概述

本(ben)項(xiang)技(ji)(ji)術(shu)由兩個關鍵技(ji)(ji)術(shu)構(gou)成(cheng)：一是(shi)針(zhen)對中低有(you)機(ji)物濃度有(you)機(ji)廢(fei)(fei)水的(de)移動床生物反(fan)應器廢(fei)(fei)水處理(li)(li)工(gong)(gong)藝(yi)技(ji)(ji)術(shu)。該技(ji)(ji)術(shu)適(shi)用于(yu)COD小于(yu)1000mg/L的(de)廢(fei)(fei)水，具(ju)有(you)高效(xiao)硝化和(he)反(fan)硝化效(xiao)果，特別適(shi)用于(yu)廢(fei)(fei)水處理(li)(li)裝(zhuang)置(zhi)的(de)提標升(sheng)級改造；二是(shi)針(zhen)對中高濃度工(gong)(gong)業有(you)機(ji)廢(fei)(fei)水的(de)的(de)垂(chui)直折流(liu)多功(gong)能生物反(fan)應器廢(fei)(fei)水處理(li)(li)技(ji)(ji)術(shu)。該技(ji)(ji)術(shu)具(ju)有(you)高的(de)氧(yang)利(li)用效(xiao)率(lv)和(he)高的(de)容積(ji)負荷(he)，適(shi)用于(yu)COD大于(yu)1000mg/L的(de)工(gong)(gong)業廢(fei)(fei)水的(de)處理(li)(li)。與傳統(tong)處理(li)(li)工(gong)(gong)藝(yi)相比，兩種技(ji)(ji)術(shu)對廢(fei)(fei)水處理(li)(li)表現出高效(xiao)低耗的(de)特點。

一、移動床生物膜廢水(shui)處(chu)理技(ji)術（MBBR）

（1）MBBR技術思(si)路

有機廢水(shui)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物技(ji)術(shu)有兩種方(fang)法(fa)(fa)，一是活(huo)性(xing)污泥(ni)(ni)(ni)法(fa)(fa)，二是生(sheng)(sheng)(sheng)物膜(mo)(mo)法(fa)(fa)。活(huo)性(xing)污泥(ni)(ni)(ni)法(fa)(fa)屬(shu)于(yu)懸浮生(sheng)(sheng)(sheng)物處理(li)系統，其(qi)優點(dian)(dian)是曝(pu)氣(qi)池內微生(sheng)(sheng)(sheng)物、各環境要素分(fen)布(bu)(bu)均(jun)勻，傳(chuan)質(zhi)(zhi)效(xiao)率(lv)較(jiao)高(gao)(gao)，而(er)(er)且投(tou)資省。但是，該工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要問(wen)題是：首先，排泥(ni)(ni)(ni)量大(da)，泥(ni)(ni)(ni)齡較(jiao)短(duan)，不(bu)(bu)能滿足高(gao)(gao)效(xiao)硝(xiao)(xiao)化(hua)的(de)(de)(de)(de)要求，進而(er)(er)不(bu)(bu)能實現高(gao)(gao)效(xiao)脫氮(dan)；其(qi)次，容積負荷低(di)(di)，造成處理(li)效(xiao)率(lv)低(di)(di)和占地(di)面積大(da)；第(di)三，容易誘發絲狀(zhuang)菌膨脹等(deng)(deng)。生(sheng)(sheng)(sheng)物膜(mo)(mo)法(fa)(fa)屬(shu)于(yu)生(sheng)(sheng)(sheng)物附著污水(shui)處理(li)系統，其(qi)利用生(sheng)(sheng)(sheng)物填(tian)料(liao)來固定微生(sheng)(sheng)(sheng)物。與活(huo)性(xing)污泥(ni)(ni)(ni)技(ji)術(shu)相(xiang)比，生(sheng)(sheng)(sheng)物膜(mo)(mo)法(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要優點(dian)(dian)有：較(jiao)長的(de)(de)(de)(de)污泥(ni)(ni)(ni)齡，適于(yu)世代周期較(jiao)長的(de)(de)(de)(de)硝(xiao)(xiao)化(hua)菌的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)長；溶(rong)解氧在生(sheng)(sheng)(sheng)物膜(mo)(mo)上的(de)(de)(de)(de)梯度(du)分(fen)布(bu)(bu)，為不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)微生(sheng)(sheng)(sheng)物生(sheng)(sheng)(sheng)態結構和代謝提(ti)供(gong)了條件(jian)；污水(shui)處理(li)效(xiao)率(lv)高(gao)(gao)、占地(di)面積相(xiang)對較(jiao)小、抗沖擊性(xing)強等(deng)(deng)，因此(ci)，適合(he)處理(li)工(gong)業廢水(shui)。但是，生(sheng)(sheng)(sheng)物膜(mo)(mo)法(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要缺點(dian)(dian)是微生(sheng)(sheng)(sheng)物與各類底物之間(jian)的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)質(zhi)(zhi)效(xiao)率(lv)較(jiao)低(di)(di)，表現為：（1）生(sheng)(sheng)(sheng)物填(tian)料(liao)容易在曝(pu)氣(qi)池內形成擁堵、結團或(huo)溝流，傳(chuan)質(zhi)(zhi)不(bu)(bu)均(jun)勻，直(zhi)接(jie)降低(di)(di)生(sheng)(sheng)(sheng)物膜(mo)(mo)法(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)；（2）反應(ying)器(qi)內氣(qi)液接(jie)觸(chu)時間(jian)短(duan)，氧的(de)(de)(de)(de)利用率(lv)低(di)(di)。

