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在理论值验证和实际处理验证实验中,将不同浓度的葡萄糖溶液和不同浓度的餐厨垃圾加入到生物干化污泥床进行生物蒸发处理,结果表明,代谢热产生及水分去除与葡萄糖溶液浓度和餐厨垃圾浓度相关,随着葡萄糖溶液浓度和餐厨垃圾浓度的增加,堆体温度增加的更快更高,且高温阶段也维持的更久,更多水分被去除。当葡萄糖溶液和餐厨垃圾中的VS质量浓度为120 g/L时,就可以实现葡萄糖溶液和餐厨垃圾中水分和可生物降解挥发性固体(biodegradable volatile solid,BVS)的全部去除。这是因为生物干化污泥内含有部分BVS,这部分BVS在生物蒸发过程中与葡萄糖溶液和餐厨垃圾中的BVS共同产生代谢热蒸发废水。
1.3 生物蒸发膨胀剂和微生物载体
由于高浓度有机废水的高水分会阻碍氧气传质,且缺少用于生物蒸发的微生物,因此在生物蒸发过程中应用膨胀剂和微生物载体至关重要。膨胀剂和微生物载体在生物蒸发过程中的作用机理如图2所示。
(M/O:微生物) 图 2 膨胀剂和微生物载体在生物蒸发过程中的作用机理
膨胀剂和微生物载体的吸水性可维持其一定的湿度以保证自身微生物代谢活动的进行;另外,其丰富的微孔结构和庞大的比表面积可使高浓度有机废水在其表面形成的液膜不至于太厚而影响氧气的传质。废水可迅速渗入微生物载体内部并在其表面形成一层液膜,废水中溶解性有机质为微生物载体中的微生物提供充足的营养物质,在良好的通风环境下微生物被刺激生长,使微生物的总数逐级上升,产生的代谢热也不断增加并逐渐积累,从而实现水分的蒸发去除。目前应用的生物蒸发膨胀剂和微生物载体有生物干化污泥和生物膜海绵,二者都具有多孔、比表面积大、吸水和渗透性强的特点,在生物蒸发过程中各有优势。
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