所謂生物流化床,就是以砂、活性炭、焦炭一類的較小的惰性顆粒為載體充填在床內,因載體表面被覆著生物膜而使其質變輕,污水以一定流速從下向上流動,使載體處于流化狀態。它利用流態化的概念進行傳質或傳熱操作,是一種強化生物處理、提高微生物降解有機物能力的高效工藝。
工藝特征:
在原理上,生物流化床是通過載體表面的生物膜發揮去除作用,但從反應器形式上看,它又有別于生物轉盤、生物濾池等其他生物膜法。在生物流化床中,生物膜隨載體顆粒在水中呈懸浮態,加之反應器中同時存在有或多或少的游離生物膜和菌膠團,因此它同時具備有懸浮生長法(活性污泥法)的一些特征。從本質上講,生物流化床是一類既有固定生長法特征又有懸浮生長法特征的反應器,這使得它在微生物濃度、傳質條件、生化反應速率等方面有一些優點。
①生物量大,容積負荷高由于生物流化床是采用小粒徑固體顆粒作為載體,為微生物附棲生長提供巨大的表面積,使反應器內微生物濃度可達40~50g/L,BOD容積負荷可達3~6kg/(m3·d)甚至更高。
②微生物活性高由于生物顆粒在床內不斷相互碰撞和摩擦,其生物膜的厚度較薄,一般在0.2pm以下,且較均勻。據研究,對于同類廢水,在相同處理條件下,其生物膜的呼吸率約為活性污泥的兩倍,可見其反應速率快,微生物的活性較強。這也是生物流化床負荷較高的原因之一
③傳質效果好流態化的操作方式為反應器創造了良好的傳質條件,氣-固-液界面不斷更新,氧與基質的傳遞速率均明顯提高,有利于微生物對污染物的吸附和降解,加快生化反應速率。對于像食品、釀造這類可生化性較好的工業廢水,生化反應的速率較快,生物流化床在傳質上的優勢更能明顯體現。
④具有較強的抵抗沖擊負荷的能力,不存在污泥膨脹問題。
⑤較高的生物量和良好的傳質條件使生物流化床可以在維持相同的處理效果的同時,減小反應器容積及占地面積小,節省投資。
盡管生物流化床具有上述的諸多優點,而且近三十年來其應用范圍和規模都日益擴展,但是其普及程度始終遠不及活性污泥法、生物接觸氧化法,也不及生物濾池。最主要的一點就是流態化本身的特點,使之對設計和運轉管理技術的要求較高。因此在大多數有必要應用生物流化床的場合,除非設計者擁有相當的研究和設計經驗,否則風險較大。這也是限制生物流化床普及的主要原因。
在投資和運轉費用方面,根據國外的比較,生物流化床的投資及占地面積分別僅相當于傳統活性污泥曝氣池的70%和50%,但運轉費用卻相對較高,這主要緣于載體流化的動力消耗。為節省能量,有人傾向于使用低密度的載體,但低密度的載體使過程控制更加困難,載體極易流失,而且降低了傳質性能。
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