三相内循环生物流化床处理生活污水的研究
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摘要
三相内循环生物流化床是一种新型的污水处理工艺，它将传统的活性污泥法和生物膜法有机结合并引入化工流态化技术，具有高负荷、高效率等特点，是一种极具发展前途的污水处理工艺。本文首先研究了三相内循环生物流化床的水力学特性、载体挂膜特性、污水处理效果以及有机物降解动力学等，然后根据实验室研究结果，设计并考察了三相内循环生物流化床处理生活污水的中试效果。
试验结果表明：内筒底部距曝气板的距离Δh是设计过程中的一个重要参数，它影响了反应器模型、内循环速度和氧传递性能等方面。当反应器结构确定后，进气量是影响反应器性能的一个重要因素：进气量的大小决定了液相中的氧浓度，控制进气量可以实现控制内循环速度的目的，从而控制载体上的生物膜厚度。不同的水力停留时间对载体上生物膜的形成至关重要：HRT=4h时发现硝化菌附着在载体上，而异养碳源菌悬浮存在于反应器内；HRT=1h两种微生物都只在载体上生长。当HRT从20mins增加到60mins时，COD去除率从75％增加到93％左右；而NH_4~+-N去除率在85％～93％之间的范围内变化。
中试研究表明，三相内循环生物流化床作为厌氧沼气池后续处理工艺是可行的。
Three-Phases Inner Loop Bio-fluidized Bed is new kind of wastewater biological treatment process, which integrates traditional activated sludge wastewater treatment process with biofilm technology. It is a promising wastewater treatment process because of its high loading and efficiency. Hydraulics, the formation of biofilms, effect of wastewater treatment and the model of organic degradation were presented firstly in this paper. Then a pilot scale reactor was designed according to the results in the lab to treat domestic wastewater.
The experimental results showed that the distance between inner tube and bottom of the reactor(Ah)was an important parameter, which affected the model of reactor, inner circle velocity and oxygen transfer efficiency. Volumetric gas rate was another parameter except the factors of reactor's structure, which impacted on the oxygen concentration in the bulk water and inner circle velocity. The effect of Hydraulic Retention Time(HRT) on the formation of biofilms was obvious, low HRT benefited the formation of biofilms. Autotrophic nitrifying organisms were developed on the surface of the carriers, while heterotrophic microorganisms were suspended in the reactor when HRT was equal to 4h; whereas both microorganisms grew on the carriers when HRT was equal to 1h. COD and NH/-N removal rate changed from 75% to 93% and 85% to 93% respectively when HRT increased from 20mins to
60mins. The pilot scale experiment showed that it was acceptable for Three-Phases Inner Loop Bio-fluidized Bed Process as the following treatment step of anaerobic biogas digester.
试验结果表明：内筒底部距曝气板的距离Δh是设计过程中的一个重要参数，它影响了反应器模型、内循环速度和氧传递性能等方面。当反应器结构确定后，进气量是影响反应器性能的一个重要因素：进气量的大小决定了液相中的氧浓度，控制进气量可以实现控制内循环速度的目的，从而控制载体上的生物膜厚度。不同的水力停留时间对载体上生物膜的形成至关重要：HRT=4h时发现硝化菌附着在载体上，而异养碳源菌悬浮存在于反应器内；HRT=1h两种微生物都只在载体上生长。当HRT从20mins增加到60mins时，COD去除率从75％增加到93％左右；而NH_4~+-N去除率在85％～93％之间的范围内变化。
中试研究表明，三相内循环生物流化床作为厌氧沼气池后续处理工艺是可行的。
Three-Phases Inner Loop Bio-fluidized Bed is new kind of wastewater biological treatment process, which integrates traditional activated sludge wastewater treatment process with biofilm technology. It is a promising wastewater treatment process because of its high loading and efficiency. Hydraulics, the formation of biofilms, effect of wastewater treatment and the model of organic degradation were presented firstly in this paper. Then a pilot scale reactor was designed according to the results in the lab to treat domestic wastewater.
The experimental results showed that the distance between inner tube and bottom of the reactor(Ah)was an important parameter, which affected the model of reactor, inner circle velocity and oxygen transfer efficiency. Volumetric gas rate was another parameter except the factors of reactor's structure, which impacted on the oxygen concentration in the bulk water and inner circle velocity. The effect of Hydraulic Retention Time(HRT) on the formation of biofilms was obvious, low HRT benefited the formation of biofilms. Autotrophic nitrifying organisms were developed on the surface of the carriers, while heterotrophic microorganisms were suspended in the reactor when HRT was equal to 4h; whereas both microorganisms grew on the carriers when HRT was equal to 1h. COD and NH/-N removal rate changed from 75% to 93% and 85% to 93% respectively when HRT increased from 20mins to
60mins. The pilot scale experiment showed that it was acceptable for Three-Phases Inner Loop Bio-fluidized Bed Process as the following treatment step of anaerobic biogas digester.
引文
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4 吴宗文．生物流化床处理污水技术．河北煤炭建筑工程学院学报，1994，(1)：66～72
5 孙寿家，王军．内套管式生物流化床氧的气液传质特性．哈尔滨工业大学学报，1992，24(3)：43～48
6 邢国平，顾平，朱文亭．循环载体生物过滤技术的研究．中国给水排水，1997，13(5)：9～11
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21 郑礼胜．内循环三相生物流化床处理生活污水．中国环境科学，1999，19(1)：51～55
22 周平．内循环生物流化床处理石化废水的中试研究．环境科学，1997，18(1)：26～29
23 周平等．内循环生物流化床处理丙烯酸废水的实验．环境科学，1994，16(1)：58～61．
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