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高效厌氧反应器

发表时间:2019-05-26 21:06
文章附图

一、技术背景

  厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物(包括兼氧微生物)的作用,将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的。厌氧生物处理法不仅适用于高浓度有机废水,进水BOD最高浓度可达数万mg/l,也可适用于低浓度有机废水,如城市污水等。

  厌氧生物处理过程能耗低;有机容积负荷高,一般为3-10kgCOD/m³.d,最高的可达12-20kgCOD/m³.d;剩余污泥量少;厌氧菌对营养需求低、耐毒性强、可降解的有机物分子量高;耐冲击负荷能力强;产出的沼气是一种清洁能源。其生物降解过程分成三个反应阶段。

  第一阶段是,废水中的溶性大分子有机物和不溶性有机物水解为溶性小分子有机物。

  反应的第二阶段为产酸和脱氢阶段。水解形成的溶性小分子有机物被产酸细菌作为碳源和能源,最终产生短链的挥发酸,如乙酸等。

  在废水的厌氧生物处理过程中,有机物的真正稳定发生在反应的第三阶段,即产甲烷阶段。产甲烷的反应由严格的专一性厌氧细菌来完成,这类细菌将产酸阶段产生的短链挥发酸(主要是乙酸)氧化成甲烷和二氧化碳。

高效厌氧反应器-图片1.png

图 1-1 厌氧处理的连续反应过程

  厌氧生物处理的显著优点是:①处理过程消耗的能量少,约为需氧生物处理的1/10至1/6,同时可产生沼气作为能源。每千克化学需氧量 (COD)基质一般可产沼气0.5~0.7米3,含甲烷约50~70%。②有机物的去除率高,一般能达到85%以上。③厌氧条件下去除每克COD基质能获得自由能100~300卡,只有需氧条件下的1/10,因此只有少量有机物被同化为菌体,所以沉淀的污泥量少,而且污泥较易脱水,是优质肥料。④厌氧处理过程中由于缺氧、游离氨和温度等因素的作用,可杀死污水和污泥中的病原菌、病毒和寄生虫卵。⑤一般不需投加氮、磷等营养物质。⑥厌氧可以对好氧微生物不能降解的一些有机物进行降解或部分降解;因此,对于污水中含有难降解有机物质时,利用厌氧工艺进行处理后的效果更好一些,或者也可以将厌氧工艺作作为提高污水可生化性预处理工艺,为后续好氧处理工艺处理效果提供基础。

二、聚光环保高效厌氧反应器介绍:

       1、UASB

       UASB反应器污泥床区主要有高效厌氧反应器-图片2.png沉降性能良好的厌氧污泥组成,浓度可达到50-100g/L或更高。沉淀悬浮区主要靠反应过程中产生的气体的上升搅拌作用形成,污泥浓度较低,一般在5-40g/L范围内,在反应器的上部设有气(沼气)、固(污泥)、液(废水)三相分离器,分离器首先使生成 的沼气气泡上升过程偏折,穿过水层进入气室,由导管排出。脱气后混合液在沉降区进一步固、液分离,沉降下的污泥返回反应区,使反应区内积累大量的微生物。待处理的废水由底部布水系统进入,澄清后的处理水从沉淀区溢流排除。在UASB反应器中能得到一种具有良好沉降胜能和高比产甲烷活性的颗粒厌氧污泥,因而相对其他的反应器有一定优势:颗粒污泥的相对密度比人工载体小,靠产生的气体来实现污泥与基质的充分接触,省却搅拌和回流污泥设备和能耗;三相分离器的应用省却了辅助脱气装置;颗粒污泥沉降性能良好,避免附设沉淀分离装置和回流污泥设备:反应器内不需投加填料和载体,提高容积利用率。

2、IC

       IC内循环厌氧反应器为荷兰帕克公司高效厌氧反应器-图片3.png的专利产品,目前帕克公司在全球有300多台IC反应器得以应用。相对于UASB只在顶部有一级三相分离器,IC内循环反应器具有两级三相分离器。IC反应器实际上由两级UASB构成,底部UASB负荷高,顶部负荷低。因为在一级分离时收集了大量沼气,其对废水的扰动减少,使得在二级三相分离中得到更好的气、水、泥分离效果。二级分离的lC反应器确保了最佳的污泥停留时间,这样对于处理一些化工废水是很有利的,因为这些废水厌氧污泥产量很小。IC反应器具有一个自调节的气提内循环结构,循环废水与原水混合将稀释进水浓度。内循环作用所带来的能量使得泥水在底部混合更加充分,从而污泥活性也得到增加。IC内循环所行成的废水内部稀释可以减少生产所带来的负荷波动。IC反应器的容积负荷(15-30kgCOD/m³)为UASB(7-15kgCOD/m³)的两倍。


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