Transcript 高效率曝气系統与绳状滤材于生物膜式反应器的应用

高效率曝气系統与绳状
滤材于生物膜式反应器
的应用
主讲 上海川源機械工程有限公司
绿色 安全 永续经营
顧問 蔡高荣
●
●
GREEN● SAFE● DEVELOPMENT
前言
在石化业及生物科技发达的今日，所排放之废水性质复杂，
浓度极高。一般的完全悬浮生物处理系统，恐难以达到经
济的处理规模。
利用各种手段提高曝气槽生物质量的处理程序，则蓬勃发
展。但在生物固定膜法（FFR)，在生物质量大時，容易
造成濾材堵塞。但唯加大与有机物的接触面积，才是提升
处理效率的方式。
前言
前言
前言
废水处理的形态
附着生长
厌氧
悬浮生长
废水生物处理
附着生长
好氧
悬浮生长
前言
废水生物处理基本程序
废水生物处理基本程序
型式
名称
用途
1. 好氧系统
 悬浮生长式
 附着生长式
 组合式 combination
活性污泥
去除 BOD,硝化作用
氧化塘
去除 BOD
曝气氧化塘
去除 BOD
氧化渠
去除 BOD,硝化作用
氧化深渠
去除 BOD,硝化作用
回分式活性污泥法
去除 BOD,硝化作用
滴滤池
去除 BOD,硝化作用
旋转生物圆盘法
去除 BOD,硝化作用
接触曝气法
去除 BOD
填充塔式反应槽
去除 BOD
(置于活性污泥系统之前)
滴滤池+活性污泥系统
去除 BOD,硝化作用
活性污泥系统+滴滤池
去除 BOD,硝化作用
流体化床
去除 BOD,硝化作用
厌氧接触系统
去除 BOD
 悬浮生长式
厌氧污泥床
去除 BOD
 附着生长式
厌氧消化槽
稳定作用、去除 VSS
厌氧滤床
去除 BOD、稳定作用
 介于悬浮生长式与附
着生长式之间
2. 厌氧系统
 介于悬浮生长系统与
附着生长式之间
厌氧流体化床
脱氮作用
去除 BOD,稳定作用
前言
高生物质量的处理程序
种类
处理程序
生物质量
曝气
滴滤池
生物膜法
RBC
接触曝气
1~5 g/m2 1~5 g/m2
ㄨ/○
ㄨ
完全悬浮
MBR
4000~6000 mg/L
8000~40000 mg/L
○
○
※采用绳状滤材质量可达15000mg/L
内容
膜式反应器的原理
高效率生物滤材的特性
绳状生物滤材的特点
高效率曝气器介绍
工程实绩
Q&A
8
膜式反应器的原理
利用生物附着材料，提供之表面积使微生物（活性污泥）
附着生长于上形成一生物膜。藉生物膜之吸附作用形成局
部高密度生物处理系统，再进行污染物之分解。
生物膜内又有氧化、无氧化、厌氧的反应机制
生物膜的代谢机制
膜式反应器的原理
悬浮生长与附着生长生物处理系统之比较
悬浮生长式
附着生长式
1. 微生物混合利用与曝气悬浮在反应槽内
1. 微生物附着在介质表面形成生物膜
2. 对进流水中毒性物质相当敏感
2. 对进流水中毒性物质较能忍受
3. 微生物利用基质不受质传的影响
3. 基质利用受质传的影响
4. 二沉池的操作影响反应槽内污泥的浓度
4. 反应槽操作不受二级沉淀池操作效果的
5. 二级沉淀池控制处理水中悬浮固体浓度
5.
