Application de bio-porteurs écologiques et économes en énergie dans le traitement des eaux usées industrielles

1. Définition et caractéristiques de base des bio-porteurs écologiques

Les bio-porteurs écologiques sont des porteurs microbiens conçus avec des matériaux et des structures spécialisés pour optimiser l'attachement microbien et l'activité métabolique, améliorant l'efficacité du traitement des eaux usées tout en réduisant la consommation d'énergie. Les caractéristiques clés comprennent:

1. Surface spécifique élevée : Des matériaux comme les bio-porteurs de polyuréthane ou Carriers MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) obtenir des surfaces spécifiques de 800–3 500 m² / m³ , dépassant de loin les porteurs traditionnels (100–500 m² / m³), ​​augmentant considérablement l'espace de colonisation microbienne.
2. Formation rapide du biofilm et efficacité de dégradation : Les porteurs de polypropylène modifiés réduisent le temps de formation du biofilm à 72 heures (vs 5 à 7 jours pour les transporteurs traditionnels), tetis que les transporteurs à libération lente améliorent l'efficacité de la dégradation des polluants par 37,7% .
3. Stabilité chimique et durabilité : Les matériaux en polymère (par exemple, le polyuréthane, le polypropylène) présentent une résistance aux acides, aux alcalis et à la corrosion, avec une durée de vie dépassant 10 ans , par rapport à 1 à 3 ans pour les transporteurs souples conventionnels.
4. Économies d'énergie et réduction des boues : Les porteurs de MBBR réduisent la consommation d'énergie d'aération par des conceptions de lit fluidisé et permettent la nitrification simultanée de dénitrification, réduisant la demande de source de carbone. La production de boues est réduite > 30% Dans certains cas.

2. Types de bio-porteurs communs dans le traitement des eaux usées industrielles

1. Transporteurs MBBR :

   • Structure : Polyéthylène à haute densité (HDPE) ou polypropylène modifié avec des surfaces poreuses et densité proche de l'eau ( 0,96–0,98 g / cm³ ), adapté au fonctionnement fluidisé.
   • Applications : Les eaux usées à haute organisation (par exemple, pharmaceutique, papeterie, transformation des aliments).

2. Porteurs de balle suspendus :

   • Caractéristiques : Structures poreuses 3D (par exemple, sphères creuses) avec des surfaces spécifiques de zones spécifiques 800–1 200 m² / m³ , idéal pour le raffinage d'huile et les eaux usées chimiques.

3. Transporteurs 3D élastiques :

   • Matériel : Mélange de polyoléfine-polyamide avec une porosité réglable, formant des gradients d'oxygène (couche externe aérobie, noyau anaérobie) pour l'élimination simultanée de l'azote et du phosphore.

4. Porteurs d'éponge en polyuréthane hydrophile :

   • Avantages : Tolérance élevée à l'azote à l'ammoniac, propriétés hydrophiles solides et renouvellement dynamique du biofilm, adapté aux eaux usées et aux eaux usées municipales.

3. Scénarios d'application et études de cas

1. Eaux usées chimiques :

   • Cas : Une usine chimique de la province du Shaanxi a atteint > Suppression de COD à 90% and Élimination de 85% d'azote à l'ammoniac en utilisant des bio-porteurs avancés, avec 30% d'économies de source de carbone via la nitrification de raccourci-dénitrification.

2. Eaux usées pharmaceutiques :

   • Cas : Une installation pharmaceutique dans la province du Zhejiang a traité les eaux usées chargées d'antibiotiques avec des porteurs de MBBR, atteignant l'azote total des effluents <5 mg / L (Réunion des normes d'eau de surface de classe IV).

3. Eaux usées textiles et papier :

   • Cas : Une installation d'impression et de teinture à Hangzhou combinée porteurs de balles élastiques et en fibre à retirer > 95% d'intensité des couleurs et augmenter la réutilisation de l'eau à 60% .

4. Remédiation des parcs rivières et industriels :

   • Cas : Un projet de restauration de la rivière en micro-aération intégrée jiaxing avec des modules de bio-porteurs fixes, réduisant l'azote d'ammoniac à partir de 15 mg / L à <1 mg / L par le biofilm-Planty Synergy.

4. Comparaison des performances avec les transporteurs traditionnels

5. Tendances futures

1. Innovation matérielle : Porteurs nanocomposites (par exemple, amélioré en graphène) pour augmenter la surface et les taux de transfert d'électrons.
2. Surveillance intelligente : Systèmes compatibles IoT pour l'épaisseur du biofilm en temps réel et le suivi des activités.
3. Intégration multifonctionnelle : Porteurs combinant la dégradation organique avec l'adsorption des métaux lourds (par exemple, PB²⁺, CR⁶⁺) pour le traitement complexe des eaux usées.