生物流化床地類型特點(diǎn)

1、合用標(biāo)準(zhǔn)文案生物流化床的種類及特點(diǎn)應(yīng)用生物流化床辦理廢水日益獲取國(guó)內(nèi)外研究者的高度重視，這是由于該法擁有以下特點(diǎn)1：帶出體系的微生物較少；基質(zhì)負(fù)荷較高時(shí)，污泥循環(huán)再生的生物量最小，不會(huì)由于生物量的累積而引起系統(tǒng)擁塞；生物量的濃度較高并可以調(diào)治；液一固接觸面積較大；BOD容積負(fù)荷高；占地面積小。用于辦理廢水的生物流化床，按其生物膜特點(diǎn)等因素可分為好氧生物流化床和厭氧生物流化床兩大類，隨著對(duì)流化床的不斷研究與開發(fā)，當(dāng)前已出現(xiàn)了好多新種類的流化床，本文總結(jié)了國(guó)內(nèi)生物流化床的研究成就，以期對(duì)工程技術(shù)人員有所幫助。1好氧生物流化床1.1好氧生物流化床的結(jié)構(gòu)組成好氧生物流化床是以微粒狀填料如砂、焦炭、活性

2、炭、玻璃珠、多孔球等作為微生物載體，以必然流速將空氣或純氧通人床內(nèi)，使載體處于流化狀態(tài)，經(jīng)過(guò)載體表面上不斷生長(zhǎng)的生物膜吸附、氧化并分解廢水中的有機(jī)物，從而達(dá)到對(duì)廢水中污染物的去除2。好氧生物流化床按床內(nèi)氣、液、固三相的混雜程度的不相同，以及供氧方式及床體結(jié)構(gòu)。脫膜方式等的差別可分為兩相生物流化床和三相生物流化床。兩相生物流化床兩相生物流化床工藝流程見(jiàn)圖1。其特點(diǎn)是充氧過(guò)程與流化過(guò)程分開并完好依靠水流使載體流化。在流化床外設(shè)充氧設(shè)備和脫膜設(shè)備，在流化床內(nèi)只有液、固兩相。原廢水先經(jīng)充氧設(shè)備，可利用空氣或純氧為氧源使廢水中溶解氧達(dá)飽和狀態(tài)3。三相生物流化床該反應(yīng)器內(nèi)氣、液、固三相共存，污水充氧和載體

3、流化同時(shí)進(jìn)行，廢水有機(jī)物在載體生物膜的作用下進(jìn)行生物降解，空氣的攪動(dòng)使生物膜及時(shí)零散，故不需脫膜裝置。但有小部分載體可能從床中帶出，需回流載體。三相生物流化床的技術(shù)重點(diǎn)之一，是防范氣泡在床內(nèi)合并成大氣泡而影響充氧效率，為此可采用減壓釋放或射流曝氣方式進(jìn)行充氧或充氣。近期，國(guó)內(nèi)環(huán)保設(shè)備企業(yè)開發(fā)很多的是內(nèi)循環(huán)式生物流化床，其工藝流程如圖2所示。該流化床由反應(yīng)區(qū)、脫氣區(qū)和積淀區(qū)組成，反應(yīng)區(qū)由內(nèi)筒和外筒兩個(gè)同心圓柱組成，曝氣裝置在內(nèi)筒底部，反應(yīng)區(qū)內(nèi)填充生物載體。混雜液在內(nèi)筒向上流、外筒向下流組成循環(huán)。優(yōu)異文檔合用標(biāo)準(zhǔn)文案1.2好氧生物流化床合用范圍合用于各種可生化降解的有機(jī)廢水辦理，主要用于去除中、低

4、濃度的有機(jī)碳化合物，以及好氧硝化去除NH3N，對(duì)各種生活污水及工業(yè)廢水均有優(yōu)異的辦理收效。1.3應(yīng)用好氧生物流化床辦理廢水的收效好氧生物流化床已用于多種工業(yè)廢水及城市污水的辦理，而且獲取了優(yōu)異的收效。好氧生物流化床辦理不相同廢水的操作情況及結(jié)果見(jiàn)表1。4-13表1好氧生物流化床辦理不相同廢水的操作情況及辦理收效進(jìn)水停留時(shí)有機(jī)負(fù)荷（以CODcr備廢水種類CODcr計(jì)）/解析去除率/%去除間/h項(xiàng)目注（kg.m-3.d-1率/%（CODcr)/(g.L-15-1)(BOD)/(g.L生活污水0.6710.4NH3-N6089小試接甲醇廢水6.204.87682.08甲醇99.694.6菌種186含

