UASB EGSB和IC三种厌氧反应器比较
啤酒厂啤酒废水处理工艺设计毕业论文
设计总说明本设计为某啤酒厂啤酒废水处理工艺设计。
啤酒废水水质的主要特点是含有大量的有机物，属高浓度有机废水，故其生化需氧量也较大。
该啤酒废水处理厂的处理水量为5000 m3/d。
原污水中各项指标为：BOD浓度为1200 mg/L,COD浓度为2000 mg/L，SS 浓度为700 mg/L。
因该废水BOD值和COD值较大,不经处理会对环境造成巨大污染，故要求处理后的排放水要严格达到国家二级排放标准,即：BOD≤20 mg/ L，COD≤100 mg/ L，SS≤70 mg/ L。
经分析知该处理水质属易生物降解又无明显毒性的废水，可采用两级生物处理以使出水达标。
一级处理主要采用物理法，用来去除污水中的悬浮物质和无机物。
二级处理主要采用生物法,包括厌氧生物处理法中的UASB法和好氧生物处理法中的SBR法，可有效去除污水中的BOD、COD。
本设计工艺流程为：啤酒废水→ 格栅→ 污水提升泵房→ 调节沉淀池→ UASB反应器→预曝气沉淀池→ SBR池→处理水（污泥）整个工艺具有总投资少，处理效果好，工艺简单，占地面积省，运行稳定，能耗少的优点。
关键词：啤酒废水处理，高浓度有机废水，UASB法，SBR法General information of designThis design is the brewery water treatment of a Beer Company. The main distinguishing feature of the brewery water is that it contains massive organic matters and it belongs to the high concentration organic wastewater, so its biochemical oxygen demand is also high. Them/3. The concentrations of water which needs to be treated in the beer wastewater is 5000 dBOD, COD and SS are 1200 mg/L, 2000mg/L and 700 mg/L, respectively. For the high value of BOD and COD for the brewery water, it can pollute the environment if it is dischargedwithout disposal. So it is required to be strictly meet the secondary discharge standard of National Wastewater Discharge Standards which requests BOD≤20 mg/ L, COD≤100 mg/ L, SS≤70 mg/ L.After the analysis, the brewery water can biodegrade easily and has no obvious toxicity, so we use two levels of biological treatment to treat the drained water meet the designated standard. The first level of processing mainly uses the physical methods, which remove the suspended matter and the inorganic substance in the wastewater. The second level of processing is the biological methods, contains UASB (Up flow anaerobic sluge blanket) of anaerobic oxygen biology methods and SBR (Sequencing Batch Reactor) of demand oxygen biology