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第三代厌氧反应器环境工程12-02石来昊2012212952第三代厌氧反应器环境工程12-02石来昊1第三代厌氧反应器可分为以下三类:1.上流式污泥床-过滤器(UpflowBlanketFilter,UBF)2.膨胀颗粒污泥床(ExpandedGranularSludgeBlanketReactor,EGSB)3.内循环厌氧反应器(Internal
Circulation,IC)简介第三代厌氧反应器可分为以下三类:简介21.上流式污泥床-过滤器(UpflowBlanketFilter)上流式污泥床-过滤器(UBF)是加拿大人在厌氧过滤器(AnaerobicFilter,AF)和上流式厌氧污泥床(UpflowAnaerobicSludgeBlanket,UASB)的基础上开发的新型复合式厌氧流化床反应器。UBF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。1.上流式污泥床-过滤器(UpflowBlanketFi31.上流式污泥床-过滤器(UpflowBlanketFilter)结构图:1.上流式污泥床-过滤器(UpflowBlanketFi41.上流式污泥床-过滤器(UpflowBlanketFilter)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解性的有机物,而不适于处理SS浓度较高的有机废水。2.有机负荷高,COD容积负荷可达10~60kg\m3·d,或BOD容积负荷大7~45kg\m3·d。3.UBF延长了污泥龄,污泥在反应器中的停留时间一般平均在100d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。1.上流式污泥床-过滤器(UpflowBlanketFi51.上流式污泥床-过滤器(UpflowBlanketFilter)5.UBF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,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,使气泡与污泥加速分离,降低了污泥的流失。1.上流式污泥床-过滤器(UpflowBlanketFi62.膨胀颗粒污泥床(ExpandedGranularSludgeBlanketReactor)膨胀颗粒污泥床(EGSB)改进自UASB,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、三相分离区和出水渠系统。与UASB反应器不同之处是,EGSB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,特点是具有很大的高径比,一般可达3~5,生产装置反应器的高度可达15~20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。2.膨胀颗粒污泥床(ExpandedGranularSl72.膨胀颗粒污泥床(ExpandedGranularSludgeBlanketReactor)结构:EGSB
反应器主要由配水系统、反应区、三相分离器、沉淀区、出水系统和出水循环系统等构成。2.膨胀颗粒污泥床(ExpandedGranularSl8三相分离器的改进:与UASB
反应器相比,EGSB
反应器内的液体上升流速要大得多,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:1.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,有利于污泥的回流。2.
采用筛鼓或细格栅,可以截留细小颗粒污泥。3.
在反应器内设置搅拌器,使气泡与颗粒污泥分离。4.
在出水堰处设置挡板,以截留颗粒污泥。2.膨胀颗粒污泥床(ExpandedGranularSludgeBlanketReactor)三相分离器的改进:2.膨胀颗粒污泥床(ExpandedGr92.膨胀颗粒污泥床(ExpandedGranularSludgeBlanketReactor)特点:1.EGSB反应器内维持较高的液体表面上升流速(2.5~6m/h),能在高负荷下取
得高处理效率。
2.反应器采用较大的高径比(15~40),细高型的反应器构造可有效地减少占地
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,机械强度也较高。
2.膨胀颗粒污泥床(ExpandedGranularSl104.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废水之间的充
分接触,强化了传质过程,可以有效地解决UASB常见的短流、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用下,EGSB反应器容易
发生污泥流失现象。因此,三相分离器的设计成为EGSB高效稳定运行的关
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,回流可以增
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,这是EGSB区别于UASB工艺最为突出的特点之一。
2.膨胀颗粒污泥床(ExpandedGranularSludgeBlanketReactor)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113.内循环厌氧反应器(Internal
Circulation)内循环厌氧反应器(Internal
Circulation)内循环厌氧反应器(IC)是在UASB基础上开发而来新型厌氧反应器工艺,它相似由2层UASB反应器上下串联而成。高度达16~25m,高径比一般为4~8.UASB与IC在运行上的差别表现在抗冲击负荷方面,IC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。其次是它仅需要较短的停留时间。3.内循环厌氧反应器(Internal
Circulatio123.内循环厌氧反应器(Internal
Circulation)结构:反应器由下而上共分为5个区:混合区、第1厌氧区、第2厌氧区、沉淀区和气液分离区。3.内循环厌氧反应器(Internal
Circulatio13特点:1.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。2.节省投资和占地面积:IC反应器容积负荷率高出普通UASB反应器3倍左右,其体积相当于普通反应器的1/4~1/3左右,大大降低了反应器的基建投资;而且IC反应器高径比很大(一般为4~8),所以占地面积少。3.抗冲击负荷能力强:处理低浓度废水(COD=2000~3000mg/L)时,反应器内循环流量可达进水量的2~3倍;处理高浓度废水(COD=10000~15000mg/L)时,内循环流量可达进水量的10~20倍。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。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。IC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重。通常IC反应器厌氧消化可在常温条件(20~25℃)下进行,这样减少了消化保温的困难,节省了能量。3.内循环厌氧反应器(Internal
Circulation)特点:3.内循环厌氧反应器(Internal
Circula145.具有缓冲pH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COD转化的碱度,对pH值起缓冲作用,使反应器内pH值保持最佳状态,同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,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UASB串联分级厌氧处理,可以补偿厌氧过程中Ks高产生的不利影响。VanLier在1994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。3.内循环厌氧反应器(Internal
Circulation)5.具有缓冲pH值的能力:内循环流量相当于第1厌氧区的出水158.启动周期短:IC反应器内污泥活性高,生物增殖快,为反应器快速启动提供有利条件。IC反应器启动周期一般为1~2个月,而普通UASB启
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