第三代厌氧反应器

1、第三代厌氧反应器第三代厌氧反应器环境工程环境工程12-02 石来昊石来昊 2012212952第三代厌氧反应器可分为以下三类：第三代厌氧反应器可分为以下三类：1.上流式污泥床上流式污泥床-过滤器（过滤器（Upflow Blanket Filter，UBF）2.膨胀颗粒污泥床（膨胀颗粒污泥床（Expanded Granular Sludge Blanket Reactor,EGSB）3.内循环厌氧反应器（内循环厌氧反应器（Internal Circulation，IC）简介简介1.上流式污泥床上流式污泥床-过滤器（过滤器（Upflow Blanket Filter）上流式污泥床上流式污泥床-过滤

2、器过滤器(UBF)是加拿大人在厌氧过滤器是加拿大人在厌氧过滤器(Anaerobic Filter，AF)和上流式厌氧污泥床和上流式厌氧污泥床(Upflow Anaerobic Sludge Blanket，UASB)的基础上开发的新型的基础上开发的新型复合式厌氧流化床反应器。复合式厌氧流化床反应器。UBF主要由布水器、污泥层和填主要由布水器、污泥层和填料层构成，下方是高浓度颗粒污泥组成的污泥床，上部是填料层构成，下方是高浓度颗粒污泥组成的污泥床，上部是填料料。1.上流式污泥床上流式污泥床-过滤器（过滤器（Upflow Blanket Filter）结构图：1.上流式污泥床上流式污泥床-过滤器（

3、过滤器（Upflow Blanket Filter）运行特点：运行特点：1.可用来处理多种高浓度有机废水，但该反应器只能处理溶可用来处理多种高浓度有机废水，但该反应器只能处理溶解性的有机物，而不适于处理解性的有机物，而不适于处理SS浓度较高的有机废水。浓度较高的有机废水。2.有机负荷高，有机负荷高，COD容积负荷可达容积负荷可达1060kgm3d，或，或BOD容容积负荷大积负荷大745kgm3d。3.UBF延长了污泥龄，污泥在反应器中的停留时间一般平均延长了污泥龄，污泥在反应器中的停留时间一般平均在在100d以上。以上。4.对水质变化的适应性高。由于反应器中污泥浓度高，因此对水质变化的适应性高

4、。由于反应器中污泥浓度高，因此提高了反应器对不良情况如浓度变化，有毒有害物质的适应提高了反应器对不良情况如浓度变化，有毒有害物质的适应能力。能力。1.上流式污泥床上流式污泥床-过滤器（过滤器（Upflow Blanket Filter）5.UBF的突出优点是反应器上部空间所架设的填料，不但的突出优点是反应器上部空间所架设的填料，不但在其表面长有微生物，而且在其空隙中截留有悬浮微生物，在其表面长有微生物，而且在其空隙中截留有悬浮微生物，利用原有的无效容积增加微生物量，且由于填料的存在，利用原有的无效容积增加微生物量，且由于填料的存在，粘附气泡的污泥上浮的过程中与填料碰撞，使气泡与污泥粘附气泡的污

5、泥上浮的过程中与填料碰撞，使气泡与污泥加速分离，降低了污泥的流失。加速分离，降低了污泥的流失。2.膨胀颗粒污泥床（膨胀颗粒污泥床（Expanded Granular Sludge Blanket Reactor）膨胀颗粒污泥床膨胀颗粒污泥床(EGSB)改进自改进自UASB，其构造与其构造与UASB反应器有相似之处，可以分为进水配水系统、反应区、三反应器有相似之处，可以分为进水配水系统、反应区、三相分离区和出水渠系统。与相分离区和出水渠系统。与UASB反应器不同之处是，反应器不同之处是，EGSB反应器设有专门的出水回流系统。反应器设有专门的出水回流系统。EGSB反应器一般为圆柱状塔形，特点是具有

6、很大的高径反应器一般为圆柱状塔形，特点是具有很大的高径比，一般可达比，一般可达35，生产装置反应器的高度可达，生产装置反应器的高度可达1520米。米。颗粒污泥的膨胀床改善了废水中有机物与微生物之间的接颗粒污泥的膨胀床改善了废水中有机物与微生物之间的接触，强化了传质效果，提高了反应器的生化反应速度，从触，强化了传质效果，提高了反应器的生化反应速度，从而大大提高了反应器的处理效能。而大大提高了反应器的处理效能。2.膨胀颗粒污泥床（膨胀颗粒污泥床（Expanded Granular Sludge Blanket Reactor）结构：结构：EGSB 反应器主要由反应器主要由配水系统、反应区、配水系统

