Aplikácia ekologických a energeticky efektívnych biologických nosičov pri čistení priemyselnej odpadovej vody

1. Definícia a základné črty ekologických biologických nosičov

Ekologickí biologickí nosiče sú mikrobiálne nosiče navrhnuté so špecializovanými materiálmi a štruktúrami na optimalizáciu mikrobiálneho pripojenia a metabolickej aktivity, čím sa zvyšuje účinnosť čistenia odpadových vôd a zároveň znižuje spotrebu energie. Kľúčové funkcie zahŕňajú:

1. Vysoko špecifická plocha povrchu : Materiály ako polyuretánovi biologické nosiče alebo MBBR (Biofilm Reaktory s pohyblivou lôžkou) dosiahnuť konkrétne povrchové plochy 800–3 500 m²/m³ , ďaleko presahujúce tradičné nosiče (100 - 500 m²/m³), čo výrazne zvyšuje priestor mikrobiálnej kolonizácie.
2. Rýchla tvorba biofilmu a účinnosť degradácie : Modifikované polypropylénové nosiče skrátia čas tvorby biofilmu na 72 hodín (vs. 5–7 dní pre tradičných nosičov), zatiaľ čo dopravcovia s pomalým uvoľňovaním zlepšujú účinnosť degradácie znečisťujúcich látok pomocou 37,7% .
3. Chemická stabilita a trvanlivosť : Polymérne materiály (napr. Polyuretán, polypropylén) vykazujú rezistenciu na kyseliny, alkalis a koróziu s životnosťou presahujúcou 10 rokov , v porovnaní s 1–3 rokmi pre konvenčných mäkkých nosičov.
4. Úspory energie a zníženie kalov : Nosiče MBBR znižujú spotrebu energie prevzdušňovania prostredníctvom vzorov fluidných postelí a umožňujú súčasnú nitrifikáciu nitrifikácie, čím sa znižuje dopyt po zdroji uhlíka. Výroba kalov sa zníži o > 30% V niektorých prípadoch.

2. Bežné typy biologických nosičov pri čistení priemyselnej odpadovej vody

1. Nosiče MBBR :

   • Štruktúra : Polyetylén s vysokou hustotou (HDPE) alebo modifikovaný polypropylén s pórovitými povrchmi a hustotou blízkej vody ( 0,96–0,98 g/cm³ ), vhodné na fluidnú prevádzku.
   • Žiadosti : Vysokorganická odpadová voda (napr. Farmaceutická, papierovacia, spracovanie potravín).

2. Zavesené nosiče loptičiek :

   • Funkcie : 3D porézne štruktúry (napr. Dutiny gule) so špecifickými povrchovými plochami 800–1 200 m²/m³ , ideálne pre rafináciu oleja a chemická odpadová voda.

3. Elastické 3D nosiče :

   • Materiál : Polyolefín-polyamidové zmesi s nastaviteľnou pórovitou, tvoriacich gradienty kyslíka (aeróbna vonkajšia vrstva, anaeróbne jadro) na súčasné odstránenie dusíka a fosforu.

4. Hydrofilné polyuretánové špongie :

   • Výhody : Vysoká tolerancia dusíka amoniaku, silné hydrofilné vlastnosti a dynamická obnovenie biofilmu, vhodné na koksovanie odpadovej vody a mestské odpadové vody.

3. Scenáre aplikácií a prípadové štúdie

1. Chemická odpadová voda :

   • Prípad : Chemická rastlina v provincii Shaanxi dosiahnutá > 90% odstránenie tresky a 85% odstránenie dusíka amoniaku pomocou pokročilých biologických nosičov s 30% úspory zdroja uhlíka prostredníctvom skratky nitrifikácie degenifikácie.

2. Farmaceutická odpadová voda :

   • Prípad : Farmaceutické zariadenie v provincii Zhejiang ošetrená odpadová voda s antibiotikám s mbbrovými nosičmi MBBR, ktorá dosahuje celkový výtok z odpadových vôd <5 mg/l (Splnenie štandardov povrchovej vody triedy IV).

3. Textilná a papierovacia odpadová voda :

   • Prípad : Tlačové a farbenie zariadenia v Hangzhou kombinované elastické a vláknité nosiče guľôčok na odstránenie > 95% intenzita farieb a zvýšiť opätovné použitie vody na 60% .

4. Riešenie rieky a priemyselného parku :

   • Prípad : Projekt obnovy rieky v integrovanej mikroútore jiaxingu s pevnými modulmi biologických nosičov, čím sa znižuje dusík amoniaku z 15 mg/l až <1 mg/l Prostredníctvom synergie biofilmového rastliny.

4. Porovnanie výkonnosti s tradičnými dopravcami

5. Budúce trendy

1. Inovácia : Nanokompozitné nosiče (napr. Zvýšený grafén) na zvýšenie plochy povrchu a rýchlosti prenosu elektrónov.
2. Inteligentné monitorovanie : Systémy s podporou internetu vecí pre hrúbku biofilmu v reálnom čase a sledovanie aktivity.
3. Multifunkčná integrácia : Nosiče kombinujúce organickú degradáciu s adsorpciou ťažkých kovov (napr. PB²⁺, CR⁶⁺) na komplexné čistenie odpadových vôd.