三相内循环生物流化床处理废水的研究
[摘 要] 以活性碳和陶瓷颗粒为载体粒子，采用快速排泥挂膜法启动实验，在反应器的运行过程中逐渐加大进气量及进水量，直至出水COD浓度达到一个较低水平。分别考虑了进水COD浓度、空气流量、废水流量、容积负荷四个因素对COD去除率的影响。结果为：当系统运行到第13天时，COD的去除率达到了一个较大值，并趋于稳定。
[关键词] 三相内循环生物流化床；快速排泥挂膜法；化学需氧量
三相内循环生物流化床工艺是以传统三相流化床原理为基础开发的一种新型污水处理技术。其中的流化床反应器为气液固三相共存系统,它依靠曝气头中气泡逸出的初始速度及其在升流区与降流区之间形成的密度差推动生物载体和废水在反应器内循环流动，被生物膜包覆的载体粒子在整个装置内较均匀地分布,与待处理的废水充分接触，通过生长在载体表面的生物膜来达到降解废水中的有机及还原性等物质的目的。与传统流化床相比，其具有载体流化性能好，氧转移效率高，载体流失量少，放大设计容易等优点，因此其在废水处理中有无可比拟的优势。
文章主要研究了在不同进水COD浓度、空气流量、废水流量、容积负荷等条件下废水中COD的去除效果。从而得到COD去除效果的最佳条件。
1 材料和方法
1.1 实验装置和流程
本反应器材料为透明有机玻璃，反应器主体由两个同轴有机玻璃筒组成，外筒的上部筒体与下部筒体由锥度为45°的连接锥相连,反应器的上端设置有导流筒(其主要作用为防止载体粒子因气流的作用随出水流出)、出水口和排气口，下端设置有进水口和气体分布器(材料为多孔烧结陶瓷)。反应器尺寸为：内筒外径为6 cm，外筒内径为9 cm，壁厚均为0.5 cm，筒体主体高度为100 cm，流化床反应器有效容积约为10 L。
实验流程如图1所示，废水由储水槽经蠕动泵进入高位槽，而后高位槽中的废水从流化床底部进入反应器，由空气压缩机产生的空气亦由床体底部进入气体分布器(曝气头)。三相内循环生物流化床内部的流动状态如图2所示，其内部分为四个区域，Ⅰ区：升流区，Ⅱ区：降流区，Ⅲ区：分离区，Ⅳ区：沉淀区。废水和固体粒子在由曝气头所逸出的空气以及升流区与降流区的密度差的作用下沿内筒上升，内筒即为升流区。在内筒顶端多余的气体从排气口排出，废水和固体粒子进入外筒，此处即为分离区。进入外筒的一部分废水和极少部分的载体粒子继续上升，最后从出水口流出，另一部分废水和绝大部分的固体粒子在重力和密度差的作用下向下运动，此处即为沉淀区。外筒中的废水和载体粒子沿着外筒继续向下运动直至到达床层底部，外筒主体区域即为降流区，就这样完成了一次循环。
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