第三代厭氧反應(yīng)器

1、第三代厭氧反應(yīng)器第三代厭氧反應(yīng)器環(huán)境工程環(huán)境工程12-02 石來(lái)昊石來(lái)昊 2012212952第三代厭氧反應(yīng)器可分為以下三類：第三代厭氧反應(yīng)器可分為以下三類：1.上流式污泥床上流式污泥床-過(guò)濾器（過(guò)濾器（Upflow Blanket Filter，UBF）2.膨脹顆粒污泥床（膨脹顆粒污泥床（Expanded Granular Sludge Blanket Reactor,EGSB）3.內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（Internal Circulation，IC）簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介1.上流式污泥床上流式污泥床-過(guò)濾器（過(guò)濾器（Upflow Blanket Filter）上流式污泥床上流式污泥床-過(guò)濾

2、器過(guò)濾器(UBF)是加拿大人在厭氧過(guò)濾器是加拿大人在厭氧過(guò)濾器(Anaerobic Filter，AF)和上流式厭氧污泥床和上流式厭氧污泥床(Upflow Anaerobic Sludge Blanket，UASB)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的新型的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的新型復(fù)合式厭氧流化床反應(yīng)器。復(fù)合式厭氧流化床反應(yīng)器。UBF主要由布水器、污泥層和填主要由布水器、污泥層和填料層構(gòu)成，下方是高濃度顆粒污泥組成的污泥床，上部是填料層構(gòu)成，下方是高濃度顆粒污泥組成的污泥床，上部是填料料。1.上流式污泥床上流式污泥床-過(guò)濾器（過(guò)濾器（Upflow Blanket Filter）結(jié)構(gòu)圖：1.上流式污泥床上流式污泥床-過(guò)濾器（

3、過(guò)濾器（Upflow Blanket Filter）運(yùn)行特點(diǎn)：運(yùn)行特點(diǎn)：1.可用來(lái)處理多種高濃度有機(jī)廢水，但該反應(yīng)器只能處理溶可用來(lái)處理多種高濃度有機(jī)廢水，但該反應(yīng)器只能處理溶解性的有機(jī)物，而不適于處理解性的有機(jī)物，而不適于處理SS濃度較高的有機(jī)廢水。濃度較高的有機(jī)廢水。2.有機(jī)負(fù)荷高，有機(jī)負(fù)荷高，COD容積負(fù)荷可達(dá)容積負(fù)荷可達(dá)1060kgm3d，或，或BOD容容積負(fù)荷大積負(fù)荷大745kgm3d。3.UBF延長(zhǎng)了污泥齡，污泥在反應(yīng)器中的停留時(shí)間一般平均延長(zhǎng)了污泥齡，污泥在反應(yīng)器中的停留時(shí)間一般平均在在100d以上。以上。4.對(duì)水質(zhì)變化的適應(yīng)性高。由于反應(yīng)器中污泥濃度高，因此對(duì)水質(zhì)變化的適應(yīng)性高

4、。由于反應(yīng)器中污泥濃度高，因此提高了反應(yīng)器對(duì)不良情況如濃度變化，有毒有害物質(zhì)的適應(yīng)提高了反應(yīng)器對(duì)不良情況如濃度變化，有毒有害物質(zhì)的適應(yīng)能力。能力。1.上流式污泥床上流式污泥床-過(guò)濾器（過(guò)濾器（Upflow Blanket Filter）5.UBF的突出優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)器上部空間所架設(shè)的填料，不但的突出優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)器上部空間所架設(shè)的填料，不但在其表面長(zhǎng)有微生物，而且在其空隙中截留有懸浮微生物，在其表面長(zhǎng)有微生物，而且在其空隙中截留有懸浮微生物，利用原有的無(wú)效容積增加微生物量，且由于填料的存在，利用原有的無(wú)效容積增加微生物量，且由于填料的存在，粘附氣泡的污泥上浮的過(guò)程中與填料碰撞，使氣泡與污泥粘附氣泡的污

5、泥上浮的過(guò)程中與填料碰撞，使氣泡與污泥加速分離，降低了污泥的流失。加速分離，降低了污泥的流失。2.膨脹顆粒污泥床（膨脹顆粒污泥床（Expanded Granular Sludge Blanket Reactor）膨脹顆粒污泥床膨脹顆粒污泥床(EGSB)改進(jìn)自改進(jìn)自UASB，其構(gòu)造與其構(gòu)造與UASB反應(yīng)器有相似之處，可以分為進(jìn)水配水系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)、三反應(yīng)器有相似之處，可以分為進(jìn)水配水系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)、三相分離區(qū)和出水渠系統(tǒng)。與相分離區(qū)和出水渠系統(tǒng)。與UASB反應(yīng)器不同之處是，反應(yīng)器不同之處是，EGSB反應(yīng)器設(shè)有專門的出水回流系統(tǒng)。反應(yīng)器設(shè)有專門的出水回流系統(tǒng)。EGSB反應(yīng)器一般為圓柱狀塔形，特點(diǎn)是具有

