Toepassing van milieuvriendelijke en energie-efficiënte bio-dragers in industriële afvalwaterbehandeling

1. Definitie en kernkenmerken van milieuvriendelijke bio-dragers

Eco-vriendelijke bio-dragers zijn microbiële dragers ontworpen met gespecialiseerde materialen en structuren om de microbiële hechting en metabole activiteit te optimaliseren, waardoor de efficiëntie van de afvalwater wordt verbeterd en tegelijkertijd het energieverbruik wordt verminderd. Belangrijkste kenmerken zijn onder meer:

1. Hoog specifiek oppervlak : Materiaalen zoals bio-dragers van polyurethaan of MBBR (Biofilm Reactor van Bed)) dragers Bereik specifieke oppervlakken van 800–3.500 m²/m³ , veel meer dan traditionele dragers (100 - 500 m²/m³), waardoor de microbiële kolonisatieruimte aanzienlijk toeneemt.
2. Snelle biofilmvorming en afbraakefficiëntie : Gemodificeerde polypropyleendragers verkorten de vormingstijd van biofilm 72 uur ) 37,7% .
3. Chemische stabiliteit en duurzaamheid : Polymeermaterialen (bijv. Polyurethaan, polypropyleen) vertonen resistentie tegen zuren, alkalis en corrosie, met buitengewoon levensduur 10 jaar , vergeleken met 1-3 jaar voor conventionele zachte dragers.
4. Energiebesparing en slibreductie : MBBR-dragers verminderen het energieverbruik van de beluchting door middel van gefluïdiseerde bedontwerpen en maken gelijktijdige nitrificatie-uitenitrificatie mogelijk, waardoor de vraag van de koolstofbron wordt gesneden. Slibproductie wordt verlaagd door > 30% In sommige gevallen.

2. Gemeenschappelijke bio-dragertypen in industriële afvalwaterbehEneling

1. MBBR -dragers :

   • Structuur : Polyethyleen met hoge dichtheid (HDPE) of gemodificeerd polypropyleen met poreuze oppervlakken en bijna-waterdichtheid ( 0,96–0,98 g/cm³ ), geschikt voor gefluïdiseerde werking.
   • Toepassingen : High-organisch afvalwater (bijv. Farmaceutisch, papierproductie, voedselverwerking).

2. Ophangende baldragers :

   • Functies : 3D poreuze structuren (bijv. Holle bollen) met specifieke oppervlakken van 800–1.200 m²/m³ , ideaal voor olieverfolering en chemisch afvalwater.

3. Elastische 3D -dragers :

   • Material : Polyolefine-polyamide-mengsels met instelbare porositeit, het vormen van zuurstofgradiënten (aerobe buitenlaag, anaërobe kern) voor gelijktijdige stikstof- en fosforverwijdering.

4. Hydrofiele polyurethaan sponsdragers :

   • Voordelen : Hoge ammoniak stikstoftolerantie, sterke hydrofiele eigenschappen en dynamische biofilmvernieuwing, geschikt voor het afvalwater en gemeentelijk afvalwater.

3. Toepassingsscenario's en casestudy's

1. Chemisch afvalwater :

   • Geval : Een chemische fabriek in de provincie Shaanxi bereikt > 90% kabeljauwverwijdering and 85% ammoniak stikstofverwijdering met behulp van geavanceerde bio-dragers, met 30% koolstofbronbesparing via snelkoppeling nitrificatie-genitrificatie.

2. Farmaceutisch afvalwater :

   • Geval : Een farmaceutische faciliteit in de provincie Zhejiang behandeld met antibioticum beladen afvalwater met MBBR-dragers, die effluent totale stikstof bereiken <5 mg/l (Vaisse Klasse IV oppervlaktewaterstandaarden).

3. Textiel- en papierafvalwater :

   • Geval : Een druk- en vervenfaciliteit in Hangzhou gecombineerd elastische en vezelbaldragers om te verwijderen > 95% kleurintensiteit en vergroten water hergebruik tot 60% .

4. Resimering van rivier- en industriële park :

   • Geval : Een rivierherstelproject in Jiaxing geïntegreerde micro-beluchting met vaste biodarriermodules, waardoor ammoniakstikstof wordt verminderd van 15 mg/l tot <1 mg/l via biofilm-planten synergie.

4. Prestatievergelijking met traditionele dragers

5. Toekomstige trends

1. Materiële innovatie : Nanocomposietdragers (bijv. Graphene-verbeterde) om het oppervlak en de elektronenoverdrachtssnelheden te stimuleren.
2. Slimme monitoring : IoT-compatibele systemen voor realtime biofilmdikte en activiteiten volgen.
3. Multifunctionele integratie : Dragers die organische afbraak combineren met adsorptie van zware metalen (bijv. PB²⁺, CR⁶⁺) voor complexe afvalwaterzuivering.