UASB厭氧反應器
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全的厭氧反應器匯總及其優劣探析

2020-05-18 14:50:33

全的厭氧反應器匯總及其優劣探析

食品、生物、化工等行業排放大部分廢水都屬于高濃度有機廢水,僅利用常規的物化、生化處理較難達到處理目的,同時存在投資大,操作管理難,運行成本高等一系列問題。隨著科研的不斷深入,厭氧反應器作為一種生物膜處理方法漸漸登上舞臺,它主要是利用微生物與污水中的有機物接觸吸附分解有機物,以達到有效處理有機廢水、廢棄物的目的。

目前厭氧反應器的發展已經歷了三代,本期小沼將對這三代具代表性的厭氧反應器及其優劣勢進行梳理,望對君從事有機廢水、廢棄物處理及大中型沼氣工程的建設有所幫助!

一代反應器以厭氧消化池為代表,廢水與厭氧污泥完全混合,屬低負荷系統。包括:常規厭氧反應器(CADT)、全混式反應器(CSTR)、厭氧接觸消化器(ACP)等。

1常規厭氧反應器(CADT)

常規厭氧反應器也叫常規沼氣池,是一種結構簡單、應用廣泛的工藝類型。

該消化器無攪拌裝置,原料在其中呈自然沉淀狀態,一般分為4層,自上而下依次為浮渣層、上清液層、活性層和沉渣層,其中易于消化、活動旺盛的場所只限活性層,因而效率較低。

2全混式反應器(CSTR)

全混式消化器是在常規消化器中安裝了攪拌裝置,使得原料處于完全混合狀態,因而,使得活性區域遍布于整個消化區,效率相比于常規消化器明顯提高,故又稱消化器。該消化器常采用恒溫連續投料或半連續投料運行,適用于高濃度

及含有大量懸浮固體原料的處理。

攪拌器工作原理

工藝優點

1、原料適應性廣。適用于畜禽糞便等各種有機垃圾,城市污水廠污泥穩定化處理及高濃度、高懸浮物、難降解有機廢水的處理。  

2、消化池具有完全混合的流態,原料與底物接觸充分,發酵速率高,容積產氣率較高。

3、消化器內溫度分布均勻。

4、厭氧消化反應與固液分離在同一個池內實現,結構簡單、能耗低、運行管理方便。

5、由于有強制機械攪拌,在高濃度狀態可有效控制原料的沉淀、分層以及表層浮渣結殼、氣體溢出不暢和短流等問題。

工藝缺點

1、工藝池體體積較大,負荷較低。

2、無法分離水力停留時間和固體停留時間,污泥停留時間等于水力停留時間,反應器內不能累計足夠濃度的污泥,不能滯留微生物。

3厭氧接觸消化器(ACP)

厭氧接觸工藝反應器是完全混合式的,是在CSTR基礎上進行了改進的一種效率較高厭氧反應器。反應器排出的混合液首先在沉淀池中進行固液分離,污水由沉淀池上部排出,沉淀池下部的污泥被回流至厭氧消化池內。

工藝優點

1、保證污泥不流失,提高厭氧消化池內污泥濃度。

2、與普通厭氧消化池相比,水力停留時間大大縮短。

3、反應器的有機負荷率和處理效率較高。

4、適用于SS濃度較高的廢水處理,如生活污水和工業廢水。

5、易啟動。

6、耐沖擊負荷。

工藝缺點

1、去除率相對較低,增加好氧負擔。

2、需污泥回流,固液分離相對困難。

3、出水水質也相對較差,對后序處理工藝產生影響。

二代厭氧反應器

二代反應器可以將固體停留時間和水力停留時間分離,能保持大量的活性污泥和足夠長的污泥齡,并注重培養顆粒污泥,屬高負荷系統。包括:厭氧濾池(AF)、厭氧流化床和膨脹床反應器(AFBR)、升流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧折流板反應器(ABR)等。

IC厭氧反應器

1附著膜型消化器

附著膜型消化器的特征是在反應器內安裝有惰性支持物(又稱填料)供微生物附著,并形成生物膜。進料中的液體和固體在穿過填料時,滯留微生物附著在生物膜內,并且在HRT相當短的情況下,可阻止微生物沖出。因其具有短的SRT而影響固體物的轉化,這類反應器只適用于處理低濃度、低SS有機廢水。這種消化器主要有厭氧濾器、流化床和膨脹床兩種。

1)厭氧濾器(AF)

AF是采用填充材料作為微生物載體的一種高速厭氧反應器,厭氧菌在填充材料上附著生長,形成生物膜。生物膜與填充材料一起形成固定的濾床。厭氧濾床可分為上流式厭氧濾床和下流式厭氧濾床二種。

工藝優點

1、處理能力高,濾池內可以保持較高的微生物濃度。

2、不需另設泥水分離設備,出水SS較低。

3、低操作費用,無需攪拌、效率高、運轉穩定、可承受負荷變化。

4、出泥少,能耗低。

工藝缺點

1、填料費用高。

2、啟動期較長。

3、易發生堵塞和短路。

4、微生物積累,增加了運轉期間料液的阻力。

2)厭氧流化床和膨脹床反應器(AFBR)

流化床和膨脹床反應器屬于附著生長型生物膜反應器,在其內部填有像砂粒一樣大小的(半徑0.2~0.5mm)惰性顆粒供微生物附著,如焦炭粉、硅藻土、粉炭灰和合成材料等,當有機污水自下而上穿過細小的顆粒層時,污水和所產氣體的升流速度足以使介質顆粒呈膨脹或流動狀態,每一個顆粒表面都被生物膜所覆蓋,能支持更多的微生物附著,使MRT比HRT更長,因而使消化器具有更高的效率。

工藝優點

1、有較大表面積供微生物附著。

2、能承受負荷的變化。

3、可以達到更高的負荷。

4、在長時間停運后可更快地啟動。

5、高濃度的微生物使運行更穩定。

6、消化器內混合狀態較好。

工藝缺點

1、使顆粒膨脹或流態化需較高能耗和維持費。

2、支持介質易被沖出,損壞泵或其他設備。

3、有時需要脫氣裝置從出水中有效地分開介質顆粒和懸浮固體。

2

上流式厭氧污泥床反應器(UASB)

UASB是目前發展快的消化器之一,其特征是自下而上流動的污水流過膨脹的顆粒狀的污泥床。消化器分為三個區,即污泥床、污泥層和三相分離器。分離器將氣體分流并阻止固體物漂浮和沖出,使MRT比HRT大大增長,產甲烷效率明顯提高,污泥床區平均只占消化器體積的30%,但80~90%的有機物在這里降解。

三相分離器是UASB厭氧消化器的關鍵設備,主要功能是氣液分離、固液分離和污泥回流,但均由氣封、沉淀區和回流縫組成。

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