悬浮生物填料是用具有空间结构的高分子合成材料制造,这种材料带有活性基因,在污水中具有良好的稳定性和物化性能,其空隙率为90%以上,固定微生物后的载体密度接近于水,微生物负载量大,高达18~40g/L,容积负荷可高达16kgBOD5/M3.D,比表面积可达为300~500M2/M3。由于其结构的特点,可使污水、空气和生物膜得到充分掺混接触交换,生物膜不仅能大量地在微生物载体内生长,保持良好的活性和空隙可变性,而且在运行过程中气体在流动的污水带动下,互相碰撞并被处于高度蠕动状态的微生物载体不断切割成更小的气泡,增加了氧的利用率,可减小曝气量。因此它具有切割气泡能力强、空间体积利用率大、无死区等特点,是当前微生物载体的更新换代产品。
巩义市科源净水材料厂生产的流化床填料是MBBR工艺的核心。填料的性能好坏,直接影响到挂膜的难易程度,反应器中生物量的多少,反应器处理效果的好坏。而MBBR 所使用的填料多为聚乙烯或聚丙烯塑料填料,形状似小圆柱体(直径与高约为10250 mm 不等) 。圆柱体中心有十字支撑,外侧沿不同径向伸展许多尾翅。载体密度略低于水 g/ cm3 ) , 填料比表面积大m2/ m3) 。表面易于生物膜附着生长,而且巧妙的结构设计使填料在使用时不结团、不堵塞,始终具有理想的空隙率,并具有良好的通气、过水性能。
填料不仅是微生物附着生长的载体,也是气液两相传质的介质,其不仅影响生物净化系统的净化效果,也关系整个生物处理系统的稳定性和经济性等。具体体现在影响微生物的附着性、填料床的含水率、透气性、更换频率、营养供给及使用寿命等。优质填料需要有大比表面积、高水分持留能力、高孔隙率、较低的密度以及一定的结构强度。
1. 4 参数比较
悬浮填料生物膜工艺MBBR 工艺与其他传统工艺的参数比较结果见表1。
2 影响反应器运行的主要因素
2. 1 反应器中流化床填料的材质、大小、形状、比重、数量及有效比表面积
据Odegarrd 等的研究,为了使填料能在反应器内自由运动,填料zui大填充比例应小于70 % ,zui好在67 %左右。Odegarrd 等通过对大小、形状不同的填料的对比,得出填料的有效比表面积是影响运行效果的主要因素,而填料大小、形状居次要地位。填料密度主要根据进出水方式选择,分别对上流式连续运行的反应器和下流式反应器,选用密度小于1 和大于1 的填料。
悬浮生物填料在反应池内zui大填料填充率可以达到60~70%,并可以根据不同水质水量要求进行填料量的减少或添加。
类别 |
型号 |
规格 |
φ25mm |
长度 |
10~12mm |
厚度 |
周边 0.6~0.8mm |
中间圆 |
0.4~0.5mm |
外表 |
外周边带齿,中心到外圆有三层圆,失圆率≤20%,齿深1mm |
材料 |
聚丙烯 |
由于悬浮生物填料具有高度的比表面积(可达500M2/M3),为一般固定式填料的5倍以上,COD可高达16kgBOD5/M3.D,采用此填料可以减少使用传统填料污水处理设施3/4~4/5的占地面积。悬浮生物填料材质坚固稳定,可保证使用10年以上不需更换,氧传输率高,可采用穿孔管曝气设备,无曝气设备维修的麻烦。在溶解氧充足的情况下,填料最早长的是钟虫,时间久了会有后生动物,生物链逐渐延长。生物膜里面有轮虫和线虫。污泥量并不一定会增加,但延长了泥龄,应该算是双泥龄,运行能耗会增加,硝化效果好,反硝化效果好像没有明确的数据。
工业的快速发展导致产生大量的污水,这些污水的高效处理和循环使用受到越来越多的关注。工业废水主要来自印染、炼油及石化、制药、焦化、制药等行业,废水成分复杂,相应的废水处理方法也大不相同。
随着城市化进程的加快和工农业的迅猛发展,特别是矿冶、化工、电子等工业的生产过程中,大量含铅、镉、汞、铬、砷、铜、锌、镍等重金属离子的废水未经适当处理直接排放,造成水体污染,严重威胁到人类及其他各类生物的生存,成为全球性的环境问题。
它的zui大特点是不需固定,悬浮蜂窝填料密度小,在水中呈漂浮状态,但又可以形成固定床,由于空隙的不定形,水流紊乱而使层流状态好,细小的蜂窩结构使填料容易挂膜, 但塑料表面的光滑又使生物膜在水力冲刷下易脱落,故不需要反冲洗,它的水力负荷一般为100—200M3/m2·d,有机负荷为2000—4000g/m3。
从技术上,在污水厂内叠加各种生物、化学、物理工艺,高成本实现不断提升的标准,这条路也有着转向的需求。比如通过工艺革新,进一步挖掘污水处理的资源、能源回收潜力;对于有条件的地区,污水处理厂排放口可以不作为进入收纳水体的最后关口,采取人工快渗、强化湿地等自然净化技术做补充,实现经济生态效益优化的场内外工艺组合。