生物载体的应用现状与发展(2)

2019-04-09 21:46

生物活性炭大大延长了活性炭的再生周期,而活性炭也可减轻废水中有害物质对微生物的影响,从而充分发挥微生物的生物降解作用。生物活性炭用在水处理中的主要除去对象如:三卤甲烷的前驱物质(即分子量从几百到几十万的天然着色有机物腐殖质及其类似物质)、氨基氮、臭气成分(2—甲基异冰片、“觉斯敏”及其它)、农药及界面活性剂等微量有机污染物质,以及臭氧处理形成的副产物(醛、澳、酸离子及其它)等。据报道,采用人工固定化生物活性炭处理低浓度甲醇废水,可使甲醇的去除率达93.6%~100%。为保护生物活性炭装置内良好的好氧条件,臭氧—生物活性炭法被广泛应用。在国外如德国慕尼黑多奈自来水厂、意大利的都灵市新水厂、法国巴黎市水厂、罗马市布拉契诺湖水厂以及日本的几座水厂;在国内如大庆石化总厂、前郭炼油厂、北京田村山水厂、上海周家渡水厂以及深圳梅林水厂等。

然后介绍一下海绵铁,海绵铁是由精矿粉和氧化铁磷经过研磨、磁选后高温烧结,然后冷却、冲洗、破碎,再重新磁选和筛选而得到的一种廉价的金属多孔性物质。与普通的铁屑滤料相比,它具有特殊疏松的海绵状结构,由于其具有吸附表面积大、铁溶出速率快的优点,因此用海绵铁作为生化反应器中的载体填料,一方面可以为微生物的富集生长提供充足的空间,为生化反应器中各种好氧、兼氧及厌氧微生物的协同、共生提供良好的“微环境”,保证了同步硝化、反硝化的顺利进行,从而实现了真正意义上的氮素去除;另一方面可以形成生物铁,起到化学除磷的效果。海绵铁用作生物处理载体填料可以大

大提高反应器的处理效果,特别是脱氮除磷的效果。研究表明,生活污水的处理效果与海绵铁的投加量密切相关,从碳氧化的角度讲,对于粒径 0.1%0.5mm 的海绵铁,最佳投量为 67g/L。而当海绵铁加量为 100g/L 时 TN 的去除率最高,海绵铁加量越大,除磷的效果越好。海绵铁铁离子的溶出与其粒径大小有关,实际应用中,可根据不同的水质及工艺,选择不同粒径的海绵铁填料,以达到最佳的处理效果。

常用的生物载体还有多孔陶瓷,多孔陶瓷具有制备简单、费用低、酶活性高、可再生等优点。由于多孔陶瓷材质具亲水性且表面多孔,因此其与微生物的固定结合强度较之有机和致密无机材质的载体材料高得多,是目前性能较为优越的微生物固定载体材料。王孔星等人利用多孔硅酸盐、多孔陶珠吸附混合脱色菌WD-1,可对90余种染料脱色,处理印染废水,脱色率达75%,中试平均脱色率54. 38%.张永明等人用直径约为58 mm、高120mm、方孔直径2mm ×2mm的蜂窝陶瓷作为载体,制成固定化细胞气升式内循环生物反应器(internal airlift loop bioreactor with cells immobilized onto ceramic honeycomb support,IALBR2CICHS),大大提高了反应器的混合效率,使得反应器的完全混合区提高到85%以上,走旁路的流体不到1%.此外,将有机材料与无机多孔陶瓷进行复合,制备的新型材料可达到两种材料的优势互补,提高污水处理效率。陈月芳等人将空心悬浮球的鳍状片表面打磨后用绿色环保型PVC胶粘附粒径不大于0.15mm的沸石小颗粒,制得一种新型生物沸石和悬浮球填料有机组合在一起

的填料,该填料与悬浮球填料相比,比表面积增加、易于挂膜、不易堵塞,处理城市污水厂二级出水时,去除率不小于89%。利用废料制备的低成本、高性能的多孔陶瓷滤球作为生物载体,处理污水具有诸多优势,亦是今后研究的方向。

四、主要存在的问题及发展前景

目前应用的生物反应填料作用单一,只是通过较大的比表面积和宜于生物附着的表面性质,为生物反应装置提供较高的生物量及为生物反应提供场所,但不能为生物反应装置创造良好的传质扩散条件。其主要原因在于填料的结构形式不合理,对流体的流态控制不符合多相流体力学的物系传质机理,使得多相物系之间的传质扩散效率低下。与现有的生物反应填料相比,不增加制作成本的前提下,新型的生物反应填料在提供较大的生物量的同时,依靠填料本身的空间结构形式为生物反应创造良好的传质扩散条件,提高生物反应处理工艺的效率和有机底物的利用率,缩短反应时间,减少生物反应装置的体积,节省基建投资和运行费用。解决城市污水处理出水水质特别是氮磷难于达标的问题,解决工业废水处理技术难题,并为污水回用提供技术支持,为保护我国环境资源和改善生态环境提供先进的技术保证。

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