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活性炭吸附-生物膜处理法

发布时间:2019-09-21 11:23浏览次数:

      活性炭吸附-生物膜处理法主要是利用活性炭能够富集有机物并选择性吸附水中的溶解氧,在适宜的条件下使活性炭表面生成好氧微生物,将活性炭的吸附作用和微生物的分解作用结合起来发挥二者的协同作用,提高水处理效果、延长使用寿命、降低使用成本。

    1.挂膜方法

      活性炭-生物膜处理法的炭床中通常装填颗粒状活性炭,在新装炭柱投入正常运行前要完成挂膜过程。挂膜方法有直接挂膜法和预涂生物挂膜法两种。

      直接挂膜法:本法是在活性炭装床后,采用直接进废水的运行方式,依靠二级生物处理出水或原废水中夹带的微生物自发地吸附、生长在炭粒表面的作用,逐渐形成生物膜。挂膜期的长短依废水水质的不同而异,温度适宜时,通常在一周内可完成该过程。

      预涂生物挂膜法:本法是用巳驯化的活性污泥浸泡活性炭,使炭粒表面吸附一层活性污泥,然后逐渐加大废水进水量,原吸附层中微生物吸附、停留在炭粒表面,其它污物随水流移出处理单元外,炭粒上有了菌种,在适宜的条件下形成生物膜。预涂法的优点是能选择较好的活性污泥,培养出菌种较好的生物膜,而且能缩短挂膜时间。


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    2.炭床运行方式

      在不同类型的炭床中,炭粒的停留形态也不同,各种运行方式的根据载体炭粒的停留状态命名。

      固定床:固定床中的炭粒处于静止状态,炭粒间的接触稳定,新床初运行时床层中的空隙度保持不变。进水方式分为上向流和下向流二种。因床层中孔隙度较小,炭层具有一定的截滤作用,所以固定床适用于悬浮物含量较小的废水。限于固定床的水力条件,炭粒表面的生物膜能在缓流中不断地生长,致使炭层中的空隙度不断减小,增大了水流阻力,发生炭床堵塞的情况。由于上述原因,固定床需要定期进行反冲洗。此外,当废水中有机物浓度过高时,膜生长过于迅速,也会发生厌气层过厚的情况,使处理效果变坏。所以说固定床的应用范围较小,管理也比较麻烦。

      流化床:流化床采用上向流进水方式,当进水流速达到某一定值时,炭层由静止向松动过渡。此后,炭层空隙度与废水流速成正比增长,炭粒重量全部由废水的流动摩擦力所承托。使炭层由静止到微膨胀的水流速度叫做临界流态化速度,流化床所需的流速。也就必须大于临界流态化速度。也有人把初始流态化的炭床叫做膨胀床,膨胀床内的炭粒处于紊动状态;当流速继续加大,整个炭层呈流体状态的炭床叫流化床。

      悬浮床:在装有炭粒的处理单元中装置搅拌器进行适当的搅拌,使炭粒经常处于悬浮状态,这种处理单元就叫做悬浮床。必要时可进行鼓风曝气并加大搅拌程度,为微生物生长提供足够的氧。悬浮床与流化床运行方式的不同点是载体炭粒停留状态不同。悬浮床处理法又叫做悬浮颗粒生物膜法,它与投料活性污泥法的不同点是后者利用炭吸附能力和微生物氧化分解能力的复合作用。投料法用的活性炭在曝气池中停留一段时期后随剩余污泥排出;而悬浮床则利用活性炭-生物膜处理的吸附,分解综合作用,活性炭在炭床内可使用很久。


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    3.曝气方法

      采用活性炭-生物膜法处理废水时,为了保证炭粒表面微生物的正常生长,必须提供足够的溶解氧。充气方法有预曝气法和直接曝气法。预曝气法一般用于固定床处理系统;直接曝气法又分为鼓风曝气和加压溶解曝气两种,适用于流化床和悬浮床处理系统。

      曝气量的多少影响到处理效果和处理费用,实际运转根据处理单元的出水中溶解氧的浓度控制曝气量,不同的废水所需的气/液比不同。

      对于活性炭-生物膜法处理系统,令人最关心的问题是活性炭的使用寿命,它直接涉及到处理费用,有的人对进一步改善处理效率,对化学氧化→活性炭-生物膜法处理系统进行了研究,科学家发现在这种系统中,臭氧氧化能提高整个处理效率,他们认为主要是臭氧氧化使有机物分子带有极性,容易被微生物降解,同时增加了微生物的活性。所以说,如果要获得长期稳定的处理效果,尽可能的延长使用寿命,就必须考虑选择合适的组合系统。

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