處理垃圾滲濾液中幾種新型流化床反應(yīng)器

　　好氧流化床膜反應(yīng)器

　　好氧流化床膜反應(yīng)器把流化床反應(yīng)器和膜分離技術(shù)結(jié)合起來(lái)，采用固定化技術(shù)固定微生物，通過(guò)膜分離得到高質(zhì)量的出水，提高底物在反應(yīng)器中的濃度。它具有流化床生物介質(zhì)分布均勻、傳質(zhì)傳熱速率快的特點(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)器效率高有效地結(jié)合起來(lái)，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(diǎn)是操作費(fèi)用高、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的膜材料難以獲得。日本于1990年開(kāi)始該項(xiàng)研究，但尚未見(jiàn)應(yīng)用報(bào)道。

　　A-b型三相流化床反應(yīng)器

　　我國(guó)東方冷卻塔水處理技術(shù)中心開(kāi)發(fā)了一種與Hy-F1。工藝迥異的工藝克服了Hy-Flo對(duì)布?xì)獠妓蟾?、放大效?yīng)大的缺點(diǎn)，適宜大規(guī)模應(yīng)用，并申請(qǐng)了4項(xiàng)專利。該工藝采用A-b型流化床，其特點(diǎn)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(duì)布水、布?xì)鉄o(wú)嚴(yán)格要求，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)管理方便，污泥量少，占地面積小，基建投資省，但仍需進(jìn)行后處理，且由于氣液固并行向下，氣泡浮升與液體流動(dòng)作用方向相反，故平均體積傳質(zhì)系數(shù)未能達(dá)到最佳效果，但隨著液速增大，液體推動(dòng)力占主導(dǎo)作用，同時(shí)氣一液在膜嘴口上的混合較充分，故大液速時(shí)平均體積傳質(zhì)系數(shù)較高，是一種有發(fā)展前途的反應(yīng)器。

　　組合式流化床反應(yīng)器

　　垃圾滲濾液處理技術(shù)將不同型式的生物流化床組合或?qū)⑸锪骰才c其它生化處理反應(yīng)器組合，形成復(fù)合式流化床反應(yīng)器，可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，進(jìn)一步提高凈化效果。

　　復(fù)合式生物流化床由于具有較好的循環(huán)特性，正日益受到重視，但因其屬于全混型反應(yīng)器，對(duì)一些較難降解的有機(jī)物去除效率低。為了解決這一問(wèn)題，北京化工研究院開(kāi)發(fā)了一種全混型和置換型疊加的復(fù)合生物流化床反應(yīng)器。它在一個(gè)床中實(shí)現(xiàn)了流化床和固定床的串連操作(即半流化操作)。研究結(jié)果表明，用于處理淀粉廢水，停留時(shí)間小于4h，最大COD負(fù)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(diǎn)

　　與傳統(tǒng)的活性污泥法、生物膜法相比，三相循環(huán)生物流化床生物處理

　　工藝具有顯著的優(yōu)勢(shì)：

　　(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(shí)現(xiàn)了流態(tài)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

　　(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(zhǎng)而且復(fù)雜。與傳統(tǒng)的活性污泥系統(tǒng)(3-5gMLSS/L)相比，生物流化床的生物量總固體濃度可達(dá)15-40 g/L，該種高生物量可以減小水力停留時(shí)間。

　　表1-2幾種生物膜法的負(fù)荷

　　(3) 生物流化床具有很高的容積負(fù)荷率和污泥負(fù)荷率值。由表1-1和 表1-2的數(shù)據(jù)可以看出，生物流化床的容積負(fù)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(jìn)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(fù)荷能力強(qiáng)。由于生物流化床的生物膜濃度高、傳質(zhì)性能優(yōu)越、流態(tài)均勻，廢水一進(jìn)入反應(yīng)器就立即被混合和稀釋。這種混合稀釋作用對(duì)突然增加負(fù)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(yùn)行機(jī)理

　　實(shí)驗(yàn)研究表明好氧生物流化床具有在高進(jìn)水負(fù)荷下出水穩(wěn)定的特點(diǎn)，污染物的去除量和去除率均隨進(jìn)水濃度的提高而增加。隨著進(jìn)水濃度的增加，除引起生物濃度、生物膜厚在一定范圍內(nèi)增大外，同時(shí)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(nèi)物質(zhì)宏觀遷移的主要形式。在流化床斷面上客觀存在內(nèi)外兩個(gè)流向相反的流區(qū)，中心為上升區(qū)，水、氣及載體在此范圍內(nèi)上升;外部為下進(jìn)區(qū)，生物載體及部分處理水在此范圍下降，加之氣泡的攪動(dòng)，各相物質(zhì)橫向混摻，因此，在局部范圍內(nèi)又表現(xiàn)為完全混合的流態(tài)特征。由于這種局部完全混合的流態(tài)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(zhì)速度，獲得高的處理速度與去除率。

　　在活性炭掛膜處理系統(tǒng)運(yùn)行操作情況下，人們假設(shè)活性炭通過(guò)去除有毒物質(zhì)或抑制劑而保護(hù)生物有機(jī)體，吸附能使化合物在流化床的停留時(shí)間要比水力停留時(shí)間長(zhǎng)。因此，在充足的時(shí)間里，有機(jī)體能適應(yīng)新環(huán)境，并在某些情況下能降解這些潛在的有毒物質(zhì)。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(rèn)為生物活性炭體系比起未帶吸附顆粒的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，更適應(yīng)進(jìn)料濃度的變化隨著進(jìn)料濃度達(dá)到頂峰，過(guò)量的物質(zhì)被吸附，然后亦達(dá)到頂峰，基質(zhì)將被解吸和進(jìn)行生物降解。人們認(rèn)為生物流化床因此有利于生物再生活性炭。