MBBR是將(jiang)(jiang)活(huo)性(xing)污(wu)泥法(fa)與生物膜(mo)(mo)技(ji)術(shu)耦合形成的新工(gong)(gong)藝(yi)，是將(jiang)(jiang)生物膜(mo)(mo)技(ji)術(shu)以(yi)活(huo)性(xing)污(wu)泥的方式運行的廢水處理(li)工(gong)(gong)藝(yi)。該技(ji)術(shu)在(zai)發(fa)揮了(le)活(huo)性(xing)污(wu)泥法(fa)的高傳質效率(lv)和生物膜(mo)(mo)法(fa)的高硝(xiao)化效率(lv)的同時，有效克服了(le)兩(liang)者存(cun)在(zai)的問題。成為新興(xing)的廢水處理(li)工(gong)(gong)藝(yi)。

（2）技術原理

MBBR工(gong)藝特征是在生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)曝氣池中填入可(ke)移動的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)載(zai)體(ti)。微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)在載(zai)體(ti)上掛膜和沉(chen)積，形成(cheng)(cheng)懸浮微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)、掛膜微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)和載(zai)體(ti)構架內沉(chen)積的(de)微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)等不同狀態的(de)微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)，構成(cheng)(cheng)脫碳(tan)、硝(xiao)化、反硝(xiao)化微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)態結構，完成(cheng)(cheng)COD凈化、氨(an)的(de)轉(zhuan)化和脫氮等功(gong)能。同時(shi)，由(you)于(yu)掛膜微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)保持了長的(de)泥齡（SRT），對難降解性有機物(wu)表現(xian)出良好的(de)分解能力。

（3）技術特點

MBBR具有如下技(ji)術特(te)點：

① MBBR載體(ti)采用PE或PP經適當(dang)配方改性(xing)制成(cheng)，具有(you)良好的(de)親(qin)水(shui)性(xing)，密(mi)度接近1g/cm3,保證了載體(ti)具有(you)很(hen)好的(de)掛膜能力和(he)在水(shui)中良好的(de)移動性(xing)。而且，特殊的(de)結構(gou)設計使各種功能微生物形成(cheng)良好的(de)生態(tai)分布和(he)較高的(de)生物量，實現(xian)高效(xiao)的(de)COD凈化、氨(an)的(de)轉化和(he)脫氮等。處(chu)理水(shui)符合國家排放標準一級A。

②在生物(wu)曝氣池中(zhong)移動的載(zai)體對氣泡有切(qie)割作用(yong)。切(qie)割的氣泡有利于提高氧在水中(zhong)的溶解。氧的利用(yong)效率(lv)比(bi)活性(xing)污泥法提高15%-20%，從而降低運(yun)行費用(yong)。

③產(chan)生(sheng)的(de)剩余(yu)污泥量(liang)很少。產(chan)生(sheng)的(de)剩余(yu)污泥量(liang)為(wei)傳(chuan)統活性污泥法的(de)10%-50%。

④具有(you)靈活的工(gong)藝運(yun)行(xing)方(fang)(fang)式(shi)。可以推流式(shi)、序批式(shi)等方(fang)(fang)式(shi)運(yun)行(xing)。并方(fang)(fang)便地(di)與其他各種單元技(ji)術(shu)連接。

⑤占(zhan)地面(mian)積(ji)小。達到相同處理(li)效(xiao)果(guo)時(shi)，比傳統活(huo)性污泥法的占(zhan)地面(mian)積(ji)小20%-30%。

