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一些蒸发技术被用来处理高浓度无机含盐废水,如多级闪蒸(MSF)、多效蒸发(MEE),但这些蒸发技术需要外加热源提供蒸发驱动力,导致处理过程能耗高。微生物在利用有机物进行好氧发酵时伴随着代谢热的产生,如果能将大量的代谢热收集作为蒸发废水的驱动力,则可以减少蒸发能耗。因此,对高浓度有机废水,若能利用其蕴含的潜在生物能来蒸发废水中的水分,同时去除了废水中的污染物质,则可以实现高浓度有机废水低能耗且高效的“零排放”处理。在这样的技术背景下,生物蒸发新技术被提出并被证明可行。笔者总结和分析了生物蒸发的技术要领,并对生物蒸发技术的应用前景进行了展望,以期为高浓度有机废水生物蒸发处理技术的发展提供参考。
1生物蒸发概述
1.1 定义及原理
生物蒸发是利用高浓度有机废水中潜在的生物能为蒸发驱动力蒸发处理高浓度有机废水的一项新技术。虽然早有研究者利用生物能处理过相应的废水,如陈立平等早在2000年研究了利用生物能蒸发处理糖蜜酒精废液,但生物蒸发的准确定义一直没有相关文献报道。直到2013年由Benqin Yang等正式提出并定义了生物蒸发:即利用高浓度有机废水本身所具有的有机物微生物好氧降解产生的热量为驱动力,使废水中的水分汽化,并配合通风形成的传质条件,使蒸汽进入气相主体而散发,从而达到利用高浓度有机废水自身蕴含的生物能量实现有机物和水分的同步去除。
生物蒸发过程与好氧堆肥和生物干化原理类似,主要机制是对流蒸发,蒸发的热量完全来自生物能,对流由通风产生。高浓度有机废水生物蒸发机理如图1所示。
图 1 高浓度有机废水生物蒸发机理
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