Applicazione di bio-carriere ecologici ed efficienti dal punto di vista energetico nel trattamento delle acque reflue industriali

1. Definizione e caratteristiche fondamentali di bio-porti ecologici

I bio-porti ecologici sono portatori microbici progettati con materiali e strutture specializzati per ottimizzare l'attaccamento microbico e l'attività metabolica, migliorEo l'efficienza del trattamento delle acque reflue riducendo al contempo il consumo di energia. Le caratteristiche chiave includono:

1. Superficie specifica elevata : Materialei come bio-carrelli di poliuretano o MBBR (reattore biofilm a letto in movimento) ottenere superficie specifiche di 800–3.500 m²/m³ , superando di gran lunga vettori tradizionali (100–500 m²/m³), aumentando significativamente lo spazio di colonizzazione microbica.
2. Rapida formazione di biofilm ed efficienza di degradazione : I portatori di polipropilene modificati riducono il tempo di formazione del biofilm a 72 ore (vs. 5-7 giorni per i vettori tradizionali), mentre i vettori a rilascio lento migliorano l'efficienza di degradazione degli inquinanti da parte di 37,7% .
3. Stabilità chimica e durata : Materiali polimerici (ad es. Poliuretano, polipropilene) presentano resistenza ad acidi, alcali e corrosione, con durata della vita che supera 10 anni , rispetto a 1-3 anni per i vettori morbidi convenzionali.
4. Risparmio energetico e riduzione dei fanghi : I portatori di MBBR riducono il consumo di energia di aerazione attraverso progetti di letti fluidizzati e consentono la denitrificazione simultanea della nitrificazione, il taglio della domanda di fonte di carbonio. La produzione di fanghi è ridotta da > 30% in alcuni casi.

2. Tipi comuni di bio-portatore nel trattamento delle acque reflue industriali

1. Vettori MBBR :

   • Struttura : Polietilene ad alta densità (HDPE) o polipropilene modificato con superfici porose e densità di acque vicino ( 0.96-0,98 g/cm³ ), adatto per il funzionamento fluidizzato.
   • Applicazioni : Acque reflue ad alta organi (ad es. Pharmaceutical, Papermaking, Food Elaboration).

2. Vettori a sfere sospesi :

   • Caratteristiche : Strutture porose 3D (ad es. Sfere cave) con superficie specifiche di 800–1.200 m²/m³ , Ideale per la raffinazione del petrolio e le acque reflue chimiche.

3. Carrier 3D elastici :

   • Material : Miscele di poliolefina-polyamide con porosità regolabile, formando gradienti di ossigeno (strato esterno aerobico, nucleo anaerobico) per la rimozione simultanea di azoto e fosforo.

4. Portatori di spugna in poliuretano idrofilo :

   • Vantaggi : Tolleranza di azoto ad alta ammoniaca, forti proprietà idrofile e rinnovo dinamico del biofilm, adatti per le acque reflue e le acque reflue.

3. Scenari di applicazione e casi studio

1. Acque reflue chimiche :

   • Caso : Una pianta chimica nella provincia di Shaanxi raggiunta > Rimozione del COD 90% and 85% di rimozione dell'azoto di ammoniaca Usando i bio-carrelli avanzati, con Risparmio del 30% di fonte di carbonio tramite la denitrificazione della nitrificazione di scorciatoia.

2. Acque reflue farmaceutiche :

   • Caso : Una struttura farmaceutica nella provincia di Zhejiang ha trattato le acque reflue carichi di antibiotici con vettori MBBR, raggiungendo l'azoto totale effluente totale <5 mg/l (Incontrando gli standard di acqua di superficie di classe IV).

3. Testili e paper per le acque reflue :

   • Caso : Un impianto di stampa e tintura a Hangzhou combinati elastici e vettori a sfere in fibra per rimuovere > 95% di intensità di colore e aumentare il riutilizzo dell'acqua a 60% .

4. Riparazione del parco fluviale e industriale :

   • Caso : Un progetto di restauro del fiume in microaulazione integrata di jiaxing con moduli di bio-porta fissi, riducendo l'azoto di ammoniaca da 15 mg/L a <1 mg/l Attraverso la sinergia della pianta biofilm.

4. Confronto delle prestazioni con vettori tradizionali

5. Tendenze future

1. Innovazione materiale : Portatori di nanocompositi (ad es. Potenziati da grafene) per aumentare le velocità di trasferimento della superficie e degli elettroni.
2. Monitoraggio intelligente : Sistemi abilitati all'IoT per lo spessore del biofilm in tempo reale e il monitoraggio delle attività.
3. Integrazione multifunzionale : Carrier che combinano il degrado organico con l'adsorbimento dei metalli pesanti (ad es. Pb²⁺, CR⁶⁺) per il trattamento complesso delle acque reflue.