第三代厌氧反应器.docx

第三代厌氧反应器第三代厌氧反应器 上流式污泥床过滤器（UBF）UBF反应器是由上流式污泥床（UASB）和厌氧滤器（AF）构成的复合式反应器。反应器的下面是高浓度颗粒污泥组成的污泥床，上部是填料及其附着的生物膜组成的滤料层UBF系统的突出优点是反应器上部空间所架设的填料，不但在其表面生长微生物，而且在其空隙截留悬浮微生物，利用原有的无效容积增加了生物总量，防止生物量的突然洗出，且由于填料的存在，夹带污泥的气泡在上升过程中与之碰撞，加速了污泥与气泡的分离，从而降低了污泥的流失。标准UBF反应器的高径比为6，且填充的反应器上部的1/3体积处。填料堆置角度不同，对污泥滞留的影响较大，堆置角为40和80时，相应污泥滞留能力为0.95和0.97，但填料厚度对污泥滞留影响不大，厚度依次为5.7cm、11.5cm和23cm时，相应污泥滞留能力为0.88、0.92和0.89.UBF的工艺特点：1、有机负荷高，COD容积负荷为10-60kg/(m3.d)或BOD容积负荷为7-45kg/(m3.d)，COD污泥负荷为0.5-1.5kg/(kg.d)或BOD污泥负荷为0.3-1.2 kg/(kg.d)。2、可用来处理多种高浓度有机废水，但该反应器适用于处理含溶解性有机物的污水，而不适合含SS较多的有机废水，否则填料层容易堵塞。3、UBF反应器极大的延长了SRT。污泥与反应器中的停留时间一般均在100d以上，污泥产量低，污泥产率为0.04-0.15kgVSS/kgCOD或0.07-0.25kgVSS/kgBOD。4、对水质的适应性高，因为反应器内污泥的浓度高，增强了反应器对不良因素，如有毒物质的适应性，能够高效率、未定的处理高浓度难降解有机废水。5、填料的存在，加速了污泥与气泡的分离，从而降低了污泥的流失，反应器积累生物量的能力大为增强，反应器的有机负荷更高，反应器上部空间所架设的填料既利用原有的无效容积增加了生物量，又防止生物量的突然洗出，而且对COD有20%左右的去除率膨胀颗粒污泥床（EGSB）EGSB反应器实际上事改进的UASB反应器，区别在于前者具有更高的液体上升流速，使整个颗粒污泥床处于膨胀状态。通过设计较大的高径比，同时采用出水循环，来提高反应器的上升流速，使颗粒污泥的膨胀流化，更好的改善泥水接触效果及传质效果。克服了UASB反应器所存在的在处理中低浓度废水时，因有机负荷较低，产气量少而存在的泥水混合不良、容积利用率低及处理效果波动大等问题。EGSB的结构除了反应器主体外，反应器的主要组成部分有：进水分配系统、气-固-液三相分离器以及出水循环部分。由于EGSB的液体上升速度比UASB大得多，因此必须对三相分离器进行特殊改进。改进方法：1、增加旋转叶片，在其底部产生向下水流，有利于污泥回流。2、采用筛鼓或细格栅截留细小颗粒。3、在反应器内设置搅拌器，使气泡与颗粒污泥分离。4、在出水堰处设挡板，截留颗粒污泥。EGSB反应器的启动过程是一个反应器能否成功运行的关键因素之一，其颗粒污泥的培养与驯化与UASB相似。接种污泥大多采用UASB反应器中培养的颗粒污泥，有利于加速反应器内污泥颗粒化得进程。启动过程也不需要特别严格的厌氧条件。其污泥分布规律：通常，位于顶部的颗粒污泥平均粒径较小，而底部的颗粒污泥则具有较大的平均粒径；就降解乙酸和VFA混合物的情况看，上部的比基质降解率和比产甲烷活性都高于下部。这主要由于压力作用，底部污泥密度增加，其空隙度减少，浴室基质扩散阻力加大，使底部污泥活性较低。EGSB的工艺特点：1、耐冲击负荷能力强，并且是在低温条件下，对低浓度（cod1000mg/L）有机废水的处理效果好。2、有很高的水流上升流速（5-10m/h，最高可达15m/h），则反应器可采用较大的高径比（1540），有效的减少占地面积。