methods, which could reduce BOD and COD in the waste water. The technological process of this design is:Beer wastewater → Screens →Swage lift pump house → Regulates sendimatation tank →Tank of UASB →pre-aeration sedimentation tank → Tank of SBR →Treatment water (sludge) .The technology has many advantages such as low investment, high efficiency, simple process, less occupied area, steady running and energy saving.Keyword: Brewery Water，High Concentration of Organic Wastewater，UASB Process，SBR Process1 前言啤酒是当今风靡世界最流行的饮料之一，我国啤酒厂的吨酒耗水量较大，一般为8 t～12 t，部分厂家可达10 t～20 t，每生产1 t啤酒将产生废液4 mL，而西方先进国家每产1 t啤酒废水排放量约4 mL，废水排放接近于耗水量的90％。
UASB与IC及USR区别
1、UASB与IC的区别UASB与IC在运行上最大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，对可生化性好的废水的确是优点。
大家同意因为IC运行稳定，抗冲击负荷效果好，容积负荷高，投资省等许多优于UASB的优点，是否就应该因此而放弃再选有UASB了呢？IC缺点尤其在污水可生化性不是太好的情况下，由于水力停留时间比较短去除率远没有UASB高，增加了好氧的负担。
另外，IC由于气提内循环，特别是对进水水质不太稳定的厂，导致IC出水水量极不稳定，出水水质也相对不稳定，有时可能还会出现短暂不出水现象，对后序处理工艺是有影响的。
UASB比IC突出优点就是去除率高，出水水质相对稳定。
但IC优点还是很多的，特别是对于高SS进水，比UASB有明显优势，由于IC上升流速很大，SS不会在反应器内大量积累，污泥可以保持较高活性。
对于有毒废水也是如此！IC运行温度的设计完全和UASB一样，在调试运行上和UASB区别不大，只是在刚进水调试时尽可能采用水力负荷高些，然后逐步交互提升水力、有机负荷，尽可能在负荷提升过程中保证第一反应室上升流速大于10m/小时，但最大水力负荷最好控制在２0m/小时以下，这样即保证第一反应室污泥床的传质效果，也避免污泥流失．冬季进水管道及反应器最好保保温，因为厌氧菌对温度波动特敏感，对负荷波动适应要相对好的多．其实ＩＣ的调试比ＵＡＳＢ要好调的多，能调试好ＵＡＳＢ的，应该调试好ＩＣ没有太大问题．不是应为上升流速大，会不好控制而延长调试周期．ＩＣ它对进水水质的要求仅是相对稳定就行，它要求高的上升流速仅是满足第一反应室污泥床处于膨化状态，加大传质效果，ＩＣ的高度较高，你不必太担心会有污泥流失，因为内部它有两层三相分离，更何况第一反应室产气量较大，绝大部分沼气被第一反应室分离收集提升到顶部的气水分离气包进行气与泥水的分离．第二反应室气量少泥水更易分离沉降．若接种颗粒污泥基本一个月便可达到设计负荷是没有问题的，絮状污泥可能需三到五个月。
UASB和IC反应器异同比较
U A S B和I C反应器异同比较Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998UASB和IC反应器异同比较及应用摘要：本文扼要介绍了UASB和IC反应器的概念和其工作原理及基本构造，并通过列举应用实例详细比较了两者的异同点，最后总结了UASB和IC工艺的特点及前景。
