生物相容性碳纤维污水处理关键技术及其装备

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生物相容性碳纤维水处理关键技术及其装备
适用范围
生活污水处理;河湖水库等微污染水体修复;制药、化工和畜禽等高浓度废水处理等。
基本原理
在生物相容性碳纤维的处理污水过程中,微生物主要以生物膜的状态附着在固体填料上,污染物去除主要靠生物膜的作用来完成。随着有机物的降解,微生物不断增殖,生物膜厚度不断增加,到一定程度,在氧不能透入的内侧就形成了厌氧层。当厌氧层厚度增加到一定程度,老化的生物膜脱落后,载体上重新生成新的生物膜,不断更新、脱落。
工艺流程
生物碳纤维生态浮床工艺,将植物种植于浮于水面的床体上,利用植物根系吸收水体中污染物质,同时植物根系附着的微生物降解水体中污染物;同时,通过具备高比表面积、吸附性能强、适应微生物生长等优势的生物碳纤维材料的强化,强化植物与微生物之间的协同作用,进一步提高微生物对水体的净化效果。见工艺流程图1。

生物碳纤维+MBR一体化工艺,总进水先经过细格栅过滤装置,再经过调节池混凝沉淀,去除可沉固体物质;通过控制进水量来调节水力停留时间,进水先经过生物碳纤维材料的吸附和生物净化作用之后进入MBR反应器中。见工艺流程图2。

关键技术或设计特征
生物碳纤维生态浮床工艺将生物碳纤维悬挂在浮床底部,提高了原本仅有植物根系时的比表面积和吸附性,强化了植物与微生物之间的协同作用使出水稳定达标。生物碳纤维+MBR一体化工艺在缺氧区中悬挂碳纤维填料,在好氧区充分利用膜片自旋回流的作用,增强了传质效果,增加了反硝化的能力和耐冲击负荷,减轻了膜污染。采用针对生物碳纤维研发的微生物菌剂和微纳米曝气技术,提高水总溶解氧浓度,污水处理效果提升显著。
典型规模
1.水产养殖水体修复、净化与循环利用工程示范,800m3;
2.长春新凯河生态碳纤维泛氧化塘污水净化工程,500m3。
推广情况
目前已应用:长春王家楼泛氧化塘工程、北京小汤山鸿羽水产养殖水质净化、浙江金时针织印染有限公司印染废水处理、绍兴大山池水质净化工程、汕头市铁洲社区农村污水处理工程、北京通州碧水污水处理厂水质提标、北京昌平常兴庄渔场水质净化利用工程示范、北京通州张家湾渔场水质净化与利用工程示范、以及南京南湖东河水体修复示范中。
典型案例
(一)项目概况
张家湾鑫淼渔场养殖水体日处理水量为800m3,污水来源于渔场的水产养殖废水,2013年4月开工建设,于2013年5月完成调试并建成投产。本项目中的核心技术均已获得国家专利授权,于2014年1月通过了中国石油与化学工业联合会的技术鉴定,并于2014年11月获中国石油与化学工业联合会科技进步三等奖。
(二)技术指标
根据北京市科委专家组出具的验收报告,项目进水COD含量为40mg/L,氨氮含量为2.5mg/L,出水COD小于20mg/L,氨氮小于0.5mg/L,溶解氧满足水质要求。通过净化,延长水体寿命以节省养殖用水量是本技术应用的主要目标。通过项目的实施,养殖水体的利用效率得到了显著提高。生物碳纤维浮床工艺将养殖系统的日换水率由2%降低为0.83%,年节省水量3416t;碳纤维+MBR一体化膜工艺使养殖废水的循环利用率达到77%,年节省养殖用水约5000t,节水效果显著。对于渔场养殖来说,水体的净化,使鱼苗的成活率达到了99%以上,锦鲤的养殖密度由最初的10kg/m3提高到30kg/m3,显著提高了渔场的经济效益。
(三)投资费用
本项目总投资约19万元,其中设备投资8万元,基建投资11万元,吨水投资费用为237.5元。主体设备寿命5年以上。
(四)运行费用
根据2013年5月-2014年5月实际运行情况,本项目年净化水量3200m3,,年运行费用1.2万元,吨水运行费用为0.0375元。

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