（4）投資(zi)及運行費用

投(tou)資費：生活污水的處理投(tou)資與活性污泥(ni)法相(xiang)當。對(dui)工業廢水才處理1000元/kg.COD。

運行費：對生活污水的處理(li)比(bi)活性(xing)污泥法降低15%左右。

二、垂直折(zhe)流多功能生化反應器污(wu)水處理技術（VTBR）

垂直(zhi)(zhi)折(zhe)流(liu)(liu)多功能生物反應器（Vertical Tubular Biological Reactor，簡(jian)稱VTBR）是屬于(yu)環境工(gong)程(cheng)領域的(de)水污染(ran)防(fang)治(zhi)工(gong)程(cheng)技術(shu)領域。該反應器采用全新的(de)垂直(zhi)(zhi)折(zhe)流(liu)(liu)流(liu)(liu)體流(liu)(liu)動方式，提高了氣液接觸時(shi)間，氣液的(de)傳質效(xiao)率，是一種多功能高效(xiao)的(de)污水生化(hua)處理(li)裝置(zhi)。

(1) 技術(shu)思路

本技術(shu)是基(ji)于(yu)深井曝氣、固定(ding)(ding)膜式生(sheng)物反(fan)應(ying)器、UASB、氣體吹脫等基(ji)本原(yuan)理所發明的(de)。其總體思路在于(yu)將深井曝氣分(fen)(fen)段建于(yu)地上(shang)，分(fen)(fen)段后(hou)段與段之間用垂(chui)直(zhi)管連接，產(chan)生(sheng)上(shang)下垂(chui)直(zhi)折流(liu)的(de)流(liu)體流(liu)動方式。同時(shi)它(ta)可以方便地加裝(zhuang)(zhuang)填料(liao)，形成固定(ding)(ding)膜生(sheng)化反(fan)應(ying)器，從而(er)充分(fen)(fen)利用了(le)固定(ding)(ding)膜反(fan)應(ying)器的(de)優點，解決了(le)深井曝氣不能(neng)加裝(zhuang)(zhuang)填料(liao)的(de)問題(ti)。

該(gai)發明的(de)應(ying)(ying)用特性(xing)不僅在(zai)好氧工藝中(zhong)體(ti)現，而且可以(yi)在(zai)厭(yan)氧工藝中(zhong)得以(yi)體(ti)現。它(ta)實現了(le)固定膜厭(yan)氧生(sheng)化器，使之具有比UASB更優越的(de)特性(xing)，因(yin)為它(ta)在(zai)污泥(ni)量大(da)時(shi)形成污泥(ni)膨脹段，膨脹段上部形成填料床過(guo)濾段，形成懸(xuan)浮(fu)床和(he)固定床一體(ti)的(de)生(sheng)物生(sheng)長過(guo)程，增強(qiang)了(le)生(sheng)化處理效果和(he)污泥(ni)截留率；而且在(zai)該(gai)反(fan)應(ying)(ying)器中(zhong)用氣流攪拌(ban)代替了(le)常規消化罐采用機(ji)械攪拌(ban)，大(da)大(da)提高了(le)氣液固三(san)相傳(chuan)質效果，同(tong)時(shi)在(zai)節約能(neng)源，減(jian)少(shao)設備(bei)投資，方便運(yun)行(xing)管理方面都有獨到之處。

另外，該發明還(huan)可(ke)以通過適當(dang)控制(zhi)給(gei)(gei)氣量及(ji)給(gei)(gei)氣方式，可(ke)組成厭(yan)-好氧串聯(lian)組合工藝(yi)，以實現污(wu)泥消化，脫(tuo)氮脫(tuo)磷，無污(wu)泥化工藝(yi)。

（2）技術原理(li)

VTBR生(sheng)物反(fan)應器(qi)(qi)的動力學原理為：氣液并流向上(shang)通過(guo)(guo)第一級生(sheng)物反(fan)應器(qi)(qi)，氣液混合物經過(guo)(guo)下(xia)降(jiang)管(guan)依次(ci)導入下(xia)一級反(fan)應器(qi)(qi)，使氣體(ti)與液體(ti)在(zai)下(xia)降(jiang)管(guan)中(zhong)充分混合并使接觸時間大(da)大(da)加長，氧的傳遞效(xiao)率得到提高，能(neng)耗(hao)下(xia)降(jiang)，體(ti)現了技術經濟(ji)的先進性。