6、很大的高徑反應(yīng)器一般為圓柱狀塔形，特點(diǎn)是具有很大的高徑比，一般可達(dá)比，一般可達(dá)35，生產(chǎn)裝置反應(yīng)器的高度可達(dá)，生產(chǎn)裝置反應(yīng)器的高度可達(dá)1520米。米。顆粒污泥的膨脹床改善了廢水中有機(jī)物與微生物之間的接顆粒污泥的膨脹床改善了廢水中有機(jī)物與微生物之間的接觸，強(qiáng)化了傳質(zhì)效果，提高了反應(yīng)器的生化反應(yīng)速度，從觸，強(qiáng)化了傳質(zhì)效果，提高了反應(yīng)器的生化反應(yīng)速度，從而大大提高了反應(yīng)器的處理效能。而大大提高了反應(yīng)器的處理效能。2.膨脹顆粒污泥床（膨脹顆粒污泥床（Expanded Granular Sludge Blanket Reactor）結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：EGSB 反應(yīng)器主要由反應(yīng)器主要由配水系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)、配水系統(tǒng)

7、、反應(yīng)區(qū)、三相分離器、沉淀區(qū)、三相分離器、沉淀區(qū)、出水系統(tǒng)和出水循環(huán)出水系統(tǒng)和出水循環(huán)系統(tǒng)等構(gòu)成。系統(tǒng)等構(gòu)成。三相分離器的改進(jìn)：三相分離器的改進(jìn)：與與UASB 反應(yīng)器相比反應(yīng)器相比,EGSB 反應(yīng)器內(nèi)的液體上升流速要大得多反應(yīng)器內(nèi)的液體上升流速要大得多,因此必須對(duì)因此必須對(duì)三相分離器進(jìn)行特殊改進(jìn)。改進(jìn)可以有以下幾種方法：三相分離器進(jìn)行特殊改進(jìn)。改進(jìn)可以有以下幾種方法：1.增加一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的葉片增加一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的葉片,在三相分離器底部產(chǎn)生一股向下水流在三相分離器底部產(chǎn)生一股向下水流,有利于污有利于污泥的回流泥的回流。2. 采用篩鼓或細(xì)格柵采用篩鼓或細(xì)格柵,可以截留細(xì)小顆粒污泥可以截留細(xì)小顆粒污泥

8、。3. 在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置攪拌器在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置攪拌器,使氣泡與顆粒污泥分離使氣泡與顆粒污泥分離。4. 在出水堰處設(shè)置擋板在出水堰處設(shè)置擋板,以截留顆粒污泥。以截留顆粒污泥。2.膨脹顆粒污泥床（膨脹顆粒污泥床（Expanded Granular Sludge Blanket Reactor）2.膨脹顆粒污泥床（膨脹顆粒污泥床（Expanded Granular Sludge Blanket Reactor）特點(diǎn)：特點(diǎn)：1.EGSB反應(yīng)器內(nèi)維持較高的液體表面上升流速反應(yīng)器內(nèi)維持較高的液體表面上升流速(2.56m/h)，能在高負(fù)荷，能在高負(fù)荷下取下取 得高處理效率。得高處理效率。 2.反應(yīng)器采用較大的高

9、徑比反應(yīng)器采用較大的高徑比(1540)，細(xì)高型的反應(yīng)器構(gòu)造可有效地減少占，細(xì)高型的反應(yīng)器構(gòu)造可有效地減少占地地 面積。面積。3.EGSB反應(yīng)器的顆粒污泥床呈膨脹狀態(tài)，顆粒污泥性能良好。在高水力反應(yīng)器的顆粒污泥床呈膨脹狀態(tài)，顆粒污泥性能良好。在高水力負(fù)荷負(fù)荷 條件下，顆粒污泥的粒徑較大，凝聚和沉降性能好，機(jī)械強(qiáng)度也較條件下，顆粒污泥的粒徑較大，凝聚和沉降性能好，機(jī)械強(qiáng)度也較高。高。 4.EGSB反應(yīng)器對(duì)布水系統(tǒng)要求較為寬松，但對(duì)三相分離器要求更為嚴(yán)反應(yīng)器對(duì)布水系統(tǒng)要求較為寬松，但對(duì)三相分離器要求更為嚴(yán)格。高格。高 水力負(fù)荷使得反應(yīng)器內(nèi)的攪拌強(qiáng)度加大，這保證了顆粒污泥與水力負(fù)荷使得反應(yīng)器內(nèi)的攪拌強(qiáng)

