化床生物處理
　　工藝具有顯著的優(yōu)勢：
　　(1) 生物流化床能提供巨大的比表面積。由于采用了小粒徑固體作為載體
　　并且載體實現(xiàn)了流態(tài)化，使單位體積床層提供的載體面積大為提高。表4-1為
　　幾種生物膜法處理工藝載體比表面積的比較。
　　表1-1　幾種生物膜法載體的比表面積比較

 

 

處理工藝
比表面積（m2/m3）
普通生物濾池
生物轉(zhuǎn)盤
塔式生物濾池
生物接觸氧化
生物流化床
40~120
120~180
80~160
130~1600
3000~5000

 

　　(2) 生物流化床具有較大的比表面積，因此具有高濃度的生物量。生物相十分豐富，因而生物膜生物的食物鏈比活性污泥的長而且復雜。與傳統(tǒng)的活性污泥系統(tǒng)(3-5gMLSS/L)相比，生物流化床的生物量總固體濃度可達15-40 g/L，該種高生物量可以減小水力停留時間。
　　表1-2幾種生物膜法的負荷

 

 

生化處理法
容積負荷
kgBOD/(m3·d)
污泥負荷
kgBOD/(kgVSS·d)
普通活性污泥法
階段曝氣
生物濾池
生物流化床
0.264~0.720
0.360~0.272
0.096~0.36
3.6~13.2
0.216~0.456
0.192~0.360
 
0.12~1.92 4.32

 

　　(3) 生物流化床具有很高的容積負荷率和污泥負荷率值。由表1-1和 表1-2的數(shù)據(jù)可以看出，生物流化床的容積負荷是普通活性污泥法的13倍以上，階段曝氣池的10倍以上，生物濾池的38倍以上因此，在相同進水濃度下，采用生物流化床處理污水，可以使裝置的容積大大減小。
　　(4) 耐沖擊負荷能力強。由于生物流化床的生物膜濃度高、傳質(zhì)性能優(yōu)越、流態(tài)均勻，廢水一進入反應(yīng)器就立即被混合和稀釋。這種混合稀釋作用對突然增加負荷的影響能起到一定的緩沖作用。
　　流化床活性炭一生物膜法的運行機理
　　實驗研究表明好氧生物流化床具有在高進水負荷下出水穩(wěn)定的特點，污染物的去除量和去除率均隨進水濃度的提高而增加。隨著進水濃度的增加，除引起生物濃度、生物膜厚在一定范圍內(nèi)增大外，同時引起生物的代謝速度加快，從而活性提高。流化床中心氣泡提升與外壁處的載體回流是流化床內(nèi)物質(zhì)宏觀遷移的主要形式。在流化床斷面上客觀存在內(nèi)外兩個流向相反的流區(qū)，中心為上升區(qū)，水、氣及載體在此范圍內(nèi)上升;外部為下進區(qū)，生物載體及部分處理水在此范圍下降，加之氣泡的攪動，各相物質(zhì)橫向混摻，因此，在局部范圍內(nèi)又表現(xiàn)為完全混合的流態(tài)特征。由于這種局部完全混合的流態(tài)特征，加速了污染物、氧、及生物載體的軸向、徑相混合與均勻，從而提高傳質(zhì)速度，獲得高的處理速度與去除率。
　　在活性炭掛膜處理系統(tǒng)運行操作情況下，人們假設(shè)活性炭通過去除有毒物質(zhì)或抑制劑而保護生物有機體，吸附能使化合物在流化床的停留時間要比水力停留時間長。因此，在充足的時間里，有機體能適應(yīng)新環(huán)境，并在某些情況下能降解這些潛在的有毒物質(zhì)。由于顆?；钚蕴苛骰簿哂形胶徒馕衔锏哪芰Γ话阏J為生物活性炭體系比起未帶吸附顆粒的系統(tǒng)來說，更適應(yīng)進料濃度的變化隨著進料濃度達到頂峰，過量的物質(zhì)被吸附，然后亦達到頂峰，基質(zhì)將被解吸和進行生物降解。人們認為生物流化床因此有利于生物再生活性炭。
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