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生物流化床的技术特点

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学社贴贴学历认证 发表于 2019-9-8 09:43 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
生物载体粒径小、表面积大

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载体由废轮胎粉和粘合剂等加工而成,具有高耐磨性、高弹性和很好的化学稳定性,使用寿命长,只需一次添加。表面经过处理,易于挂膜。
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生物流化床由于采用小粒径的固体颗粒载体,可以为微生物的生长提供巨大的表面积。
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% t& p+ X# _2 Q" t4 ?生物流化床与几种生物处理法中比表面积的比较
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方法名称                              流化床             生物转盘        生物滤池        纸蜂窝固定床
! t% \0 a7 l* v; o' \2 r; p比表面积(m2/m3)        1000~3000        50~109              25                   210
  z% l, W' O9 G/ k7 c
; o& ^* d0 N" p' c9 h, o载体孔隙率高(视密度0.45),密度小,流化床能耗小。
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生物流化床若以小颗粒活性炭为载体,其处理效率更高

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由于活性炭比表面积大,为700-1000m2/g,因而具有较强的吸附力,它具有直径为10-1000Å的微孔。大部分细菌大于10000Å,所以微生物只能附着生长在活性炭颗粒表面,不能进入活性炭内部微孔。但是细胞外酶比细菌小得多,约为10Å,所以容易扩散进入活性炭微孔结构。# }- t. t5 ]9 P( w1 b+ d' l) `2tech.cn

* y3 o" ?4 b6 D9 ^  e; s4 h/ ^废水中的有机污染物分子和溶解氧等还可为活性炭吸附而富集,使活性炭内酶、有机污染物和氧的浓度高于周围环境,因而增加生化反应速率。此时,当生化反应器受到有机物负荷和毒物负荷冲击时,也可由于活性炭吸附作用,而使微生物受到保护。另外,用活性炭作载体处理产生泡沫的废水时,具有一定的消泡作用。
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水力停留时间短,占地面积小,运行费用低

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水力停留时间短,占地面积小:由于在生物反应池内,混合液中的微生物污泥和载体表面的生物膜一般可达20000mg/L以上,使BOD处理量达到4.0-20kg(/m3·d),是活性污泥法处理量的10倍以上。由于处理效率高,结构紧凑,使生物反应设备的占地面积仅为传统活性污泥法的1/4--1/8,从而也节省了基建投资。
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生物流化床是以生物膜为主体,所以不需进行污泥的回流,而且污泥泥龄长,剩余污泥排放量小,因而减小了污泥处理系统的投资和占地面积,管理简便,设备小型化,运行费用低。
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OD容积负荷高,处理效果好,耐冲击性能好
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生物反应池内好氧、厌氧和兼氧微生物共同存在,分解有机物,微生物量浓度高,使其使处理效率高,并且耐负荷冲击的性能特别好。# U# M5 Q) B+ I3 T& ]8 ]3 h$ _2tech.cn
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在生物流化床工艺中污泥浓度通常10g/L,甚至可达40~50g/L,而活性污泥法中的污泥浓度只有2~4g/L。由于污泥浓度高,生化反应非常快,废水净化效率高,BOD5或COD的容积负荷很高。8 }. C( {9 O) p% q2tech.cn

# X" A; c3 _) S. E9 ?: K1 f! I生物流化床与几种生物处理法的BOD5容积负荷比较! e' A5 i7 r/ S6 o, K- H# s2tech.cn
方法名称
流化床
纯氧曝气
活性污泥
生物转盘
生物滤池
接触氧化
BOD5容积负荷4 N7 f, j& A, c! H& ]2tech.cn
kgBOD5/m3·d
16.6
3.32
0.85
0.82
0.42
1.0

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反应器内呈流化状态,微生物具有高活性

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& p* s( ?" a- _4 E生物反应器内设有导流装置和防止填料流失的装置,载体、污泥和污水在池内循环流动,老化的生物膜得以脱落,生物膜不断更新,保持其高活性,另外流化状态使氧的利用率得以提高,污水在好氧硝化过程中可采用纯氧时,氧的利用率超过90%。
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生物流化床的颗粒与污泥由于处于运动状态,且不断相互碰撞和摩擦,生物膜不可能形成很厚的膜层,一般膜厚均在200μm以下,微生物处于对数生长期,处理效率较高。镜检可见菌落繁茂,个体丰满,原生动物也十分活跃。从污泥呼吸好氧量测定来看,同样的废水在相同的处理条件下,普通的曝气法为0.8mg/L,而流化床为1.2mg/L,有的可达1.6mg/L,为普通曝气法的两倍,这也说明流化床污泥中的微生物大多体强力壮,因而处理效果好。
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反应器内生物膜浓度大
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" d: t8 s% c5 u; b反应器中生物膜浓度大,经过合理的设计产生高浓度的废水污泥是可能的,典型的是达到好氧系统的4-7%W/W干固体和厌氧系统的6-12%W/W干固体,这和活性污泥工艺的1-2%相比,污泥处置的费用就可大大节省,这对系统的总经济情况是有益的。6 y4 k% v% k! |7 ^$ q# i+ o2tech.cn
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在好氧反应器中,生物膜浓度达15-20g干膜/L,因此完成完全碳氧化所需的时间对于典型的城市污水(BOD5浓度大约是250mg/L)只需60分钟左右,而相应的活性污泥厂的停留时间(HRT)大约是4-5小时。8 D( d8 e1 h2 z2 t( z  n2tech.cn

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生物流化床NH4+-N去除率高
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5 h0 s+ ~; _9 F) N! ~生物流化床适应处理高浓度废水的容积负荷>3.6kgBOD5/(m3·d),尤其在其去除NH4+-N和总氮方面有其独特的优点。COD较高时,能保持一定的NH4+-N去除率,硝化和反硝化同时进行,NH4+-N和总氮同时降解,硝化反应能在短时间内完成,NH4+-N的去除率>95%。而且生物流化床工艺可实现氨氮与硝酸根同步降解,可节省药剂,降低运行费用。 ' R& ~4 C6 }8 D* t& P6 g2tech.cn
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生物流化床工艺是一种高科技多学科的组合工艺,无二次污染,它有效地解决了含高浓度氨氮、硫化物、挥发酚等废水的治理难题。# n) ?; k4 Z1 w% p2tech.cn

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生物流化床传质、传热效率高
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0 X2 I0 Y5 R( W9 p4 h由于生物流化床三相之间有效接触,气液固间的接触表面积增大,对有机质和氧气的传递非常有生物流化床中附着生物膜的颗粒一直处于运动状态,颗粒表面不断被更新。流化床生物膜中的反应速度与膜间的传质速率比为0.1~0.7,也就是说流化床中的传质速率大于微生物的生化速率,这是净化效率较高的一个重要因素,有利于微生物对污染物的吸附和降解,加快了生化反应速率。
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8 E. R  m7 F3 g& H/ ~; x  f' q由于微生物浓度高,传质效果好,废水在流化床中分布均匀,所以能耐冲击负荷,并且在受到影响后极易恢复,这对于处理复杂多变的废水较为适用。
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