关键词：UASB；IC；比较；啤酒废水Similarities and differences of USAB and ICAbstract: This article succinctly introduced UASB and IC’s concept and its principle of work and the fundamental construction, and through enumerated the application example to compare both similarities and differences spot in detail, finally summarized UASB and IC’s craft characteristic and the prospect.Key words: UASB; IC; compare; beer waste water和IC反应器工艺原理UASB反应器UASB简介上流式厌氧污泥床反应器是一种处理污水的厌氧生物方法，又叫升流式厌氧污泥床，英文缩写UASB，由荷兰Lettinga教授于1977年发明。
污水自下而上通过UASB。
反应器底部有一个高浓度、高活性的污泥床，污水中的大部分有机污染物在此间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。
因水流和气泡的搅动，污泥床之上有一个污泥悬浮层。
反应器上部有设有三相分离器，用以分离消化气、消化液和污泥颗粒。
消化气自反应器顶部导出；污泥颗粒自动滑落沉降至反应器底部的污泥床；消化液从澄清区出水。
内循环厌氧反应器
水处理内循环厌氧反应器内循环厌氧反应器(internal circulation reaction ，IC)，是荷兰PAQUES于20世纪80年代中期在UASB反应器的基础上开发成功的第3代超高效厌氧反应器。
到1988年，世界上第1座生产性规模的IC反应器在荷兰投人运行，到目前为止，已成功地应用于啤酒生产、造纸、食品加工、柠檬酸等的生产。
IC反应器与以UASB为代表的第2代厌氧反应器相比，在容积负荷、电耗、工程造价、占地面积等诸多方面，具有绝对的优势，是对现代高效厌氧反应器的一种突破，有着重大的理论意义和实用价值，进一步研究和开发IC反应器，推广其应用范围已成为当前厌氧处理的重点内容之一。
1.1 IC反应器的基本构造IC反应器可以看作是由2个UASB反应器叠加串联构成，高径比一般为4一8，高度可达16一25m。
由5部分组成:混合区、第1反应区、第2反应区、内循环系统和出水区。
其中内循环系统是IC反应器的核心部分，由一级三相分离器、沼气提升管、气液分离器和污泥回流管组成。
参见图1。
1.2进液和混合布水系统通过布水系统泵人反应器内，布水系统MA 液与从IC反应器上部返回的循环水、反应器底部的污泥有效地混合，由此产生对进液的稀释和均质作用。
为了进水能够均匀的进入IC 反应器的流化床反应室，布水系统采用了一个特别的结构设计。
1.3流化床反应室在此部分，和颗粒污泥混合物在进水与循环水的共同推动下，迅速进人流化床室。
废水和污泥之间产生强烈而有效的接触。
这导致很高的污染物向生物物质(即颗粒污泥)的传质速率。
在流化床反应室内，废水中的绝人部分可生物降解的污染物被转化为生物气。
这些生物气在被称为一级沉降的下部三相分离器处收集并导人气体提升器，通过这个提升装置部分泥水混合物被传送到反应器最上部的气液分离器，气体分离后从反应器导出。
1.4内循环系统在气体提升器中，气提原理使气、水、污泥混合物快速上升，气体在反应器顶部分离之后，剩余的泥水混合物经过一个同心的管道向下流人反应器底部，由此在反应器内形成循环流。
内循环5.5(IC)厌氧反应器
（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。
（5）具有缓冲pH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起缓冲作用，使反应器内pH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。
（1）UASB反应器的构造 UASB反应器包括以下几个部分：进水和配水系统、 反应器的池体和三相分离器。如果考虑整个厌氧系统还 应该包括沼气收集和利用系统。在UASB反应器中最重 要的设备是三相分离器，这一设备安装在反应器的顶部 并将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。
出水堰
三相分离器
沼 气
水
处理 水
沼气 污泥 悬浮污泥区 颗粒污泥区 配 水 系 统 污 泥