有时可不用二级沉淀池
影响
6. 工程设计数据已较完备
6. 工程设计数据较不完备
膜式反应器的原理
其有机物的去除机制乃取决于其经扩散而至液膜附着，之
后再扩散进入细胞质量中。
传输的过程决定因子为”质传”及”扩散阻抑”。
膜式反应器的原理
固定化生物质量乃藉由微生物细胞生长分裂的过程，产生
并释放胞外之聚合醣胶体（Polysaccharide gels）。
此胶体媒介之捕捉及吸附污染物之能力，为分解代谢之必
要条件。
膜式反应器的原理
代谢的过程
-水体中基质与代谢反应物扩散至生物膜表面
-生物膜的基质扩散
-生物膜内生物反应形成基质代谢
-代谢产生由生物膜排出
Williamson & Mc carty(1976)
膜式反应器的原理
吸附期 period of adsorption
成长期 period of growth
分裂繁殖 clastic reproducing
自呼吸期分裂繁殖 stationary phase
脱落 peel
生物膜之生长周期
生物膜生长及剥落过程
膜式反应器的原理
当废水中有机碳的浓度高于84mg/L时，溶氧的扩散将成
为限制因子。
Andrew 1968
※固定膜法的净化效果與生物膜之构造及厚度、有机质、溶
氧的膜内扩散有关。
内容
膜式反应器的原理
高效率生物滤材的特性
绳状生物滤材的特点
高效率曝气器介绍
工程实绩
Q&A
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高效率生物滤材的特点
质量轻
比重与水接近
高孔隙率
高比表面积
具一定的机械强度
生物膜的代谢模式
膜式反应器的优点
微生物量多，生物丰富。相当于MLVSS 5000~6000
mg/L。
食物链长，末段常见后生生物，故廢棄之污泥量少。
较能承受基质负荷变化
具有好氧、兼气及厌氧的处理效果
对水温的容受力大
操作简单
于难分解及高浓度废水采用膜式
反应器的优点
生物处理技术在常温、常壓下处理设备费较低
生物处理系统能自我维持，操作管理费低
有害化学物质为BETX、phenol可完成矿化成二氧化碳跟
水。
微生物具多用途具易取得及大量培养
更符合EPA之之自然降解无二次公害
影响膜式反应器处理效果的因素
接触滤材：微生物附着的速率与接触滤材表面积大小、电
性及亲水性。
曝气方式：全面曝气、中央曝气及单侧曝气
反应器的数量：以多段为佳
有机负荷
温度：在13℃以上即有良好的效果
溶氧：≧2mg/L
pH值
高效率生物滤材的特点
内容
膜式反应器的原理
高效率生物滤材的特性
绳状生物滤材的特点
高效率曝气器介绍
工程实绩
Q&A
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柏而可德绳状滤材的特点
(1)通过生物绳的内芯与外侧纤维构成环状纤维束。
(2)生物绳的材料是一种或多种材料构成,通过材质的变化来调整比表面积
。主要使用的化学纤维材料有：最具亲水性的化学合成纤维―聚丙烯纤
维,即使附着大量微生物也能够保持稳定结构的维尼纶和尼龙,以及弹性恢
复效果最好的聚偏二氯乙烯等材料。
(3) 生物绳有从20mm 到45mm 的各种外径,通用标准尺寸为45mm, 从以
往实验数据可以看出45mm 直径生物绳的微生物附着效果最好。随着生
物绳的直径增加,附着的微生物量也增加,但是,单位横截面积所附着的微生
物有减少的趋势。
(4) 生物绳的强度张力标准为74kg, 完全可以应付反应槽内的水流冲击以
及附着的污泥重量,不会轻易断裂。
(5) 通过使用经过特殊加工的化学纤维使其使用效果发挥到最大。
柏而可德绳状滤材的特点
(6) 运用各种制造方法和多种化学纤维制造出品种齐全的生物接触材料,
以此来对应处理不同浓度和水质的废水,已广泛应用于河流生态修复
、化工、纺织、电子、食品等行业废水的处理。
(7) 能够稳定保持增殖速度缓慢的微生物如硝化菌和反硝化菌。同时,附
着微生物的剥离是持续而非集中脱落,不会出现因生物膜脱落而影响
出水水质的现象。
(8) 利用附着在生物绳上的高效率食物链来减少剩余污泥的发生量。
(9) 处理水质稳定良好。
(10) 维护管理简单。
(11) 完全可以对应负荷变动大的废水处理。
(12) 可以长期稳定使用 (一般在十年以上),高效的处理效果使其达到最
佳的性价比。
型号
PV-45
材质
聚偏二氯乙烯
形状保持能力
较 弱
比表面积
1.2m2/m
1.67
比重
特点
能够长期保持材料的物理化学性能,同时也可以保持相应的强度。
纤维本身带有正电荷,容易吸附带负电荷的微生物。
K-45
维尼纶
较 强
0.5m2/m
1.34
能够长期保持材料的物理化学性能,同时也可以保持相应的强度。
