處理垃圾滲濾液中幾種新型流化床反應器

作者： 2013年07月22日來源：瀏覽量：

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好氧流化床膜反應器　　好氧流化床膜反應器把流化床反應器和膜分離技術結合起來，采用固定化技術固定微生物，通過膜分離得到高質量的出水，提高底物在反應器中的濃度。它具有流化床生物介質分布均勻、傳質傳熱速率

　　好氧流化床膜反應器

　　好氧流化床膜反應器把流化床反應器和膜分離技術結合起來，采用固定化技術固定微生物，通過膜分離得到高質量的出水，提高底物在反應器中的濃度。它具有流化床生物介質分布均勻、傳質傳熱速率快的特點，同時又能打破化學平衡的限制，提高底物濃度，將出水質量好和反應器效率高有效地結合起來，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、質優價廉的膜材料難以獲得。日本于1990年開始該項研究，但尚未見應用報道。

　　A-b型三相流化床反應器

　　我國東方冷卻塔水處理技術中心開發了一種與Hy-F1。工藝迥異的工藝克服了Hy-Flo對布氣布水要求高、放大效應大的缺點，適宜大規模應用，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，裝置結構簡單，運轉管理方便，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，故平均體積傳質系數未能達到最佳效果，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系數較高，是一種有發展前途的反應器。

　　組合式流化床反應器

　　垃圾滲濾液處理技術將不同型式的生物流化床組合或將生物流化床與其它生化處理反應器組合，形成復合式流化床反應器，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特性，正日益受到重視，但因其屬于全混型反應器，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了一種全混型和置換型疊加的復合生物流化床反應器。它在一個床中實現了流化床和固定床的串連操作(即半流化操作)。研究結果表明，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

　　與傳統的活性污泥法、生物膜法相比，三相循環生物流化床生物處理

　　工藝具有顯著的優勢：

　　(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

　　并且載體實現了流態化，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。與傳統的活性污泥系統(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的數據可以看出，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、傳質性能優越、流態均勻，廢水一進入反應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物質宏觀遷移的主要形式。在流化床斷面上客觀存在內外兩個流向相反的流區，中心為上升區，水、氣及載體在此范圍內上升;外部為下進區，生物載體及部分處理水在此范圍下降，加之氣泡的攪動，各相物質橫向混摻，因此，在局部范圍內又表現為完全混合的流態特征。由于這種局部完全混合的流態特征，加速了污染物、氧、及生物載體的軸向、徑相混合與均勻，從而提高傳質速度，獲得高的處理速度與去除率。

　　在活性炭掛膜處理系統運行操作情況下，人們假設活性炭通過去除有毒物質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，有機體能適應新環境，并在某些情況下能降解這些潛在的有毒物質。由于顆粒活性炭流化床具有吸附和解吸化合物的能力，一般認為生物活性炭體系比起未帶吸附顆粒的系統來說，更適應進料濃度的變化隨著進料濃度達到頂峰，過量的物質被吸附，然后亦達到頂峰，基質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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