开放式UASB反应器 反应器 开放式
（2）UASB颗粒污泥的形成与特征 1）污泥颗粒化的意义 在厌氧反应器中颗粒污泥的形成过程称之为污泥颗 粒化。 ① 使污泥具有良好的沉淀性，能在很高产气量和上向 流速下以较高浓度保留在反应器内，因此可以使之承 受更高的有机容积负荷和水力负荷； ② 细菌形成的污泥颗粒状聚集体是一个微生态的系统， 其中不同类型的微生物种群形成了共生或互生体系， 有利于形成微生物生长、生理生化的条件；
③ 颗粒污泥的形成利于其中的微生物对营养的吸收， 利于有机物降解； ④ 颗粒污泥使诸如乙酸菌和利用氢的细菌等的发酵菌 的中间产物的扩散距离大大缩短； ⑤ 在诸如pH和毒性物质等废水水质骤变时，颗粒污泥 性能维持在一个相对稳定的微环境中而代谢过程继续进 行。
UASB EGSB和IC三种厌氧反应器比较
UASB 、EGSB 和IC 三种厌氧反应器比较UASB 、EGSB 和IC 是在高负荷有机废水处理中最常见的三种厌氧反应器。
这三种反应器结构不同，处理能力各异，今天我们将这三种厌氧反应器进行详细比较，分别说一说他们的优缺点。
1. 厌氧生物处理的基本原理厌氧生物处理，就是利用厌氧微生物的代谢特性,将废水中有机物进行还原,同时产生甲烷气体的一种经济而有效的处理技术。
废水厌氧生物处理技术（厌氧消化），就是在在无分子氧条件下，通过厌氧微生物的作用，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。
厌氧与好氧过程的根本区别，就是不以分子态氧作为受氢体，而以化合态的氧、碳、硫、氢等作为受氢体。
COD →微生物CH 4+CO 2+H 2O+H 2S+NH 3+微生物2. 厌氧处理技术发展历史3. 三代厌氧反应器的演变4. 三种厌氧反应器比较(1) UASB反应器UASB反应器是第二代厌氧反应器，它的优缺点如下：优点：•有机负荷居第二代反应器之首•污泥颗粒化使反应器对不利条件抵抗性增强•简化工艺，节约投资与运行费用•提高容积利用率，避免堵塞问题缺点：•内部泥水混合较差不利于微生物和有机物之间的传质•当液相和气相上升流速较高时会出现污泥流失，导致运行不稳定•水力负荷和反应器有机负荷无法进一步提高(2) EGSB反应器EGSB反应器相当于改进型UASB反应器，属于第三代厌氧反应器，它的优缺点如下：优点：•提高反应器内的液体上升流速,•颗粒污泥床层充分膨胀•污水与微生物之间充分接触,加强传质效果•避免反应器内死角和短流的产生•占地面积较UASB小缺点：•反应器较高•采用外循环，动力消耗大(3) IC反应器IC反应器属于第三代厌氧反应器，它的内部结构相当于两个UASB叠加。
优点：•内循环结构,利用沼气膨胀做功,无须外加能源,实现内循环污泥回流•实现了“高负荷与污泥流失相分离”•引入分级处理,并赋予其新的功能•抗冲击负荷能力强•基建投资省，占地面积少，节能缺点：•进水需预处理•结构复杂,维护困难•出水需后处理。
厌氧发酵反应器选型计算
厌氧发酵反应器选型计算
厌氧发酵反应器是一种用于生物质废弃物处理和能源生产的设备。
在选型计算时，需要考虑以下几个方面：
1. 反应器类型：常见的厌氧发酵反应器有UASB反应器、IC反应器、EGSB反应器等。
不同类型的反应器适用于不同的废弃物处理和能源生产需求，需要根据具体情况进行选择。
2. 反应器尺寸：反应器尺寸的选择需要考虑废弃物产生量、反应器处理能力、反应器的可操作性等因素。
一般来说，反应器的体积越大，处理能力越强，但是也会增加反应器的成本和操作难度。
3. 反应器操作条件：反应器的操作条件包括温度、压力、pH值、进料速率等。
这些操作条件需要根据反应器类型和废弃物特性进行调整，以保证反应器的高效运行和产生高质量的产物。
4. 反应器材料：反应器材料的选择需要考虑反应器的耐腐蚀性、耐压性、耐高温性等因素。
常见的反应器材料包括不锈钢、玻璃钢、聚乙烯等。
5. 反应器运行成本：反应器的运行成本包括能源消耗、维护费用、废弃物处理费用等。
需要根据反应器的实际运行情况进行评估，以确定反应器的经济性和可
行性。
以上是厌氧发酵反应器选型计算需要考虑的几个方面，需要根据具体情况进行选择和评估，以保证反应器的高效运行和产生高质量的产物。
IC描述
作用：消耗大部分有机物，大幅降低污水中污染物的浓度，提高出水水质，同时产生具有利用价值的沼气。