VTBR生物反應器(qi)(qi)的(de)(de)內部流(liu)體流(liu)動(dong)路徑大(da)(da)致可以描述為：氣(qi)液(ye)兩(liang)相(xiang)并(bing)流(liu)向上通(tong)過(guo)柔性塑(su)料(liao)繩(sheng)填料(liao)固定床反應器(qi)(qi)，隨后(hou)氣(qi)液(ye)兩(liang)相(xiang)折流(liu)向下(xia)通(tong)過(guo)下(xia)降連接(jie)管，在下(xia)降連接(jie)管內，由于(yu)氣(qi)液(ye)兩(liang)相(xiang)流(liu)的(de)(de)流(liu)速較大(da)(da)，能夠實現氣(qi)液(ye)的(de)(de)充分混(hun)合，強化了氧在廢(fei)水中的(de)(de)溶解，之后(hou)再(zai)并(bing)流(liu)向上通(tong)過(guo)下(xia)一(yi)(yi)級固定床反應器(qi)(qi)，經過(guo)幾級折流(liu)后(hou)，完全達到廢(fei)水的(de)(de)處理要求后(hou)，流(liu)出最末一(yi)(yi)級反應器(qi)(qi)。

本裝置的單體設備為高度2-20米，直徑為0.2-20米的鋼制(zhi)，玻璃鋼制(zhi)，工程塑料(liao)(liao)(liao)(liao)及(ji)鋼筋混凝土容器。容器內部設置有填料(liao)(liao)(liao)(liao)支撐(cheng)板，可以(yi)填充鋼制(zhi)填料(liao)(liao)(liao)(liao)，陶瓷填料(liao)(liao)(liao)(liao)，塑料(liao)(liao)(liao)(liao)填料(liao)(liao)(liao)(liao)，半軟性填料(liao)(liao)(liao)(liao)，纖維(wei)填料(liao)(liao)(liao)(liao)等。填料(liao)(liao)(liao)(liao)填充量(liang)及(ji)性質(zhi)，根據(ju)處理水(shui)質(zhi)，水(shui)量(liang)及(ji)處理水(shui)平而定，組合時部分(fen)單體可不裝填料(liao)(liao)(liao)(liao)，特別(bie)是(shi)在污泥消化(hua)及(ji)厭(yan)-好氧串聯工藝中。設備的供氣(qi)采用氣(qi)液(ye)同管同流(liu)混合進氣(qi)方(fang)式。本設備可以(yi)在常壓或加壓下(xia)操(cao)作，壓力范(fan)圍為0－15大氣(qi)壓。

（3）技術特點

垂直折(zhe)流多功能生物反應(ying)器與常規(gui)反應(ying)器相(xiang)比有如(ru)下特點：

① VTBR中由于氣液(ye)接(jie)觸時間可(ke)以(yi)(yi)人為(wei)調整，氣液(ye)接(jie)觸時間的(de)(de)延長使(shi)氧(yang)氣的(de)(de)利用率大大提(ti)高，經(jing)測(ce)定VTBR的(de)(de)氧(yang)傳遞效率在(zai)80%以(yi)(yi)上。

② VTBR由于反應(ying)器串聯形成(cheng)一定的靜液壓(ya)力，一般可達(da)2-3個大氣壓(ya)，可以(yi)更好的滿足供氧(yang)需求。

③ VTBR可任意裝填(tian)填(tian)料，使單位容積生物量高(gao)達10克/立升，相應(ying)的(de)容積脫(tuo)除負荷升高(gao)到10-15公斤/立方米(mi)?天（厭氧(yang)）和5-10公斤/立方米(mi)?天（好氧(yang)）。

④ VTBR可構成純好(hao)氧(yang)(yang)處(chu)理工(gong)(gong)藝；純厭氧(yang)(yang)工(gong)(gong)藝；厭氧(yang)(yang)---好(hao)氧(yang)(yang)串聯工(gong)(gong)藝；厭氧(yang)(yang)---好(hao)氧(yang)(yang)----厭氧(yang)(yang)串聯等多種(zhong)工(gong)(gong)藝，無論哪種(zhong)工(gong)(gong)藝均采用密閉(bi)的設備，利于氣體收集回用或高空排放，且處(chu)理車(che)間無任(ren)何異味。

⑤由于采用固定膜式生(sheng)物反應器，生(sheng)物內源呼(hu)吸過程(cheng)加(jia)強(qiang)，剩余(yu)污泥量減少，當處理COD為(wei)1000毫克/立(li)升以(yi)下的(de)污水時，剩余(yu)污泥量很少。

⑥由(you)于其(qi)方便靈活(huo)的組合特性，VTBR可用(yong)于低(di)濃度(du)(du)有機污水(shui)的深(shen)度(du)(du)處理(li)達到回(hui)用(yong)目標；一般(ban)或(huo)高濃度(du)(du)廢(fei)水(shui)處理(li)達到排放指(zhi)標；生物(wu)脫氮；污泥消(xiao)化等(deng)場合。

（4）投資及運行費用

投資(zi)費：對工業(ye)廢水才(cai)處理1000元/kg.COD。

運行(xing)費：對生(sheng)活(huo)污水的處理(li)比生(sheng)物接觸氧化降低(di)15%-50%左右(you)。

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