10、度加大，這保證了顆粒污泥與廢水之間的充廢水之間的充 分接觸，強(qiáng)化了傳質(zhì)過(guò)程，可以有效地解決分接觸，強(qiáng)化了傳質(zhì)過(guò)程，可以有效地解決UASB常見(jiàn)的常見(jiàn)的短流、死角和堵塞短流、死角和堵塞 問(wèn)題。但是在高水力負(fù)荷和產(chǎn)氣浮力攪拌的共同作問(wèn)題。但是在高水力負(fù)荷和產(chǎn)氣浮力攪拌的共同作用下，用下，EGSB反應(yīng)器容易反應(yīng)器容易 發(fā)生污泥流失現(xiàn)象。因此，三相分離器的設(shè)計(jì)發(fā)生污泥流失現(xiàn)象。因此，三相分離器的設(shè)計(jì)成為成為EGSB高效穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)高效穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān) 鍵。鍵。5.EGSB反應(yīng)器采用出水回流技術(shù)。對(duì)于低溫和低負(fù)荷有機(jī)廢水，回流反應(yīng)器采用出水回流技術(shù)。對(duì)于低溫和低負(fù)荷有機(jī)廢水，回流可以增可以增 加反應(yīng)器的水力負(fù)

11、荷，保證處理效果加反應(yīng)器的水力負(fù)荷，保證處理效果;對(duì)于超高濃度或含有毒物對(duì)于超高濃度或含有毒物質(zhì)的有機(jī)廢質(zhì)的有機(jī)廢 水，回流可以稀釋進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)的基質(zhì)濃度和有毒物質(zhì)濃水，回流可以稀釋進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)的基質(zhì)濃度和有毒物質(zhì)濃度，降低其對(duì)微生物的抑制和毒害，這是度，降低其對(duì)微生物的抑制和毒害，這是EGSB區(qū)別于區(qū)別于UASB工藝最為工藝最為突出的特點(diǎn)之一。突出的特點(diǎn)之一。 2.膨脹顆粒污泥床（膨脹顆粒污泥床（Expanded Granular Sludge Blanket Reactor）3.內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（Internal Circulation）內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器

12、（Internal Circulation）內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器(IC)是在是在UASB基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)而來(lái)新型厭氧反應(yīng)器工基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)而來(lái)新型厭氧反應(yīng)器工藝，它相似由藝，它相似由2層層UASB反應(yīng)器上下串聯(lián)而成。高度達(dá)反應(yīng)器上下串聯(lián)而成。高度達(dá)1625m，高徑，高徑比一般為比一般為48.UASB與與IC在運(yùn)行上的差別表現(xiàn)在抗沖擊負(fù)荷方面，在運(yùn)行上的差別表現(xiàn)在抗沖擊負(fù)荷方面，IC可以通過(guò)內(nèi)循可以通過(guò)內(nèi)循環(huán)自動(dòng)稀釋進(jìn)水，有效保證了第一反應(yīng)室的進(jìn)水濃度的穩(wěn)定性。其次環(huán)自動(dòng)稀釋進(jìn)水，有效保證了第一反應(yīng)室的進(jìn)水濃度的穩(wěn)定性。其次是它僅需要較短的停留時(shí)間。是它僅需要較短的停留時(shí)間。3.內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)

13、器（內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（Internal Circulation）結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：反應(yīng)器由下而上共分為反應(yīng)器由下而上共分為5個(gè)區(qū)：個(gè)區(qū)：混合區(qū)、第混合區(qū)、第1厭氧區(qū)、第厭氧區(qū)、第2厭氧厭氧區(qū)、沉淀區(qū)和氣液分離區(qū)。區(qū)、沉淀區(qū)和氣液分離區(qū)。特點(diǎn)：特點(diǎn)：1.容積負(fù)荷高：容積負(fù)荷高：IC反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高，微生物量大，且存在內(nèi)循環(huán)，傳反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高，微生物量大，且存在內(nèi)循環(huán)，傳質(zhì)效果好，進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷可超過(guò)普通厭氧反應(yīng)器的質(zhì)效果好，進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷可超過(guò)普通厭氧反應(yīng)器的3倍以上。倍以上。2.節(jié)省投資和占地面積：節(jié)省投資和占地面積：IC 反應(yīng)器容積負(fù)荷率高出普通反應(yīng)器容積負(fù)荷率高出普通UASB 反應(yīng)器反應(yīng)器3倍

