D0I:10.13374/j.issnl00I53.2006.04.005 第28卷第4期 北京科技大学学报 Vol.28 No.4 2006年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2006 内循环三相流化床的生物膜的培养 黄青华)王化军)曹从荣) 1)北京科技大学土木与环境学院，北京1000832)北京环境保护科学研究院，北京100037 摘要研究了内循环三相流化床在两种不同进水方式情况下生物膜培养情况.研究表明：间歇 进水时生成的生物膜能达到200~250m左右，连续进水时生物膜厚度能达到100m:前者较为 圆滑紧密，而后者的活性较高：较低的启动容积负荷有利于启动挂膜：挂膜完成后进水的容积负荷 不能过低，否则容易因污泥负荷低而引起丝状菌膨胀·通过间歇式进水培养的活性污泥达到了生 物量9.65gL(其中附着生物膜占92.7%)，而连续式进水负荷C0D可以达到11.45kgm3.1, 此时C0D去除率达到80%. 关键词内循环：三相流化床：生物膜培养 分类号X799 好氧流化床应用于废水处理始于20世纪80 陶瓷，其粒径为0.5~0.6mm的陶瓷颗粒作为载 年代，它以生物膜法为基础，吸收了化工操作中的 体，湿密度1400kgm3.本实验采用两套实验 流态化技术，形成了一种高效的废水处理工艺，是 装置，结构如表1. 生物膜法应用的一大突破。国内外采用内循环流 化床处理废水的研究涉及含酚废水山、印染废 出水 水)]、石化废水等)等，显示了该类反应器对有 毒难降解性废水处理方面的优越性， 在流化床反应器内，微生物附着在载体的表 面，形成一层生物膜，处理过程中，液相中溶解的 ·进水 或呈胶体状的有机物以及溶氧从液相进入生物 空气 膜，被生物膜中的细胞分解、利用，这样，在生物 A为升流区；B为降流区：C为三相分离区；D为沉降区 膜表面与液相中形成一个有机物和溶氧的浓度梯 图1内循环流化床示意图 度，使废水中的有机物不断地被吸附到生物膜上， Fig.1 Diagram of an inner loop fluidized bed 从而达到连续处理废水的目的，可见，三相流化 床的挂膜质量与挂膜速度直接影响到三相流化床 表1反应器设计参数（外径尺寸） Table 1 Design parameters of reactors (external diameter) 正常的运行，以及启动的快慢，本文通过不同的 反应器 D./Da AalA, 高径比 启动方式来研究影响生物膜挂膜与活性的因素， Rl 70/110 1.47 10:1(1000/100) 1 实验过程 R2 35/70 3.00 16.7:1(1000/60) 1.1实验装置 注：D,为反应器内桶外径，mm:Da为反应器外桶外径，mm:Aa 为反应器外桶截面积减反应器内桶截面积，mm2:A,为反应器内 采用内循环三相生物流化床反应器，实验系 桶截面积mm2. 统见图1，反应器筒体材料为有机玻璃管，上部筒 体与下部筒体连接锥的锥度为45°，为了避免载 1.2废水来源 体因气流的作用随出水流出，反应器上部安装一 实验用废水为人工合成废水，其中以葡萄糖 个导流筒，下部设有气体分布器，材料为多孔烧结 作为微生物生长碳源，另加氨源、磷源和微量元素 以保证微生物的生长，配制比例按COD:N:P= 收稿日期：2005-02-25修回日期.2005-05-26 100:5:1,实验废水的pH值调至中性（约为6.5~7） 基金项目：国家“863”计划资助项目(N。.2002AA601200) 作者简介：黄青华(1977一)，男，硕士 1.3接种污泥来源 活性污泥由北京市环境保护科学研究院的中内循环三相流化床的生物膜的培养 黄青华1） 王化军1） 曹从荣1‚2） 1） 北京科技大学土木与环境学院‚北京100083 2） 北京环境保护科学研究院‚北京100037 摘 要 研究了内循环三相流化床在两种不同进水方式情况下生物膜培养情况．研究表明：间歇 进水时生成的生物膜能达到200～250μm 左右‚连续进水时生物膜厚度能达到100μm；前者较为 圆滑紧密‚而后者的活性较高；较低的启动容积负荷有利于启动挂膜；挂膜完成后进水的容积负荷 不能过低‚否则容易因污泥负荷低而引起丝状菌膨胀．通过间歇式进水培养的活性污泥达到了生 物量9∙65g·L －1（其中附着生物膜占92∙7％）‚而连续式进水负荷 COD 可以达到11∙45kg·m －3·d －1‚ 此时 COD 去除率达到80％． 关键词 内循环；三相流化床；生物膜培养 分类号 X799 收稿日期：20050225 修回日期：20050526 基金项目：国家“863”计划资助项目（No．2002AA601200） 作者简介：黄青华（1977－）‚男‚硕士 好氧流化床应用于废水处理始于20世纪80 年代‚它以生物膜法为基础‚吸收了化工操作中的 流态化技术‚形成了一种高效的废水处理工艺‚是 生物膜法应用的一大突破．国内外采用内循环流 化床处理废水的研究涉及含酚废水［1］、印染废 水［2］、石化废水等［3］ 等‚显示了该类反应器对有 毒难降解性废水处理方面的优越性． 在流化床反应器内‚微生物附着在载体的表 面‚形成一层生物膜．处理过程中‚液相中溶解的 或呈胶体状的有机物以及溶氧从液相进入生物 膜‚被生物膜中的细胞分解、利用．这样‚在生物 膜表面与液相中形成一个有机物和溶氧的浓度梯 度‚使废水中的有机物不断地被吸附到生物膜上‚ 从而达到连续处理废水的目的．可见‚三相流化 床的挂膜质量与挂膜速度直接影响到三相流化床 正常的运行‚以及启动的快慢．本文通过不同的 启动方式来研究影响生物膜挂膜与活性的因素． 1 实验过程 1∙1 实验装置 采用内循环三相生物流化床反应器‚实验系 统见图1．反应器筒体材料为有机玻璃管‚上部筒 体与下部筒体连接锥的锥度为45°‚为了避免载 体因气流的作用随出水流出‚反应器上部安装一 个导流筒‚下部设有气体分布器‚材料为多孔烧结 陶瓷‚其粒径为0∙5～0∙6mm 的陶瓷颗粒作为载 体‚湿密度1400kg·m －3．本实验采用两套实验 装置‚结构如表1． A 为升流区；B 为降流区；C 为三相分离区；D 为沉降区 图1 内循环流化床示意图 Fig．1 Diagram of an inner loop fluidized bed 表1 反应器设计参数（外径尺寸） Table1 Design parameters of reactors （external diameter） 反应器 Dr／Dd Ad／A r 高径比 R1 70／110 1∙47 10∶1（1000／100） R2 35／70 3∙00 16∙7∶1（1000／60） 注：Dr 为反应器内桶外径‚mm；Dd 为反应器外桶外径‚mm；Ad 为反应器外桶截面积减反应器内桶截面积‚mm 2；A r 为反应器内 桶截面积 mm 2． 1∙2 废水来源 实验用废水为人工合成废水‚其中以葡萄糖 作为微生物生长碳源‚另加氮源、磷源和微量元素 以保证微生物的生长．配制比例按 COD∶N∶P＝ 100∶5∶1‚实验废水的 pH 值调至中性（约为6∙5～7）． 1∙3 接种污泥来源 活性污泥由北京市环境保护科学研究院的中 第28卷 第4期 2006年 4月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．28No．4 Apr．2006 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2006．04．005