7、、反应区、三相分离器、沉淀区、三相分离器、沉淀区、出水系统和出水循环出水系统和出水循环系统等构成。系统等构成。三相分离器的改进：三相分离器的改进：与与UASB 反应器相比反应器相比,EGSB 反应器内的液体上升流速要大得多反应器内的液体上升流速要大得多,因此必须对因此必须对三相分离器进行特殊改进。改进可以有以下几种方法：三相分离器进行特殊改进。改进可以有以下几种方法：1.增加一个可以旋转的叶片增加一个可以旋转的叶片,在三相分离器底部产生一股向下水流在三相分离器底部产生一股向下水流,有利于污有利于污泥的回流泥的回流。2. 采用筛鼓或细格栅采用筛鼓或细格栅,可以截留细小颗粒污泥可以截留细小颗粒污泥

8、。3. 在反应器内设置搅拌器在反应器内设置搅拌器,使气泡与颗粒污泥分离使气泡与颗粒污泥分离。4. 在出水堰处设置挡板在出水堰处设置挡板,以截留颗粒污泥。以截留颗粒污泥。2.膨胀颗粒污泥床（膨胀颗粒污泥床（Expanded Granular Sludge Blanket Reactor）2.膨胀颗粒污泥床（膨胀颗粒污泥床（Expanded Granular Sludge Blanket Reactor）特点：特点：1.EGSB反应器内维持较高的液体表面上升流速反应器内维持较高的液体表面上升流速(2.56m/h)，能在高负荷，能在高负荷下取下取 得高处理效率。得高处理效率。 2.反应器采用较大的高

9、径比反应器采用较大的高径比(1540)，细高型的反应器构造可有效地减少占，细高型的反应器构造可有效地减少占地地 面积。面积。3.EGSB反应器的颗粒污泥床呈膨胀状态，颗粒污泥性能良好。在高水力反应器的颗粒污泥床呈膨胀状态，颗粒污泥性能良好。在高水力负荷负荷 条件下，颗粒污泥的粒径较大，凝聚和沉降性能好，机械强度也较条件下，颗粒污泥的粒径较大，凝聚和沉降性能好，机械强度也较高。高。 4.EGSB反应器对布水系统要求较为宽松，但对三相分离器要求更为严反应器对布水系统要求较为宽松，但对三相分离器要求更为严格。高格。高 水力负荷使得反应器内的搅拌强度加大，这保证了颗粒污泥与水力负荷使得反应器内的搅拌强

10、度加大，这保证了颗粒污泥与废水之间的充废水之间的充 分接触，强化了传质过程，可以有效地解决分接触，强化了传质过程，可以有效地解决UASB常见的常见的短流、死角和堵塞短流、死角和堵塞 问题。但是在高水力负荷和产气浮力搅拌的共同作问题。但是在高水力负荷和产气浮力搅拌的共同作用下，用下，EGSB反应器容易反应器容易 发生污泥流失现象。因此，三相分离器的设计发生污泥流失现象。因此，三相分离器的设计成为成为EGSB高效稳定运行的关高效稳定运行的关 键。键。5.EGSB反应器采用出水回流技术。对于低温和低负荷有机废水，回流反应器采用出水回流技术。对于低温和低负荷有机废水，回流可以增可以增 加反应器的水力负

11、荷，保证处理效果加反应器的水力负荷，保证处理效果;对于超高浓度或含有毒物对于超高浓度或含有毒物质的有机废质的有机废 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，这是度，降低其对微生物的抑制和毒害，这是EGSB区别于区别于UASB工艺最为工艺最为突出的特点之一。突出的特点之一。 2.膨胀颗粒污泥床（膨胀颗粒污泥床（Expanded Granular Sludge Blanket Reactor）3.内循环厌氧反应器（内循环厌氧反应器（Internal Circulation）内循环厌氧反应器（内循环厌氧反应器