14、倍左右，其體積相當(dāng)于普通反應(yīng)器的左右，其體積相當(dāng)于普通反應(yīng)器的1/41/3 左右，大大降低了反應(yīng)器的基左右，大大降低了反應(yīng)器的基建投資；而且建投資；而且IC反應(yīng)器高徑比很大（一般為反應(yīng)器高徑比很大（一般為48），所以占地面積少。），所以占地面積少。3.抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)：處理低濃度廢水（抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)：處理低濃度廢水（COD=20003000mg/L）時(shí)，）時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水量的反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水量的23 倍；處理高濃度廢水倍；處理高濃度廢水（COD=1000015000mg/L）時(shí)，內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水量的）時(shí)，內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水量的1020倍。倍。大量的循環(huán)水和進(jìn)水充分混合，

15、使原水中的有害物質(zhì)得到充分稀釋，大大量的循環(huán)水和進(jìn)水充分混合，使原水中的有害物質(zhì)得到充分稀釋，大大降低了毒物對(duì)厭氧消化過(guò)程的影響。大降低了毒物對(duì)厭氧消化過(guò)程的影響。4.抗低溫能力強(qiáng)：溫度對(duì)厭氧消化的影響主要是對(duì)消化速率的影響。抗低溫能力強(qiáng)：溫度對(duì)厭氧消化的影響主要是對(duì)消化速率的影響。IC反反應(yīng)器由于含有大量的微生物，溫度對(duì)厭氧消化的影響變得不再顯著和嚴(yán)應(yīng)器由于含有大量的微生物，溫度對(duì)厭氧消化的影響變得不再顯著和嚴(yán)重。通常重。通常IC反應(yīng)器厭氧消化可在常溫條件（反應(yīng)器厭氧消化可在常溫條件（2025 ）下進(jìn)行，這樣減）下進(jìn)行，這樣減少了消化保溫的困難，節(jié)省了能量。少了消化保溫的困難，節(jié)省了能量。3

16、.內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（Internal Circulation）5.具有緩沖具有緩沖pH值的能力：內(nèi)循環(huán)流量相當(dāng)于第值的能力：內(nèi)循環(huán)流量相當(dāng)于第1 厭氧區(qū)的出水回流，可利用厭氧區(qū)的出水回流，可利用COD轉(zhuǎn)化的堿度，對(duì)轉(zhuǎn)化的堿度，對(duì)pH值起緩沖作用，使反應(yīng)器內(nèi)值起緩沖作用，使反應(yīng)器內(nèi)pH值保持最佳狀態(tài)，同值保持最佳狀態(tài)，同時(shí)還可減少進(jìn)水的投堿量。時(shí)還可減少進(jìn)水的投堿量。6.內(nèi)部自動(dòng)循環(huán)，不必外加動(dòng)力：普通厭氧反應(yīng)器的回流是通過(guò)外部加壓實(shí)內(nèi)部自動(dòng)循環(huán)，不必外加動(dòng)力：普通厭氧反應(yīng)器的回流是通過(guò)外部加壓實(shí)現(xiàn)的，而現(xiàn)的，而IC 反應(yīng)器以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán)，反應(yīng)

17、器以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán)，不必設(shè)泵強(qiáng)制循環(huán)，節(jié)省了動(dòng)力消耗。不必設(shè)泵強(qiáng)制循環(huán)，節(jié)省了動(dòng)力消耗。7.出水穩(wěn)定性好：利用二級(jí)出水穩(wěn)定性好：利用二級(jí)UASB串聯(lián)分級(jí)厭氧處理，可以補(bǔ)償厭氧過(guò)程中串聯(lián)分級(jí)厭氧處理，可以補(bǔ)償厭氧過(guò)程中K s高產(chǎn)生的不利影響。高產(chǎn)生的不利影響。Van Lier在在1994年證明，反應(yīng)器分級(jí)會(huì)降低出水年證明，反應(yīng)器分級(jí)會(huì)降低出水VFA濃度，延長(zhǎng)生物停留時(shí)間，使反應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定。濃度，延長(zhǎng)生物停留時(shí)間，使反應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定。3.內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（Internal Circulation）8.啟動(dòng)周期短：?jiǎn)?dòng)周期短：IC反應(yīng)器內(nèi)污泥活性高，生物增殖快，為反應(yīng)器