3、颗粒污泥性能良好。在高水力负荷下，颗粒污泥粒径较大（34mm），凝聚和沉降性能好（颗粒沉速可达6080m/h），机械强度也高(3.2*104N/m2)。4、高水力负荷使反应器搅拌强度非常大，强化传质，但容易发生污泥流失，因此，三相分离器的设计成为EGSB高效稳定运行的关键。5、EGSB采用处理水回流技术，对于低温和低负荷有机废水，回流可增加反应器的水力负荷，保证出力效果；对超高浓度或含有有毒物质的有机废水，回流可以稀释进入反应器内的基质浓度和有毒物质浓度，降低其对微生物的抑制和毒害。其对氨氮和亚硝酸盐的去除率分别为21.7%和99.9%。内循环厌氧反应器（IC）IC反应器是在UASB反应器的基础上开发的新型高效厌氧反应器工艺，可看作是由两个UASB反应器上下叠加串联构成，高度可达1625m，高径比一般为48。该工艺解决了UASB反应器所存在的在处理中浓度的废水时，为利用污泥颗粒化而控制较高的上升流速以及在处理高浓度废水时因较高的负荷及大量产气所造成的污泥流失的问题。IC的结构由五个基本部分组成：混合区、颗粒污泥膨胀床区、精处理区、内循环系统和出水区。其内循环系统是IC工艺的核心部分，由以及三相分离器、沼气提升管、气液分离器和泥水下降管等组成。IC的工艺特点：1、实现了“高负荷与污泥流失相分离”。下反应室为“高负荷区”，水力负荷和产气负荷都很大，污泥膨胀率可达100%，而上反应室有足够空间接纳下反应室膨胀的污泥，负荷低，有利于污泥的滞留，避免了污泥的过量流失。2、具有一个无外加动力的内循环系统。驱动发酵液循环无需外加动力，而是有赖于反应器本身所产生的沼气，当沼气进入上循环管后，管内发酵液与管外发酵液会形成密度差，正是这一密度差驱动了循环。3、抗水力冲击负荷，强化传质过程。4、适合处理浓度低和温度低的有机废水。其水力负荷和产气负荷为UASB的25倍（水力负荷与反应器的面积成反比，产气负荷与反应器的高度成正比）。5、运行稳定性好，内循环谁对进水起调节PH的能力。6、基建投资省，占地面积小。其它厌氧生物处理技术1、 两相厌氧生物处理技术：将产酸菌和产甲烷菌分别置于两个串联的反应器内并提供各自所需的最佳条件时，这两类细菌都能发挥最大的活性，有利于提高容积负荷率，增加运行稳定性，提高反应器的处理效率。2、 水解酸化-好氧生物处理技术：利用厌氧处理前段水解酸化过程，再加上好氧处理过程。摒弃了厌氧过程中对环境要求严格、敏感且降解速度较慢的产甲烷阶段。3、 生物固定化技术在厌氧处理中应用：在厌氧发酵过程中，利用微生物细胞固定化技术，可使污泥颗粒化。厌氧生物技术发展方向1、 絮状污泥到颗粒污泥。颗粒污泥与絮状污泥相比，具有较大的比表面积，吸附性能更好；颗粒污泥的微生物按规律分布，生物活性更强；颗粒污泥的机械性能更好，并且具有更好的沉降性能，有利于泥水分离。2、 处理对象更广。以前的厌氧生物反应器（比如UASB）虽实现了SRT和HRT的分离，实现了一个突破，但是对于低温低浓度的污水的处理效果不理想，随着发展，新的厌氧生物处理技术提高饿了上升水流速度，增强了泥水的流化成都，避免了因有机负荷较低，产气量少而存在的泥水混合不良、容积利用率低及处理效果波动大等问题。除此，对PH一级有毒有害物质的抗冲击能力更强。3、 更经济、结构更简单。IC和EGSB过大的高径比必将导致其建设费用的提高，EGSB的高效能（即极短的HRT）是以强制的外循环所耗的大量运行费用为代价的，而IC反应器独特的内循环则是以其比UASB更为复杂的结构为代价的。所以，未解决这些为题，今后厌氧处理技术必定要向更经济，结构更简单的方向发展。4、 从单相到两相甚至三相。从单相反应器到两相反应器甚至多相，使不同种群的厌氧微生物在其最优环