5、氰廢水4CN60小試染料生產(chǎn)廢水20-243-4Cu7592-93?。ê珻u）試射染料廢水（堿性1.440.7-4色度9472流綠）曝氣啤酒廢水4.32.380小試化工有機(jī)廢水NH3-N45.2-64小68.4試P優(yōu)異文檔合用標(biāo)準(zhǔn)文案石化廢水1.515NH3-N40小75-80試油75P86煉油廠含硫污水小80試人工合成廢水2.0硫化8698物好（NHCl,NaHCO)酚92氧43硝化酵母生產(chǎn)廢水1.96208.2NH3-N9082厭氧生物流化床與好氧生物流化床對(duì)照，該法不但在降解高濃度有機(jī)物方面顯出獨(dú)到優(yōu)點(diǎn)，而且擁有優(yōu)異的脫氮收效。2.1厭氧生物流化床的結(jié)構(gòu)組成厭氧生物流化床可視為特其他氣體

6、進(jìn)口速度為零的三相流化床。這是由于厭氧反應(yīng)過(guò)程分為水解酸化、產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷3個(gè)階段，床內(nèi)雖無(wú)需通氧或空氣，但產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生的氣體與床內(nèi)液、固兩相混和即成三相流化狀態(tài)。厭氧生物流化床工藝如圖3所示14。為保持較高的上流速度，需采用較大的回流比。厭氧生物流化床內(nèi)微生物種群的分布趨于均一化，在床中央地域生物膜的產(chǎn)酸活性和產(chǎn)甲烷活性都很高15，從而使其有效負(fù)荷大大提高。2.2厭氧生物流化床的合用范圍厭氧生物流化床既適于高濃度的有機(jī)廢水，又適于中、低濃度的有機(jī)廢水辦理，它的有機(jī)容積負(fù)荷（以3適于辦理氮磷缺乏的工業(yè)廢水。辦理的工BOD計(jì)）可達(dá)210kg（m.d），由于所需氮磷營(yíng)養(yǎng)較少，尤5業(yè)廢水包括含酚廢水、

7、萘磺酸廢水、魚類加工廢水、煉油污水、乳糖廢水、屠宰場(chǎng)廢水、煤氣化廢水等，辦理的城市污水包括家庭廢水、糞便廢水、市政污水。廚房廢水等。2.3應(yīng)用厭氧生物流化床法辦理廢水的收效厭氧生物流化床辦理廢水的研究與應(yīng)用實(shí)例迄今為止已比較廣泛，而且已發(fā)揮了明顯優(yōu)勢(shì)。表二中列舉了一些研究及應(yīng)用結(jié)果。優(yōu)異文檔合用標(biāo)準(zhǔn)文案表2厭氧流化床試驗(yàn)及應(yīng)用結(jié)果舉例4,16-23進(jìn)水停留有機(jī)負(fù)荷（以去除率/%廢水種類時(shí)間CODcr計(jì)）/溫度CODcrBOD5備注（CODcr)/(g.L-15-1)/h（kg.m-3.d-1)(BOD)/(g.L大豆蛋白生產(chǎn)10-1230-359196中試有機(jī)酸生產(chǎn)8.87.054230999

8、9中試含酚廢水15309999中試軟飲料生產(chǎn)（1）0.980.833090中試軟飲料生產(chǎn)（2）6.03.98-143580小試化工廢水（含乙12.08-203580小試醇）食品加工8-243580小試污泥熱辦理分別10-305.0-158-203580小試液實(shí)踐啤酒酵母加工廢應(yīng)5.65.179.830-3593.598.5用，水預(yù)酸化小造紙黑液5.510.1912.975試，預(yù)酸析干酷生產(chǎn)廢水343593-97小試小城市廢水0.180.082.47.7157582試，低溫辦理制藥廢水9.632.064080小試小試，硫酸鹽草漿廢水2-55-6.53-943.228-3250-70加BaCl2除

9、硫小印染廢水（含活試，性艷紅，弱酸性2.5-325-4044-49采用深藍(lán)）固定化優(yōu)異文檔合用標(biāo)準(zhǔn)文案人工合成廢水脫色（含乙酸、丙酸、1.06-124.03596菌鉻酸）小試其他新式流化床為使生物流化床發(fā)展成為高效、低耗、連續(xù)辦理大量廢水的新式反應(yīng)器，國(guó)內(nèi)外又研究開發(fā)了一些新型生物流化床反應(yīng)器。3.1磁場(chǎng)生物流化床磁場(chǎng)生物流化床反應(yīng)器裝置比較復(fù)雜，需在床體外加磁場(chǎng)，而且固定化細(xì)胞的載體內(nèi)需含必然的磁介質(zhì)，床層內(nèi)存在3種狀態(tài)；散流床、鏈流床、磁聚床。施加磁場(chǎng)帶來(lái)兩個(gè)方面優(yōu)點(diǎn)：固相粒子可在更大的流速下才能從磁場(chǎng)生物流化床沖出；單位反應(yīng)器體積所降解的污染物量明顯提高24。將厭氧磁場(chǎng)生物流化床用于辦理