厌氧技术可以归结为以下几种：•颗粒污泥技术： IC反应器和EGSB/UASB• 厌氧滤器：用厌氧絮状污泥• 厌氧塘•其他反应器：厌氧膜工艺，流化床该项目可选用的厌氧反应器有IC反应器和UASB反应器，二者的对比如下：表4-1 IC反应器与UASB反应器对比通过IC反应器和UASB反应器的对比，确定采用IC反应器进行厌氧处理。
IC反应器的构造特点是具有很大的高径比，可达2-5，反应器的高度通常为16-24m。
从外观上看，IC反应器由第一厌氧反应室和第二厌氧反应室叠加而成，每个厌氧反应器的顶部各设一个气-固-液三相分离器，如同两个UASB反应器的上下重叠串联。
IC反应器的进水由反应器底部的布水系统分配进入膨胀床室，与厌氧颗粒污泥均匀混合，大部分有机物在这里被转化成沼气，产生的沼气被第一级三相分离器收集。
沼气将沿着上升管上升，沼气上升的同时把反应室的混合液提升至反应器顶部的气液分离器。
被分离出的沼气从气液分离器的顶部的沼气管排走，分离出的泥水混合液沿着下降管返回到膨胀床室的底部，并与底部的颗粒污泥和进水充分混合，实现了混合液的内循环。
内循环的结果使膨胀床室不仅有很高的生物量，很长的污泥龄，并具有很大的升流速度，使该室内的颗粒污泥床完全达到流化状态，达到很高的传质速率，加速厌氧生化反应速率，从而大大提高有机物去除率。
IC反应器由四个不同的功能部分组合而成：混合区、膨胀床部分、精处理区和回流部分。
混合区：在反应器的底部，进入的污水与颗粒污泥及内部气体循环所带回的出水有效的混合，对原水进行有效的稀释和混合；膨胀床部分：这一区域由包含高浓度颗粒污泥的膨胀床构成。
反应产生的沼气和内循环回流引起较高的上升流速，使反应器内的颗粒污泥处于膨胀状态。
颗粒污泥和污水之间有效的接触使得污泥具有高的活性，可以获得高的有机负荷和转化效率；精处理区：这一区域的污泥负荷相对较低，水力停留时间相对较长和推流的流态相对平稳，而且沼气在精处理区产生的扰动小，使得生物可降解的COD几乎全部去除。
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UASB 、EGSB 和IC 三种厌氧反应器比较
UASB 、EGSB 和IC 是在高负荷有机废水处理中最常见的三种厌氧反应器。
这三种反应器结构不同，处理能力各异，今天我们将这三种厌氧反应器进行详细比较，分别说一说他们的优缺点。
1. 厌氧生物处理的基本原理
厌氧生物处理，就是利用厌氧微生物的代谢特性,将废水中有机物进行还原,同时产生甲烷气体的一种经济而有效的处理技术。
废水厌氧生物处理技术（厌氧消化），就是在在无分子氧条件下，通过厌氧微生物的作用，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。
厌氧与好氧过程的根本区别，就是不以分子态氧作为受氢体，而以化合态的氧、碳、硫、氢等作为受氢体。
COD →微生物
CH 4+CO 2+H 2O+H 2S+NH 3+微生物
2. 厌氧处理技术发展历史
3. 三代厌氧反应器的演变
4. 三种厌氧反应器比较
(1) UASB反应器
UASB反应器是第二代厌氧反应器，它的优缺点如下：
优点：
•有机负荷居第二代反应器之首
•污泥颗粒化使反应器对不利条件抵抗性增强
•简化工艺，节约投资与运行费用
•提高容积利用率，避免堵塞问题
缺点：
•内部泥水混合较差不利于微生物和有机物之间的传质
•当液相和气相上升流速较高时会出现污泥流失，导致运行不稳定
•水力负荷和反应器有机负荷无法进一步提高
(2) EGSB反应器
EGSB反应器相当于改进型UASB反应器，属于第三代厌氧反应器，它的优缺点如下：优点：
•提高反应器内的液体上升流速,
•颗粒污泥床层充分膨胀
•污水与微生物之间充分接触,加强传质效果
•避免反应器内死角和短流的产生
•占地面积较UASB小
缺点：
•反应器较高
•采用外循环，动力消耗大
(3) IC反应器
IC反应器属于第三代厌氧反应器，它的内部结构相当于两个UASB叠加。
优点：
•内循环结构,利用沼气膨胀做功,无须外加能源,实现内循环污泥回流•实现了“高负荷与污泥流失相分离”
•引入分级处理,并赋予其新的功能
•抗冲击负荷能力强
•基建投资省，占地面积少，节能
缺点：
•进水需预处理
•结构复杂,维护困难
•出水需后处理。