由于使用了亲水性纤维,容易吸附微生物。纤维本身带有正电荷,
容易吸附带负电荷的微生物。在海苔养殖用中被使用。使用了较
粗的纤维,使生物绳的密度降低,可以对应高浓度BOD 废水。纤维
本身带有正电荷,容易吸附带负电荷的微生物。
PP-45
聚丙烯
较 弱
2.8m2/m
1.09
能够长期保持材料的物理化学性能,同时也可以保持相应的强度。
由于使用了较细的波浪形纤维,容易捕捉浮游物质并保持高浓度
微生物。
PP+K-45
聚丙烯+维尼纶
较 强
1.6m2/m
1.24
能够长期保持材料的物理化学性能,同时也可以保持相应的强度。
纤维本身带有正电荷,容易吸附带负电荷的微生物。具有K-45 和
PP-45 两种纤维的特性,使吸附的微生物具有多样性。
MK-50
聚丙烯+尼龙
很 好
1.6m2/m
1.02
(变形材料)
能够长期保持材料的物理化学性能,同时也可以保持相应的强度。
由于使用了较细的波浪形纤维,容易捕捉浮游物质并保持高浓度微
生物。使用了变形纤维提高了微生物附着性。同时,使用了较硬纤
维可以保持生物绳形状。可以与生物绳结合使用。
SP-100
聚丙烯
很 好
3.1m2/m
1.09
能够长期保持材料的物理化学性能,同时也可以保持相应的强度。
呈显著放射环状,结构空隙率大,即使附着大量微生物也不会出现
堵塞或呈棒状。是处理高浓度废水的最适产品。同时,使用了变形
纤维提高微生物附着量的同时,可以保持其结构特点。
内容
膜式反应器的原理
高效率生物滤材的特性
绳状生物滤材的特点
高效率曝气器介绍
工程实绩
Q&A
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于绳状滤材所配用之曝气系統
绳状滤材具高的生物质量，对于氧的需求也大，故高效率
的曝气系統的搭配是需要的。
常見的曝气系統的建置：
1.全面曝气
2.单側曝气
3.中央曝气
È
«Ã æ
ÆØ
Æ ø· ¨
全面曝氣
Ö中央曝氣
Ñ ëÆ Ø
Ð
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µ ¥
² àÆ Ø
Æ ø· ¨
單側曝氣
高效率曝氣器的特點
具高溶氧效率
高的攪拌能力（單位通氣量大）
膜片具有抗生物膜之功能（防止生物膜附著堵塞）
FFR的特點活性污泥會分泌膠體，易使生物膜附著於膜片
造成堵塞
本公司所代理之SSI微孔曝氣器，可達到降低生物膜附著
的情形
川源公司曝气产品介绍
SAR系列
AR系列
JA系列
-JA
-JAX（高效率细气泡）
JAS系列（柱塞流曝气槽专用）
SSI微孔曝气器
SAR系列介绍
属表面曝气系统。
原理：将水打入空气中，
利用薄液膜造成氧之传输。
用途：养殖业曝气
调匀池搅拌
污泥槽之搅拌
氧化槽之曝气
AR系列介绍
属水中曝气系统。
原理利用特殊設計之葉輪
同時達成吸水及吸氣，在
泵室中形成氣液混合體，
向曝氣水體曝氣。
用途：
调匀池曝气搅拌
曝气槽之曝气
JA系列曝气系统
本公司之JA系列有：
-JA系列
-JAX系列
-JAS系列
JA系列曝气机
利用文氏管原理，将高速之流体通过狭小管时产生负压区。
将空气吸入混气室中混合，经由喷流管喷出。
用途：污水厂之调匀槽曝气搅拌。
生物池之曝气。
深槽节能曝气应用。
不要求槽体之几何形状。
JAX系列曝气机
原理同JA系列。但由喷流管之特殊设计，使气泡细化，提
高氧传输效率。
用途：同JA系列。
高效率节能之产品。
专利。
JAS系列曝气系统
亦为文氏管之应用，但空
气由鼓风机将空气压入水
中，由循环水与空气混合
喷出。
高效率。
高混合率，低沉积物。
生物曝气、調勻池专用。
可視攪拌或曝氣需求整合
设计。
JET射流曝气器
覆PTFE涂层的微孔曝气器
开发于2004年，并取得美国专利。专利号7396499、
7674514。将PTFE（聚四氟乙烯）涂覆于EPDM膜片表面
，保护EPDM不受水中化学物质的侵害。 PTFE摩擦系数低
至0.09，动摩擦系数和静摩擦系数几乎相等，可减少生物附
着及其它物质积垢。耐各种化学品、溶剂、油脂、润滑脂
、高浓度金属盐。
降低清洗频率
减少维修
减少更换次数
减少出水不达标次数
降低生命周期成本
内容
膜式反应器的原理
高效率生物滤材的特性
绳状生物滤材的特点
高效率曝气器介绍
工程实绩
Q&A
43
北京三药厂（JA）
北京师范大学污水处理厂(JA)
44
广州番禹垃圾填埋厂（JA）
45
广州番禹垃圾填埋厂（JA）
46
建德市新安江污水处埋厂（AR）
建德市新安江污水处埋厂（AR）
无锡奥丰洗毛厂（JET）
Q&A
万川皆原色,无水不清流
Thank You