10、人工模擬印染廢水，以紫色非硫光和細(xì)菌為脫色菌，并做成固定化細(xì)胞，在床體內(nèi)加入磁粉，在溫度為2540下對(duì)活性艷紅X3B及弱酸性深藍(lán)GR廢水進(jìn)行辦理，也取得了優(yōu)異收效（脫色率大于90，CODcr去除率50左右）。試驗(yàn)結(jié)果表示，使床體在磁場(chǎng)作用下能縮短啟動(dòng)時(shí)間，而且辦理效率有較大提高。3.2復(fù)合式生物流化床將不相同種類的生物流化床組合或?qū)⑸锪骰才c其他生化辦理反應(yīng)器組合，便形成復(fù)合生物流化床。這樣可以兼顧不相同反應(yīng)器的特點(diǎn)，提高辦理收效，這種組合已經(jīng)成為生物流化床的一個(gè)新發(fā)展方向。厭氧一好氧復(fù)合式生物流化床此種生物流化床是由英國(guó)水研究中心開發(fā)的，用作有機(jī)物的去除、氨氮的硝化和脫氮，均收到良好的收效

11、。其流程如圖4所示。該法的特點(diǎn)是第1段厭氧床內(nèi)的兼性菌利用硝酸鹽中的氧作為氧源，使廢水中部分有機(jī)碳化合物氧化，所以不需要補(bǔ)充碳源，同時(shí)也減少了第2段好氧床的有機(jī)負(fù)荷，降低能耗。最終使排水中硝酸鹽的質(zhì)量濃度降至510mgL。固定床-流化床生物反應(yīng)器北京化工研究院開發(fā)了一種全混型和置換疊加的復(fù)合式生物流化床，在一個(gè)床中實(shí)現(xiàn)了流化床和固定床的串通操作，既有利防范流態(tài)化生物相及生物載體的溢出，又擁有優(yōu)異的循環(huán)特點(diǎn)。反應(yīng)器結(jié)構(gòu)如圖5所示。研究結(jié)果表示，用其辦理淀粉廢水，停留時(shí)間小于4h，最大CODcr負(fù)荷為4.2kg（m3.d），擁有辦理能力大、效率高的優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)異文檔合用標(biāo)準(zhǔn)文案好氧流化床-接觸氧化床復(fù)

12、合反應(yīng)器此種反應(yīng)器屬一體化設(shè)備，以一上部帶有活動(dòng)式過(guò)濾安全網(wǎng)的內(nèi)循環(huán)流化床為主體，流化床上部出水經(jīng)過(guò)自充氧系統(tǒng)，進(jìn)人侵沒(méi)式接觸氧化床，進(jìn)一步反應(yīng)后出水，該反應(yīng)器除擁有優(yōu)異的自充氧特點(diǎn)外，兼有流化床辦理效率高和接觸氧化濾床出水性能好的特點(diǎn)，又因氣水比低、能耗小和適應(yīng)性好等，故有優(yōu)異的應(yīng)用遠(yuǎn)景。反應(yīng)器結(jié)構(gòu)如圖6所示25。3.3厭氧甲烷發(fā)酵流化床膜反應(yīng)器該反應(yīng)器是把流化床反應(yīng)器和膜分別技術(shù)結(jié)合起來(lái)，采用固定化技術(shù)固定微生物，經(jīng)過(guò)膜分別獲取高質(zhì)量的出水，其原理如圖7所示。它擁有生物介質(zhì)分布平均、傳質(zhì)速度快的特點(diǎn)，同時(shí)又能打破化學(xué)平衡的限制，提高底物濃度，將出水質(zhì)量好和反應(yīng)效率高有效的結(jié)合起來(lái)，省去后辦

13、理裝置，特別合用于高效率菌種且受底物濃度限制大的情況。其缺點(diǎn)是操作花銷高、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的膜資料難以獲取26。優(yōu)異文檔合用標(biāo)準(zhǔn)文案3.4三重環(huán)流生物流化床該流化床由華南理工大學(xué)設(shè)計(jì)27，將內(nèi)循環(huán)管（氣升管）分為3段，使三相流體按必然分布進(jìn)行三層次的循環(huán)流動(dòng)，其設(shè)計(jì)目的為加強(qiáng)傳質(zhì)，提高混雜，降低啟動(dòng)壓力。其結(jié)構(gòu)及循環(huán)表示如圖8所示。經(jīng)流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究表示，該反應(yīng)器的氣相含率較單重環(huán)流反應(yīng)器在相同實(shí)驗(yàn)條件下高1015，氣流量增大，縮短了循環(huán)時(shí)間，使液體循環(huán)速度加快。用該流化床辦理廢水，在有毒有機(jī)物高負(fù)荷條件下運(yùn)行優(yōu)異，平均容積負(fù)荷（以CODcr計(jì)）為7.16kg（m3.d）山時(shí)，CODcr平均去除率可達(dá)79.5，芳烴類化合物去除率為91.9，對(duì)酚類去除率達(dá)94.8。4結(jié)語(yǔ)生物流化床法辦理廢水的優(yōu)越性已從各種研究及應(yīng)用實(shí)例中充分表現(xiàn)出來(lái)，它的確是一種遠(yuǎn)景廣闊值得深入研究的高效節(jié)能的廢水辦理方法。面對(duì)各種