12、（Internal Circulation）内循环厌氧反应器内循环厌氧反应器(IC)是在是在UASB基础上开发而来新型厌氧反应器工基础上开发而来新型厌氧反应器工艺，它相似由艺，它相似由2层层UASB反应器上下串联而成。高度达反应器上下串联而成。高度达1625m，高径，高径比一般为比一般为48.UASB与与IC在运行上的差别表现在抗冲击负荷方面，在运行上的差别表现在抗冲击负荷方面，IC可以通过内循可以通过内循环自动稀释进水，有效保证了第一反应室的进水浓度的稳定性。其次环自动稀释进水，有效保证了第一反应室的进水浓度的稳定性。其次是它仅需要较短的停留时间。是它仅需要较短的停留时间。3.内循环厌氧反应

13、器（内循环厌氧反应器（Internal Circulation）结构：结构：反应器由下而上共分为反应器由下而上共分为5个区：个区：混合区、第混合区、第1厌氧区、第厌氧区、第2厌氧厌氧区、沉淀区和气液分离区。区、沉淀区和气液分离区。特点：特点：1.容积负荷高：容积负荷高：IC反应器内污泥浓度高，微生物量大，且存在内循环，传反应器内污泥浓度高，微生物量大，且存在内循环，传质效果好，进水有机负荷可超过普通厌氧反应器的质效果好，进水有机负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上。倍以上。2.节省投资和占地面积：节省投资和占地面积：IC 反应器容积负荷率高出普通反应器容积负荷率高出普通UASB 反应器反应器3倍

14、倍左右，其体积相当于普通反应器的左右，其体积相当于普通反应器的1/41/3 左右，大大降低了反应器的基左右，大大降低了反应器的基建投资；而且建投资；而且IC反应器高径比很大（一般为反应器高径比很大（一般为48），所以占地面积少。），所以占地面积少。3.抗冲击负荷能力强：处理低浓度废水（抗冲击负荷能力强：处理低浓度废水（COD=20003000mg/L）时，）时，反应器内循环流量可达进水量的反应器内循环流量可达进水量的23 倍；处理高浓度废水倍；处理高浓度废水（COD=1000015000mg/L）时，内循环流量可达进水量的）时，内循环流量可达进水量的1020倍。倍。大量的循环水和进水充分混合，

15、使原水中的有害物质得到充分稀释，大大量的循环水和进水充分混合，使原水中的有害物质得到充分稀释，大大降低了毒物对厌氧消化过程的影响。大降低了毒物对厌氧消化过程的影响。4.抗低温能力强：温度对厌氧消化的影响主要是对消化速率的影响。抗低温能力强：温度对厌氧消化的影响主要是对消化速率的影响。IC反反应器由于含有大量的微生物，温度对厌氧消化的影响变得不再显著和严应器由于含有大量的微生物，温度对厌氧消化的影响变得不再显著和严重。通常重。通常IC反应器厌氧消化可在常温条件（反应器厌氧消化可在常温条件（2025 ）下进行，这样减）下进行，这样减少了消化保温的困难，节省了能量。少了消化保温的困难，节省了能量。3

16、.内循环厌氧反应器（内循环厌氧反应器（Internal Circulation）5.具有缓冲具有缓冲pH值的能力：内循环流量相当于第值的能力：内循环流量相当于第1 厌氧区的出水回流，可利用厌氧区的出水回流，可利用COD转化的碱度，对转化的碱度，对pH值起缓冲作用，使反应器内值起缓冲作用，使反应器内pH值保持最佳状态，同值保持最佳状态，同时还可减少进水的投碱量。时还可减少进水的投碱量。6.内部自动循环，不必外加动力：普通厌氧反应器的回流是通过外部加压实内部自动循环，不必外加动力：普通厌氧反应器的回流是通过外部加压实现的，而现的，而IC 反应器以自身产生的沼气作为提升的动力来实现混合液内循环，反应

17、器以自身产生的沼气作为提升的动力来实现混合液内循环，不必设泵强制循环，节省了动力消耗。不必设泵强制循环，节省了动力消耗。7.出水稳定性好：利用二级出水稳定性好：利用二级UASB串联分级厌氧处理，可以补偿厌氧过程中串联分级厌氧处理，可以补偿厌氧过程中K s高产生的不利影响。高产生的不利影响。Van Lier在在1994年证明，反应器分级会降低出水年证明，反应器分级会降低出水VFA浓度，延长生物停留时间，使反应进行稳定。浓度，延长生物停留时间，使反应进行稳定。3.内循环厌氧反应器（内循环厌氧反应器（Internal Circulation）8.启动周期短：启动周期短：IC反应器内污泥活性高，生物增殖快，为反应器