皙全純水設備專家解析生物膜技術的工藝特點、原理及優勢
【蘭州純水設備http://www.bc-shanghai.cn】生物膜法是污水生物處理的主要技術之一。隨著污水處理技術幾十年的不斷研究和進步，目前污水處理中使用的生物膜反應器種類繁多。下面簡要介紹了一些常用的生物膜廢水處理工藝。工業純水設備
顆粒生物膜反應器
1.1上流污泥床(USB)
上流污泥床(USB)是1970年代晚期荷蘭萊廷加開發的另一個新的顆粒狀生物膜反應器。主要用于厭氧生物處理系統，即UASB。主要由配水系統、污泥床、三相分離器等組成。反應過程中產生的氣體充分混合污泥和污水，三相分離器分離顆粒污泥、氣體和污水。污泥保存在反應器中，氣體和處理過的廢水從反應器中排放出來。
1.2污泥膨脹床(EGSB)
20世紀80年代以后，出現了新的顆粒污泥反應器，其中最具代表性的是污泥膨脹床(EGSB)和內循環反應器(Ic)。EGSB的結構與USB相似，但其高徑比較大，上升速度較快，顆粒污泥處于膨脹狀態。
1.3氣體提取生物膜反應器(BAS)
這兩種類型在以往的污水處理中得到了廣泛的應用。隨著技術的進步和進步，新型顆粒生物膜反應器在20世紀80年代末被開發并應用于工業。與以往的顆粒生物膜反應器不同，混合方法是將污泥和污水與外部氣體混合純水設備。這是一種完全混合的方法，稱為氣體萃取生物膜反應器(BAS)。主要由上升帶、下降區和污泥沉降區組成。根據不同的氣源，可分為好氧型和厭氧型。其中好氧型氣源為空氣，厭氧型氣源一般為惰性氣體或循環空氣。由于它既可用于好氧處理系統，又可用于厭氧處理系統，具有廣泛的應用前景。
2。氫旋轉傳質填料生物膜反應器
2.1常規包裝主要缺陷:
包裝是生物反應器的重要組成部分，但目前在應用中使用的填料只起一個作用。它們只作為生物的載體，提供了反應的場所，為生物反應器提供了高的微生物量，但不能為生物反應創造良好的傳質和擴散條件。工業純水設備由于不合理的結構形式,現有的生物反應填料混合流規則,所述的流量控制在生物反應過程中不符合多相流體力學系統的傳質機理,多相系統,在生物細胞和有機基質之間的傳質擴散效率不高,導致底物的生物利用率低,生物響應時間很長,能耗大，效率低的現象出現。
SCMT(自圓傳質)自旋傳質生物材料載體填料是為了在反應器的形狀、結構等方面創造和滿足理想的傳質條件而開發的。
2.2SCMT的特點及優勢：
(1)SCMT型自旋傳質填料與常規聚丙烯階梯環填料相比，具有相近的技術參數，但卻能夠在保持出水水質的前提下，有效地減少反應時間和降低能耗，通過對對比試驗數據的分析認為，其原因在于SCMT型自旋傳質填料能夠在反應器內創造更為理想的傳質條件，提高傳質速率，從而減少反應時間，并降低能耗。
(2)SCMT型自旋傳質填料在氣流作用下的無規則旋轉，提高了整個反應器內的水流、氣流的紊流程度。SCMT型自旋傳質填料可將水中的氣泡剪切成更加微小的氣泡，增大了傳質接觸表面，使物相接觸表面不斷更新，并減小傳質接觸表面的氣膜、液膜厚度，從而提高了傳質速度。
(3)使用SCMT型自旋傳質填料生物反應器處理城市污水，可以在停留時間為1h，氣水比為4：1的情況下純水設備，出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)》中規定的二級標準。
3活性污泥一生物膜一體化反應器：
活性污泥一生物膜復合一體化反應器的設計是基于傳統的A／O工藝。反應器為同心圓結構，由內到外依次分為厭氧區、曝氣區和沉淀區，其結構及水力運作形式如圖1-3所示。
該反應器的主要特點是：
(1)反應區和沉淀區在立體空間上的巧妙結合實現了結構的一體化。結構一體化是針對傳統污水處理方法通常是由多個單元操作組成的復雜工藝程的弊端而提出和發展起來的。傳統的污水處理工藝各處理單元分設，工業純水設備必然增加基建投資、污水污泥回流管路設備投資以及占地面積，而結構一體化裝置具有工藝簡捷、結構緊湊、占地少、管理簡便、投資省等優點。
(2)反應器厭氧區采用活性污泥法，曝氣區內安裝填料，將活性污泥工藝和生物膜工藝有機地融合在同一反應器內來穩定和強化處理效果，實現了兩種常規生物處理工藝的一體化。厭氧區采用活性污泥法純水設備，便于對泥齡進行控制，有利于除磷菌的生長繁殖。
(3)混合液回流和污泥回流合并為一個系統，節省了一套回流設施，可降低基建投資和運行費用，同時參與回流的污泥均經歷了完整的厭氧、好氧過程，具有一種"群體效應"，有利于生物除磷。
4無泡曝氣膜生物反應器
4.1工藝原理：
無泡曝氣生物反應器(MembraneAerationBioiflmReactor)，簡稱為MABR，由中空纖維膜填料部分和水流部分組成。生物膜所需要的氧氣是通過纖維束填料供給的，中空纖維膜不僅起著供氧作用，同時又是固著生物膜的載體。圖4為無泡曝氣膜生物反應器處理污水原理圖。即，純氧或空氣通過中空纖維膜的微孔為生物膜進行無泡曝氣，在中空纖維膜的外側形成的生物膜與污水充分接觸，污水中所含的有機物被生物膜吸附和氧化分解，從而使污水得到凈化。
4.2無泡曝氣的特點：
與常規曝氣相比，采用中空纖維膜進行無泡曝氣具有如下優點：
①由于曝氣不產生氣泡，氧直接以分子狀態擴散進入生物膜，幾乎百分之百地被吸收，傳質效率可高達100％，因此溶解氧不再是限制微生物生長的決定因素。
②由于生物膜生長在中空纖維膜的外表面，所以在供氧過程中，生物膜不會受到氣體摩擦，不易脫落。
③氧在傳遞到生物膜的過程中不經過液相邊界層，因此，傳質阻力比常規曝氣法小得多，能耗大大降低。根據PierreCote等的實驗，單位處理水量的能耗可比常規生物膜法減少30％左右。
④曝氣過程不產生氣泡，避免了傳統曝氣時污水中易揮發性物質如甲苯、苯酚隨氣泡進入大氣而對環境造成的污染：同時不會由于表面活性劑的存在而產生泡沫。
⑤曝氣過程中氣液兩相分離，溶液的混合與供氧互不干擾，因此可以各自獨立設計，反應器的形式更加靈活多變。
⑥中空纖維膜的比表面積可高達50l8m2/m3，為氧的傳遞和生物膜的生長提供了巨大的表面積，有利于反應器向小型化發展。
⑦MABR反應器中氣液兩相分離，氣體壓力不受容器內混合狀態的影響。因此，可以通過調節氣體壓力的辦法來控制氧的供應。對于一般廢水通過供氧控制，在保證生物膜生長需氧的同時工業純水設備，可以避免因過量曝氣而使污水中DO濃度過高，大幅度降低運行費用。對于含氮廢水，通過供氧控制只使靠近纖維膜的內層生物膜獲得氧，從而達到同時硝化、反硝化和COD去除的效果Timberlak指出此時的生物膜結構如圖5。更多環保純水處理設備資訊請關注皙全蘭州水處理設備網。
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