三相內循環生物流化床處理廢水的研究
[摘 要] 以活性碳和陶瓷顆粒為載體粒子，采用快速排泥掛膜法啟動實驗，在反應器的運行過程中逐漸加大進氣量及進水量，直至出水COD濃度達到一個較低水平。分別考慮了進水COD濃度、空氣流量、廢水流量、容積負荷四個因素對COD去除率的影響。結果為：當系統運行到第13天時，COD的去除率達到了一個較大值，并趨于穩定。
[關鍵詞] 三相內循環生物流化床；快速排泥掛膜法；化學需氧量
三相內循環生物流化床工藝是以傳統三相流化床原理為基礎開發的一種新型污水處理技術。其中的流化床反應器為氣液固三相共存系統,它依靠曝氣頭中氣泡逸出的初始速度及其在升流區與降流區之間形成的密度差推動生物載體和廢水在反應器內循環流動，被生物膜包覆的載體粒子在整個裝置內較均勻地分布,與待處理的廢水充分接觸，通過生長在載體表面的生物膜來達到降解廢水中的有機及還原性等物質的目的。與傳統流化床相比，其具有載體流化性能好，氧轉移效率高，載體流失量少，放大設計容易等優點，因此其在廢水處理中有無可比擬的優勢。
文章主要研究了在不同進水COD濃度、空氣流量、廢水流量、容積負荷等條件下廢水中COD的去除效果。從而得到COD去除效果的最佳條件。
1 材料和方法
1.1 實驗裝置和流程
本反應器材料為透明有機玻璃，反應器主體由兩個同軸有機玻璃筒組成，外筒的上部筒體與下部筒體由錐度為45°的連接錐相連,反應器的上端設置有導流筒(其主要作用為防止載體粒子因氣流的作用隨出水流出)、出水口和排氣口，下端設置有進水口和氣體分布器(材料為多孔燒結陶瓷)。反應器尺寸為：內筒外徑為6 cm，外筒內徑為9 cm，壁厚均為0.5 cm，筒體主體高度為100 cm，流化床反應器有效容積約為10 L。
實驗流程如圖1所示，廢水由儲水槽經蠕動泵進入高位槽，而后高位槽中的廢水從流化床底部進入反應器，由空氣壓縮機產生的空氣亦由床體底部進入氣體分布器(曝氣頭)。三相內循環生物流化床內部的流動狀態如圖2所示，其內部分為四個區域，Ⅰ區：升流區，Ⅱ區：降流區，Ⅲ區：分離區，Ⅳ區：沉淀區。廢水和固體粒子在由曝氣頭所逸出的空氣以及升流區與降流區的密度差的作用下沿內筒上升，內筒即為升流區。在內筒頂端多余的氣體從排氣口排出，廢水和固體粒子進入外筒，此處即為分離區。進入外筒的一部分廢水和極少部分的載體粒子繼續上升，最后從出水口流出，另一部分廢水和絕大部分的固體粒子在重力和密度差的作用下向下運動，此處即為沉淀區。外筒中的廢水和載體粒子沿著外筒繼續向下運動直至到達床層底部，外筒主體區域即為降流區，就這樣完成了一次循環。
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