Tillämpning av miljövänliga och energieffektiva biobärare vid industriell avloppsrening

1. Definition och kärnfunktioner i miljövänliga biobärare

Miljövänliga biobärare är mikrobiella bärare designade med specialiserade material och strukturer för att optimera mikrobiell fästning och metabolisk aktivitet, vilket förbättrar avloppsreningseffektiviteten samtidigt som energiförbrukningen minskar. Viktiga funktioner inkluderar:

1. Högspecifik ytarea : Material som polyuretanbiobärare eller MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) Carriers uppnå specifika ytor av 800–3 500 m²/m³ , långt övergripoche traditionella bärare (100–500 m²/m³), vilket ökar mikrobiellt koloniseringsutrymme.
2. Snabb biofilmbildning och nedbrytningseffektivitet : Modifierade polypropylenbärare minskar biofilmbildningstiden till 72 timmar (mot 5–7 dagar för traditionella transportörer), medan långsatta bärare förbättrar förorenande nedbrytningseffektivitet med 37,7% .
3. Kemisk stabilitet och hållbarhet : Polymermaterial (t.ex. polyuretan, polypropen) uppvisar resistens mot syror, alkalier och korrosion, med överskridande av livslängder 10 år jämfört med 1-3 år för konventionella mjuka bärare.
4. Energibesparingar och slamminskning : MBBR-bärare minskar energiförbrukningen av luftning genom fluidiserade sängkonstruktioner och möjliggör samtidig nitrifikationsförnämring, vilket minskar efterfrågan på kolkällan. Slamproduktionen reduceras av > 30% i vissa fall.

2. Vanliga biobärare typer i industriell avloppsbehandling

1. MBBR :

   • Strukturera : Högdensitetspolyeten (HDPE) eller modifierad polypropen med porösa ytor och nära vattendensitet ( 0,96–0,98 g/cm³ ), lämplig för fluidiserad drift.
   • Ansökningar : Högorganiskt avloppsvatten (t.ex. farmaceutisk, papper, matbearbetning).

2. Hängande kulbärare :

   • Drag : 3D -porösa strukturer (t.ex. ihåliga sfärer) med specifika ytområden 800–1 200 m²/m³ , idealisk för oljeraffinering och kemiskt avloppsvatten.

3. Elastiska 3D -bärare :

   • Material : Polyolefin-polyamidblandningar med justerbar porositet, bildande syregradienter (aerobt yttre skikt, anaerob kärna) för samtidigt kväve- och fosforborttagning.

4. Hydrofil polyuretansvampbärare :

   • Fördelar : Hög ammoniak kvävetolerans, starka hydrofila egenskaper och dynamisk biofilmförnyelse, lämplig för kokning av avloppsvatten och kommunalt avloppsvatten.

3. Applikationsscenarier och fallstudier

1. Kemisk avloppsvatten :

   • Fall : En kemisk växt i Shaanxi -provinsen uppnådd > 90% COD -borttagning and 85% ammoniakkväveborttagning med avancerade biobärare, med 30% kolkällbesparingar via genvägsnitrifikation-denitrifikation.

2. Farmaceutisk avloppsvatten :

   • Fall : En farmaceutisk anläggning i Zhejiang-provinsen behandlade antibiotikatelat avloppsvatten med MBBR-bärare, vilket uppnår avloppsvatten totalt kväve <5 mg/l (Möte av klass IV -vattenstandarder).

3. Avloppsvatten och pappersavfall :

   • Fall : En tryck- och färgningsanläggning i Hangzhou kombinerade elastiska och fiberkulbärare för att ta bort > 95% färgintensitet och öka återanvändningen av vatten till 60% .

4. River och industripark :

   • Fall : Ett flodåterställningsprojekt i Jiaxing Integrated Micro-Aeration med fasta biobärarmoduler, vilket minskar ammoniakkväve från 15 mg/l till <1 mg/l genom biofilm-växtsynergi.

4. Prestationsjämförelse med traditionella transportörer

5. Framtida trender

1. Materiell innovation : Nanokompositbärare (t.ex. grafenförstärkt) för att öka ytan och elektronöverföringshastigheter.
2. Smart övervakning : IoT-aktiverade system för realtidsbiofilmtjocklek och aktivitetsspårning.
3. Multifunktionell integration : Bärare som kombinerar organisk nedbrytning med tungmetalladsorption (t.ex. PB²⁺, CR⁶⁺) för komplex avloppsbehandling.