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純水設(shè)備

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GMP純化水設(shè)備

純水設(shè)備專家解析生物膜技術(shù)的工藝特點(diǎn)、原理及優(yōu)勢

2019-07-31 12:08:14

水設(shè)http://www.shufula.cn生物膜法是污水生物處理的主要技術(shù)之一。隨著污水處理技術(shù)幾十年的不斷研究和進(jìn)步,目前污水處理中使用的生物膜反應(yīng)器種類繁多。下面簡要介紹了一些常用的生物膜廢水處理工藝。工業(yè)純水設(shè)備

顆粒生物膜反應(yīng)器

1.1上流污泥床(USB)

    上流污泥床(USB)1970年代晚期荷蘭萊廷加開發(fā)的另一個(gè)新的顆粒狀生物膜反應(yīng)器。主要用于厭氧生物處理系統(tǒng),即UASB。主要由配水系統(tǒng)、污泥床、三相分離器等組成。反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣體充分混合污泥和污水,三相分離器分離顆粒污泥、氣體和污水。污泥保存在反應(yīng)器中純化水設(shè)備,氣體和處理過的廢水從反應(yīng)器中排放出來。

1.2污泥膨脹床(EGSB)

    20世紀(jì)80年代以后,出現(xiàn)了新的顆粒污泥反應(yīng)器,其中最具代表性的是污泥膨脹床(EGSB)和內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(Ic)。EGSB的結(jié)構(gòu)與USB相似,但其高徑比較大,上升速度較快,顆粒污泥處于膨脹狀態(tài)。

1.3氣體提取生物膜反應(yīng)器(BAS)

    這兩種類型在以往的污水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著技術(shù)的進(jìn)步和進(jìn)步,新型顆粒生物膜反應(yīng)器在20世紀(jì)80年代末被開發(fā)并應(yīng)用于工業(yè)。與以往的顆粒生物膜反應(yīng)器不同,混合方法是將污泥和污水與外部氣體混合純水設(shè)備。這是一種完全混合的方法,稱為氣體萃取生物膜反應(yīng)器(BAS)。主要由上升帶、下降區(qū)和污泥沉降區(qū)組成。根據(jù)不同的氣源,可分為好氧型和厭氧型。其中好氧型氣源為空氣,厭氧型氣源一般為惰性氣體或循環(huán)空氣。由于它既可用于好氧處理系統(tǒng),又可用于厭氧處理系統(tǒng),具有廣泛的應(yīng)用前景。

2。氫旋轉(zhuǎn)傳質(zhì)填料生物膜反應(yīng)器

2.1常規(guī)包裝主要缺陷:

    包裝是生物反應(yīng)器的重要組成部分,但目前在應(yīng)用中使用的填料只起一個(gè)作用。它們只作為生物的載體,提供了反應(yīng)的場所,為生物反應(yīng)器提供了高的微生物量,但不能為生物反應(yīng)創(chuàng)造良好的傳質(zhì)和擴(kuò)散條件。工業(yè)純水設(shè)備由于不合理的結(jié)構(gòu)形式,現(xiàn)有的生物反應(yīng)填料混合流規(guī)則,所述的流量控制在生物反應(yīng)過程中不符合多相流體力學(xué)系統(tǒng)的傳質(zhì)機(jī)理,多相系統(tǒng),在生物細(xì)胞和有機(jī)基質(zhì)之間的傳質(zhì)擴(kuò)散效率不高,導(dǎo)致底物的生物利用率低,生物響應(yīng)時(shí)間很長,能耗大,效率低的現(xiàn)象出現(xiàn)。

    SCMT(自圓傳質(zhì))自旋傳質(zhì)生物材料載體填料是為了在反應(yīng)器的形狀、結(jié)構(gòu)等方面創(chuàng)造和滿足理想的傳質(zhì)條件而開發(fā)的。

    2.2SCMT的特點(diǎn)及優(yōu)勢:

    (1)SCMT型自旋傳質(zhì)填料與常規(guī)聚丙烯階梯環(huán)填料相比,具有相近的技術(shù)參數(shù),但卻能夠在保持出水水質(zhì)的前提下,有效地減少反應(yīng)時(shí)間和降低能耗,通過對對比試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析認(rèn)為,其原因在于SCMT型自旋傳質(zhì)填料能夠在反應(yīng)器內(nèi)創(chuàng)造更為理想的傳質(zhì)條件,提高傳質(zhì)速率,從而減少反應(yīng)時(shí)間,并降低能耗。

    (2)SCMT型自旋傳質(zhì)填料在氣流作用下的無規(guī)則旋轉(zhuǎn),提高了整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)的水流、氣流的紊流程度。SCMT型自旋傳質(zhì)填料可將水中的氣泡剪切成更加微小的氣泡,增大了傳質(zhì)接觸表面,使物相接觸表面不斷更新,并減小傳質(zhì)接觸表面的氣膜、液膜厚度,從而提高了傳質(zhì)速度。

    (3)使用SCMT型自旋傳質(zhì)填料生物反應(yīng)器處理城市污水,可以在停留時(shí)間為1h,氣水比為41的情況下純水設(shè)備,出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)》中規(guī)定的二級標(biāo)準(zhǔn)。

    3活性污泥一生物膜一體化反應(yīng)器:

