MBFB工藝概念
膜生物流化床工藝以生物流化床為基礎(chǔ),以粉末活性炭(Pow-dered activated carbon,簡稱PAC)為載體,結(jié)合膜生物反應(yīng)器工藝(Membrane bioreactor,簡稱MBR)的固液分離技術(shù),使反應(yīng)器集活性炭的物理吸附、微生物降解和膜的高效分離作用為一體,使水體中難以降解的小分子有機(jī)物與在曝氣條件下處于流化狀態(tài)的活性炭粉末進(jìn)行充分地傳質(zhì)、混合,被吸附、富集在活性炭表面,使活性炭表面形成局部污染物濃縮區(qū)域;粉末活性炭同時也為微生物繁殖提供了特殊的表面,其多孔的表面吸附了大量微生物菌群,特別是以目標(biāo)污染物為代謝底物的微生物菌群;同時,粉末活性碳對水體中溶解氧有很強(qiáng)的吸附能力,在高溶解氧條件下,微生物對富集在活性炭表面小分子有機(jī)物進(jìn)行氧化分解,然后利用國敖專用不銹鋼過濾分離系統(tǒng)將水和吸附了有機(jī)物的粉末活性炭等懸浮顆粒分開,通過錯流過濾,進(jìn)一步凈化污水,使其達(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)。研究表明,MBFB能有效除去微污染水體中氨氮、COD和其它難降解小分子有毒有機(jī)物等。
MBFB機(jī)理
在MBFB反應(yīng)系統(tǒng)中,粉末活性碳(PAC)由于吸附大量微生物,成為生物活性碳(BAC),使PAC不僅存在著對小分子有機(jī)污染物的吸附和富集作用,還存在著PAC對微生物的吸附和保護(hù)作用、PAC對溶解氧的吸附作用、在局部高污染物濃度和高溶解氧條件下微生物對小分子有機(jī)物的分解作用以及PAC的生物再生作用。PAC、微生物、溶解氧、污染物等要素在高強(qiáng)度流化、混合、傳質(zhì)、剪切作用下,實(shí)現(xiàn)對微污染小分子有機(jī)物的高效分解。
1、PAC對小分子有機(jī)物的吸附和富集作用PAC能富集污染物形成局部高濃度區(qū),有利于微生物生長和對微污染小分子有機(jī)物的分解作用;
2、PAC對微生物的吸附和保護(hù)作用;
3、PAC對溶解氧吸附作用,隨著活性炭顆粒直徑變小,比表面積增加,PAC對溶解氧的吸附作用越來越強(qiáng);
4、微生物對小分子有機(jī)物的分解作用,MBFB工藝通過PAC對微生物、污染物和溶解氧的吸附和富集作用;通過PAC對微生物的保護(hù)作用,使微生物能有效利用微量的有機(jī)污染物為底物,以溶解氧為電子受體,分解微污染水體中有機(jī)物,實(shí)現(xiàn)水質(zhì)深度凈化;
5、PAC的生物再生作用,活性炭表面生物膜對吸附的有機(jī)物具有氧化分解作用,可通過生物降解恢復(fù)活性炭吸附能力,實(shí)現(xiàn)PAC的生物再生,在MBFB系統(tǒng)中,高強(qiáng)度的三相傳質(zhì)、混合、紊流、剪切和活性炭顆粒之間的摩擦作用,使活性炭表面老化生物膜不斷脫落,使MBFB保持高效的吸附和生物降解功能。
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