„Невидимият герой“ в пречистването на отпадъчни води - биологичен пълнител

Чудили ли сте се някога какПречиствателни станции за отпадъчни водиДа превърнем мътната канализация в чиста вода? В допълнение към приноса на микроорганизмите, има и материал, който тихо допринася - биологичен пълнител. Той е като „екологичен апартамент“ във водата, осигуряващ местообитание за микроорганизми и удвояващ ефективността на пречистването на канализацията. Днес нека разгледаме този „невидим герой“!

I. Какво е биологичен филър?

Определение:Биопълнителят е основният носещ материал в процеса на пречистване на отпадъчни води с биофилм, обикновено поресто твърдо вещество с голяма повърхност. Той може да адсорбира микроорганизми, за да образува биофилми и да отстранява замърсителите чрез биоразграждане и физическа адсорбция.
Основни функции:
Осигурете място за прикрепване на микроорганизми и увеличете биомасата на единица обем.
Удължете времето на престой на микроорганизмите и подобрете ефективността на отстраняване на сложни замърсители (като амонячен азот и органични вещества).

Фиг.1 Процес на образуване на биофилм от биологичен пълнител

II. Характеристики на биологичните пълнители

1. Проектиране за оптимизация на хидравличните характеристики
Флуидните свойства на биологичните пълнители се отразяват главно в четири измерения: специфична повърхност, структура на порите, геометрична морфология и плътност на опаковане. Високата специфична повърхност е основното условие за поддържане на висока концентрация на биомаса в реактора, а нивото на биомаса пряко определя ефективността на системата за разграждане на замърсителите. Увеличаването на специфичната повърхност обаче едновременно ще увеличи съпротивлението на флуида, което ще доведе до увеличаване на консумацията на енергия за аериране.

Размерът на порьозността влияе пряко върху ефективното използване на обема на реактора. По-високата порьозност може да удължи действителното време на престой на отпадъчните води, да намали съпротивлението на потока, да намали риска от запушване и къс поток, както и да намали количеството на биологичния пълнител и разходите за инфраструктура.

2. Изисквания за химическа стабилност
Биопълнителят трябва да е устойчив на корозия и да може да издържи на ерозията на компонентите на отпадъчните води и микробните метаболити. Самият материал трябва да е инертен, за да се избегне разтварянето на вредни вещества, причиняващи вторично замърсяване, и не трябва да съдържа химикали, които инхибират микробната активност. Физическото ниво трябва да отговаря на изискванията за механична якост, като същевременно запазва леките си свойства, за да се намали натоварването на системата.

3. Механизми, насърчаващи прикрепването на биофилм
Ефективността на образуването на биофилм зависи от физикохимичните свойства на биопълнителя:

Физически свойства:Грапавостта на повърхността и микропорестата структура са ключови фактори. Грубите повърхности могат да ускорят процеса на образуване на биофилм, докато микропорестите структури подобряват задържането на микроби чрез капилярно действие.

Химични свойства:Характеристиките на повърхностния заряд и хидрофилните и хидрофобните свойства играят водеща роля. Повърхността на бактериите обикновено е отрицателно заредена, а положителният потенциал на повърхността на биопълнителя може да насърчи прикрепването на клетките чрез електростатична адсорбция. Хидрофилните повърхности могат значително да съкратят цикъла на образуване на биофилм.

4. Механични свойства на материалите
Необходимо е да се постигне баланс между лекота и висока якост. Идеалният биопълнител трябва да има достатъчна якост на натиск, за да устои на въздействието на водния поток, като същевременно поддържа ниска плътност, за да намали консумацията на енергия на системата.

5. Икономически съображения
Цената на биопълнителите обикновено представлява 30%-40% от общата инвестиция в процеса на производство на биофилм, така че е изключително важно да се изберат рентабилни материали. Трябва да се предпочитат суровини с широк спектър от източници и удобна обработка, за да се постигне оптимизация на разходите, като същевременно се гарантира производителност.

III. Технологията „Най-добър партньор“ на биопълнителите

1.МББР(Реактор с биофилм с подвижно легло)
Характеристики:Биологичният пълнител тече свободно в басейна и не е необходимо обратно промиване.
Приложимо:Висококонцентрирани отпадъчни води, модернизация на стари пречиствателни станции за отпадъчни води.

Фиг. 2. Практическо приложение на биологичен пълнител от процеса MBBR

2. Езеро за биологично контактно окисление
Характеристики:Биологичните пълнители са фиксирани в езерото и трябва да се почистват редовно.
Приложимо:битови отпадъчни води, нискоконцентрирани промишлени отпадъчни води.

Фиг. 3 Практическо приложение на биологични пълнители в процеса на биологично контактно окисление

IV. Резюме: Изберете правилния биологичен пълнител, за да направите пречистването на отпадъчните води по-ефективно

Биологичният пълнител е „екологичният крайъгълен камък“ на пречистването на отпадъчни води. Изборът на правилния материал и процес може значително да подобри ефекта от пречистването. В бъдеще, с повишаването на изискванията за опазване на околната среда, новите биологични пълнители като графен и зеолит ще се превърнат в гореща точка на изследване.

Техническата стойност на биологичните пълнители се отразява не само в самото пречистване на водата, но и чрез съчетаването на материалните иновации и процеса, те насърчават пречистването на отпадъчните води към нисковъглеродно и ресурсно-базирано развитие и се превръщат в незаменима техническа подкрепа в съвременната система за управление на водната среда.