 

    活性污泥一生物膜復(fù)合一體化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)是基于傳統(tǒng)的AO工藝。反應(yīng)器為同心圓結(jié)構(gòu),由內(nèi)到外依次分為厭氧區(qū)、曝氣區(qū)和沉淀區(qū),其結(jié)構(gòu)及水力運(yùn)作形式如圖1-3所示。

    該反應(yīng)器的主要特點(diǎn)是:

    (1)反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)在立體空間上的巧妙結(jié)合實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的一體化。結(jié)構(gòu)一體化是針對傳統(tǒng)污水處理方法通常是由多個(gè)單元操作組成的復(fù)雜工藝程的弊端而提出和發(fā)展起來的純化水設(shè)備。傳統(tǒng)的污水處理工藝各處理單元分設(shè),工業(yè)純水設(shè)備必然增加基建投資、污水污泥回流管路設(shè)備投資以及占地面積,而結(jié)構(gòu)一體化裝置具有工藝簡捷、結(jié)構(gòu)緊湊、占地少、管理簡便、投資省等優(yōu)點(diǎn)。

    (2)反應(yīng)器厭氧區(qū)采用活性污泥法,曝氣區(qū)內(nèi)安裝填料,將活性污泥工藝和生物膜工藝有機(jī)地融合在同一反應(yīng)器內(nèi)來穩(wěn)定和強(qiáng)化處理效果,實(shí)現(xiàn)了兩種常規(guī)生物處理工藝的一體化。厭氧區(qū)采用活性污泥法純水設(shè)備,便于對泥齡進(jìn)行控制,有利于除磷菌的生長繁殖。

    (3)混合液回流和污泥回流合并為一個(gè)系統(tǒng),節(jié)省了一套回流設(shè)施,可降低基建投資和運(yùn)行費(fèi)用,同時(shí)參與回流的污泥均經(jīng)歷了完整的厭氧、好氧過程,具有一種"群體效應(yīng)",有利于生物除磷。

    4無泡曝氣膜生物反應(yīng)器

    4.1工藝原理:

    無泡曝氣生物反應(yīng)器(MembraneAerationBioiflmReactor),簡稱為MABR,由中空纖維膜填料部分和水流部分組成。生物膜所需要的氧氣是通過纖維束填料供給的,中空纖維膜不僅起著供氧作用,同時(shí)又是固著生物膜的載體。圖4為無泡曝氣膜生物反應(yīng)器處理污水原理圖。即,純氧或空氣通過中空纖維膜的微孔為生物膜進(jìn)行無泡曝氣,在中空纖維膜的外側(cè)形成的生物膜與污水充分接觸,污水中所含的有機(jī)物被生物膜吸附和氧化分解,從而使污水得到凈化。

    4.2無泡曝氣的特點(diǎn):

    與常規(guī)曝氣相比,采用中空纖維膜進(jìn)行無泡曝氣具有如下優(yōu)點(diǎn):

    ①由于曝氣不產(chǎn)生氣泡,氧直接以分子狀態(tài)擴(kuò)散進(jìn)入生物膜,幾乎百分之百地被吸收,傳質(zhì)效率可高達(dá)100%,因此溶解氧不再是限制微生物生長的決定因素。

    ②由于生物膜生長在中空纖維膜的外表面,所以在供氧過程中,生物膜不會(huì)受到氣體摩擦,不易脫落。

    ③氧在傳遞到生物膜的過程中不經(jīng)過液相邊界層,因此,傳質(zhì)阻力比常規(guī)曝氣法小得多,能耗大大降低。根據(jù)PierreCote等的實(shí)驗(yàn),單位處理水量的能耗可比常規(guī)生物膜法減少30%左右。

 

    ④曝氣過程不產(chǎn)生氣泡,避免了傳統(tǒng)曝氣時(shí)污水中易揮發(fā)性物質(zhì)如甲苯、苯酚隨氣泡進(jìn)入大氣而對環(huán)境造成的污染:同時(shí)不會(huì)由于表面活性劑的存在而產(chǎn)生泡沫。

    ⑤曝氣過程中氣液兩相分離,溶液的混合與供氧互不干擾,因此可以各自獨(dú)立設(shè)計(jì),反應(yīng)器的形式更加靈活多變。

    ⑥中空纖維膜的比表面積可高達(dá)50l8m2/m3,為氧的傳遞和生物膜的生長提供了巨大的表面積,有利于反應(yīng)器向小型化發(fā)展。

    MABR反應(yīng)器中氣液兩相分離,氣體壓力不受容器內(nèi)混合狀態(tài)的影響。因此,可以通過調(diào)節(jié)氣體壓力的辦法來控制氧的供應(yīng)。對于一般廢水通過供氧控制,在保證生物膜生長需氧的同時(shí)工業(yè)純水設(shè)備,可以避免因過量曝氣而使污水中DO濃度過高,大幅度降低運(yùn)行費(fèi)用。對于含氮廢水,通過供氧控制只使靠近纖維膜的內(nèi)層生物膜獲得氧,從而達(dá)到同時(shí)硝化、反硝化和COD去除的效果Timberlak指出此時(shí)的生物膜結(jié)構(gòu)。水處理設(shè)備  去離子水設(shè)備


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