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生物流化床技术的工艺原理

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学社技术 发表于 2019-9-8 08:54 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
生物流化床处理方法属于三相生物处理方法,即实现固体颗粒与气相、液相、气液相之间的混合传质、传热。其技术核心为利用砂、活性炭、焦炭等惰性颗粒载体填充在流化床中,使之表面覆盖生物膜,通过污水的自下而上流动,使其处于流化状态的生物反应池。载体的循环有效防止了气泡在反应池内的合并,提高了氧利用率,并且反应池的独特构造能有效防止载体流失。
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生物反应池体积的10-20%被直径为5-10mm的载体颗粒填充,该载体的颗粒较小,比表面积相对较大(可达2000-3000m2/m3),并具有很好的弹性、耐磨损和化学稳定性,由于其密度较小,所以流化床能耗较小。同时载体由于处在流化状态,污水从其下部、左、右侧流过,广泛而频繁地与生物膜接触,又由于载体颗粒较小,在床内比较密集,相互摩擦碰撞,强化了传质过程。9 c! b) Y6 T5 R* g2tech.cn

  W, i; l6 F1 e. l% G1 s! p. d/ s( y在生物反应池内,混合液中的微生物(MLSS中的微生物或活性污泥)和生物膜微生物共同分解污染物质,MLSS中为短生长期的微生物,生物表面为生长长期的微生物。微生物对有机物的分解可以分为如下几种形式:
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0 V: l  z& L- ^1 L. }5 d易降解有机物-MLSS中的生物(活性污泥);: X4 S+ e- [# X/ [0 Q, T4 A1 m" i2tech.cn
不易降解有机物-生物膜中的生物;6 J; V: c/ k) P) S- ~2tech.cn
磷的去除-MLSS中的生物(活性污泥);6 \/ V+ v1 R& {: ^4 m( j+ X2tech.cn
硝化-生物膜中的生物;
& J* i* ]9 r6 L, Z: [. D. K0 A反硝化-MLSS和生物膜中的生物。/ t; n4 p4 k- H# E& J9 U2tech.cn
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污水经泵送入流化床底部的布水器,以一定的上升速度使床内颗粒载体流态化。在污水处理正式运行前,床内载体需用原污水加上活性污泥进行微生物挂膜。在一定的条件下节能型连续循环运转3-4天后,绝大多数的颗粒载体上长满了薄薄的一层丝状微生物的附着物——生物膜。继续运转培养,待全部载体上挂膜后便可正式通入污水进行处理运行。/ L6 V- X4 K: _2tech.cn
污水中有机物和溶解氧在流化床内由于紊流的水力条件而迅速地扩散到生物载体颗粒周围,扩大了生物体与污水的接触面积和污水与生物膜之间的相对运动,促进有机物质被载体生物膜所吸附,同时也为有机物被降解创造了必要的条件。' x- E& j8 m7 }2tech.cn
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污水中的有机物的降解需要有充足的氧才能进行好氧生化作用。流化床中生物量很大,所需溶解氧量亦很大,因此向污水中充氧是个关键问题。有机污染物质在污水中只存在液-固二相传质过程,而氧在污水中存在由气-液-固三相传质过程。流化床内再提克里表面的生物膜是由液膜、活性生物膜、惰性生物膜组成。如下图:$ N3 k! G+ ]; a- G) ~5 P; L; s2tech.cn

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, p5 r$ U3 w% @* w; {生物载体模型
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& i' t6 ^! n& }$ @- v) W0 s首先微气泡里的氧在气相中进行分子扩散,然后传到气-固界面,在载体生物膜表面的液膜中扩散,随后进入活性层,活性层是由大量菌胶团粘附而成的,含水率在95%以上,因此比较松软,其表面由细菌分泌出的大量聚合物。他是一种极细的纤维状组织,具有很强的吸附性能,当有机物质和氧扩散到它的表面时,有机物被吸附。
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在有充足氧的情况下,被细胞外酶所分解,将有机胶质和高分子有机物分解氧化成低分子的有机物,然后和氧一起透过细胞膜,并在细胞内各种酶的催化下与氧进行复杂的生化反应使有机物被分解,合成新的细胞物质,并放出能量供微生物生长活动的需要。由此达到污水被净化的目的。
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