تطبيق الصديقة الحيوية الصديقة للبيئة وفعالية الطاقة في معالجة مياه الصرف الصناعية

1. التعريف والميزات الأساسية للزواج الحيوي الصديقة للبيئة

الناقلات الحيوية الصديقة للبيئة عبارة عن ناقلات ميكروبات مصممة بمواد هي وهياكل متخصصة لتحسين التعلق الميكروبي والنشاط الأيضي ، مما يعزز كفاءة معالجة مياه الصرف الصحي مع تقليل استهلاك الطاقة. تشمل الميزات الرئيسية:

1. مساحة سطح محددة عالية : مواد مثل الناقلات الحيوية للبولي يوريثان أو MBBR (متحرك السرير مفاعل بيوفيلم) ناقلات تحقيق مساحات سطح محددة من 800-3500 متر مربع/متر مكعب ، تتجاوز بكثير الناقلات التقليدية (100-500 متر مربع/متر مكعب) ، زيادة كبيرة في مساحة الاستعمار الميكروبي.
2. تشكيل الأغشية الحيوية السريعة وكفاءة التحلل : ناقلات البولي بروبيلين المعدلة تقلل من وقت تكوين الأغشية الحيوية إلى 72 ساعة (مقابل 5-7 أيام للناقلات التقليدية) ، في حين أن شركات النقل البطيئة تعمل على تحسين كفاءة تدهور الملوثات 37.7 ٪ .
3. الاستقرار الكيميائي والمتانة : مواد البوليمر (على سبيل المثال ، البولي يوريثان ، البولي بروبيلين) تظهر مقاومة للأحماض ، القلويات ، والتآكل ، مع عمر يتجاوز العمر 10 سنوات ، بالمقارنة مع 1-3 سنوات للناقلات الناعمة التقليدية.
4. وفورات الطاقة وخفض الحمأة : ناقلات MBBR تقلل من استهلاك طاقة التهوية من خلال تصميمات السرير المميعة وتمكين عملية إزالة النترات المتزامنة ، وخفض الطلب على مصدر الكربون. يتم تقليل إنتاج الحمأة بواسطة > 30 ٪ في بعض الحالات.

2. أنواع الناقل الحيوي الشائع في معالجة مياه الصرف الصناعية

1. حاملات MBBR :

   • بناء : البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) أو البولي بروبيلين المعدل مع أسطح مسامية وكثافة قريبة من المياه ( 0.96-0.98 جم/سم مكعب ) ، مناسبة للتشغيل المميت.
   • التطبيقات : مياه الصرف الصحي عالي العضوية (على سبيل المثال ، الأدوية ، صنع الورق ، معالجة الأغذية).

2. حاملات الكرة المعلقة :

   • سمات : هياكل مسامية ثلاثية الأبعاد (على سبيل المثال ، المجالات المجوفة) مع مناطق سطح محددة من 800-1200 متر مربع/متر مكعب ، مثالية لتكرير الزيت ومياه الصرف الصحي الكيميائية.

3. ناقلات ثلاثية الأبعاد مرنة :

   • مادة : يمزج بولي أولياميد بولي أولياميد مع مسامية قابلة للتعديل ، وتشكيل تدرجات الأكسجين (الطبقة الخارجية الهوائية ، واللباس اللاهوائي) لإزالة النيتروجين والفوسفور المتزامنة.

4. حاملات الإسفنج البولي يوريثان المائي :

   • المزايا : ارتفاع تحمل النيتروجين الأمونيا ، والخصائص القوية المحبة للماء ، وتجديد الأغشية الحيوية الديناميكية ، مناسبة لتكسير مياه الصرف الصحي والصرف الصحي البلدي.

3. سيناريوهات التطبيق ودراسات الحالة

1. مياه الصرف الكيميائية :

   • قضية : تم تحقيق نبات كيميائي في مقاطعة شنشي > 90 ٪ إزالة سمك القد و 85 ٪ إزالة النيتروجين الأمونيا باستخدام حاملات حيوية متقدمة ، مع 30 ٪ وفورات مصدر الكربون عن طريق اختصار النتروجين.

2. مياه الصمامات الصيدلانية :

   • قضية : منشأة صيدلانية في مقاطعة تشجيانغ تعامل مع مياه الصرف الصحي المحملة بالمضادات الحيوية مع حاملات MBBR ، وتحقيق النيتروجين الكلي السائل <5 ملغ/لتر (تلبية معايير المياه السطحية من الفئة الرابعة).

3. النسيج ومياه الصرف الصحي :

   • قضية : منشأة طباعة وصباغة في هانغتشو مجتمعة حاملات الكرة المرنة والألياف لإزالتها > 95 ٪ شدة اللون وزيادة إعادة استخدام المياه إلى 60 ٪ .

4. علاج النهر والمتنزه الصناعي :

   • قضية : مشروع ترميم النهر في تهوية متكاملة متكاملة مع وحدات حاملة بيولوجية ثابتة ، مما يقلل من نيتروجين الأمونيا 15 ملغ/لتر إلى <1 ملغ/لتر من خلال التآزر المصبوب الحيوي.

4. مقارنة الأداء مع شركات النقل التقليدية

5. الاتجاهات المستقبلية

1. الابتكار المادي : شركات النقل النانوية (على سبيل المثال ، معززة الجرافين) لتعزيز مساحة السطح ومعدلات نقل الإلكترون.
2. المراقبة الذكية : الأنظمة التي تدعم إنترنت الأشياء لسماكة الأغشية الحيوية في الوقت الحقيقي وتتبع النشاط.
3. التكامل متعدد الوظائف : الناقلات التي تجمع بين التدهور العضوي مع الامتزاز المعدني الثقيل (على سبيل المثال ، PB²⁺ ، CR⁶⁺) لمعالجة مياه الصرف الصحي المعقدة .