#废水处理生物膜法#
该工艺兴起于20世纪70年代,主要采用比重大于1,但是比较细小的惰性颗粒(砂粒、焦炭、陶粒、活性炭等)为载体,然后在反应器内采用非常高的上升流速,从而使这些载体颗粒处于完全流化的状态。
颗粒载体的表面用于生物膜的附着生长,因此反应器内部生物浓度很高,传质效率也很高,所以说该工艺作为好氧生物反应器是很高效的。
载体颗粒流化原理
载体颗粒的流化,实际上是由反应器内上升的水流所造成的。
水力的上升流速在不同的阶段也造成了载体的三种状态:
当上升流速比较小时,载体层略有松动和膨胀,但是整体处于一个固定的状态;
当上升流速达到一定程度后,载体颗粒在上升流速的带动下,就会在容器内呈流化状态;
当上升流速继续增加,就会导致载体颗粒随出水完全被带出反应器,变成了所谓的输送系统。
其中第二种状态,就是我们今天要介绍的生物流化床工艺。第三种状态则主要用于将沉淀池或沉砂池底部的砂粒排出。
生物流化床的工艺类型
根据供氧和生物膜脱除方式的不同,我们可以将生物流化床分为两相生物流化床和三相生物流化床。
两相生物流化床
在生物流化床的床体之外,增设专门的充氧和脱膜设备,在床体内部只有液体和固体两相,就是所谓的两相生物流化床。
当废水进入反应器之前,废水中的溶解氧可以达到8~9mg/L,纯氧供气时可以达到30~40mg/L的状态。
三相生物流化床
三相流化床则直接在反应器内进行充氧,在床体的内部固、液、气三相共存。由于空气的进入,会导致气体的搅动非常剧烈,载体颗粒之间摩擦剧烈,从而导致载体表层的生物膜自行脱落,因此一般无需在外部再增设充氧和脱膜装置了。
因此相对于两相生物流化床,三相生物流化床在工程上的应用越来越多。
我们再来看一下三相生物流化床的结构示意图:
床体的底部是生物流化床,上部是一个沉淀区。在床体的底部,水和气分别进入上升管,形成一个上升流,载体在上升气泡和水流的带动之下,从底部被带到床体的上部,由于上部面积较大,水力流速变小,载体则会从外部回流到床体的底部,周而复始。
床体上部的沉淀区,可以排出经过沉淀以后的出水以及剩余污泥。
最后我们再看一下实际应用中的流化床:
生物流化床的构造
生物流化床从结构上主要分为反应器、载体、布水装置、充氧装置、脱膜装置五个部分。
反应器
反应器一般呈圆柱状,高径比一般为3~4:1,结构上通常会采用内循环的三相流化床,这时候就要求升流区与降流区的截面积之比在1:1左右。
载体
在好氧生物流化床中,常用的载体主要有砂粒、无烟煤、焦炭、活性炭、陶粒以及聚苯乙烯颗粒等,他们都具有类的性能特征:
比重要略大于1;
表面要比较粗糙以便于生物挂膜;
对微生物无毒性,且不会与废水中的物质发生反应;
价格低廉,容易获取。
布水装置
对于两相生物流化床来说,均匀的布水是十分关键的。
三相流化床由于有气体的搅拌,布水装置就没那么重要了。三相流化床中通常采用高径比比较大的反应器,因此底部的布水对流化床的影响就更小了。
剩下的充氧和脱膜装置就不过多的介绍了。
生物流化床的特点
首先其生物浓度非常高,可以达到10~20gSS/L,容积负荷也可以达到7~8kgBOD5/(m·d),因此可以大大的缩短水力停留时间,从而减少占地面积,进而降低基建的费用;
与其它好氧生物工艺相比不存在污泥膨胀或填料堵塞的问题;
该工艺可以适应不同浓度范围的废水以及较大的冲击负荷;
结语
以上就是生物流化床工艺的主要内容了,该工艺最主要的问题就是它的工程设计与实际运行的经验还很不足。