厌氧处理技术和实践(帕克公司戚恺)
帕克（IC）与ADI（Hybrid）以及普拉克（ANAMET）厌氧反应器的比较
帕克（IC）与ADI（Hybrid）以及普拉克（ANAMET）厌氧反应器的比较一、简介IC工艺的特点，我在这里不多加介绍了，在销售模版及中英文版的”For water”里有详细的介绍，下面着重介绍一下ADI的Hybr id及普拉克的ANA MET工艺。
1．ADI（Hybrid）该反应器内似与UASB+AF。
该反应器下层为上流式污泥床UASB，约占反应器总体积的40％，上层为固定膜UFF，占60％的空间(见图)。
Hybrid反应器以絮状污泥或颗粒污泥启动运行均可。
80％的COD 在下层的UASB被去除，有20％在上部的UFF被去除。
UFF填料为UPVC材质，由无数组1 m×0．5 m×0．5m 的填料模块叠成60o的折流上升通道，为微生物提供了具有极大表面积的附着生长的载体，既是一个内部深度处理系统。
又是一个高效气、液、固三相分离器，同时也相当于一个大型的斜板澄清装置(薄片型)，能够最大限度地把污泥截留在反应器内部。
Hybrid的出水部分回流，经循环泵提升后与进水混合，用以缓冲进水污染负荷变化以及缓冲碱度。
进水分配系统将废水分布到整个反应器底部，同时配有清洗管线，这些管线与池底进水管线末端相连并贯穿填料层及反应器盖子，通过它可用高压水清洗去除布水系统中的阻塞物。
为防止进水S S过高造成UFF填料堵塞，在处理制浆造纸废水时，废水经过斜筛初步除去S S后，在Hybrid的进水管上还要增设过滤器以进一步去除水中的SS。
Hybrid顶部为浮动膜盖设计，膜盖下压力略低于大气压。
沼气通过浮动膜盖下的通道聚集到H ybrid膜盖的周边。
沼气风机将沼气抽出并送去燃烧或供厂内锅炉利用，也可以用来发电。
帕克环保 专利分解
3.产氢产乙酸阶段
CH3COO-
产氢产乙酸阶段 产酸菌的产物被乙酸菌转化为乙酸、氢和二氧化碳 CH3CHOCOOH +2H2O→CH3COO-+HCO3-+H++2H2 △G’=-4.2kJ /mol (乳酸) CH3CH2OH +H2O→CH3COO-+H++2H2 △G’=+9.6kJ /mol (乙醇) CH3CH2CH2COO- +H2O→2CH3COO- +H++2H2 △G’=+48.1kJ /mol (丁酸) CH3CH2COO- +3H2O→CH3COO-+HCO3-+ H++3H2 △G’=+76.1kJ /mol (丙酸) CH3OH +CO2→CH3COO-+2H2O △G’=-29kJ /mol (甲醇) HCO3-+ 4H2 +H+ → CH3COO-+ 4H2O △G’=-70.3kJ /mol (碳酸)
附着大量化学有毒物的TSS侵蚀微生物、 污泥床层增加、使介质传递受阻
厌氧反应控制参ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ温度
温度显著影响微生物的活性！
温度是影响微生物活性和生长速率的一个重要因素
●在10-30℃之间每升温1摄氏度活性约增加10%。
●如果反应器内温度上升10 ℃，产甲烷菌的活性就增 大一倍 ●如果温度超过40℃，甲烷菌的活性会急速下降
厌氧—好氧
CH4+CO2 75%
营养盐: CODbd:N:P 350:5:1
营养盐: CODbd:N:P 100:5:1
H2O+CO2 45%
帕克污水处理系统操作手册.doc
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本手册主要为纸业有限焦作瑞丰公司厌氧BIOPAQ IC 反应器工艺而编写。
废水处理设施的宗旨是减轻废水中的污染物(COD)。
本手册编写的尽可能齐全，但仍有不全之处可查阅其他文件。
这本手册按下列结构编写：第一册：项目信息第二册：废水生化处理的基本理论第三册：安全手册第四册：废水处理厂工艺过程描述第五册：系统控制功能说明第六册：IC反应器介绍及运行、故障处理方法第七册：废水处理厂的检查和维护必要程序第八册：实验室及日常分析要求第九册：名词解释.务请在运行废水处理厂之前阅读本手册!XXXX有限公司污水处理系统操作手册第一册－项目信息1. 介绍 (6)1.1 总述 (6)1.2 相关文件 (6)1.3 制造商 (6)1.4 本文件的宗旨 (7)1.5 版权 (7)1.6 职责 (7)本手册将提供BIOPAQ IC®厌氧反应器及相关项目的基本信息。
1.1总述BIOPAQ IC®厌氧反应器由帕克环保技术(上海)有限公司提供专门设计用于处理XXXX有限责任公司的造纸生产废水。
在运行废水处理厂之前必须首先仔细阅读本手册以确保操作安全。
操作和维护必须由具相应资质的人员进行。
1.2相关文件下列文件为与本手册相关的文件：∙到货部件的相关手册∙分析方法1.3制造商本装置供货商为:帕克环保技术(上海)有限公司1.4本文件的宗旨本手册主要针对厌氧废水处理厂，并同时提供好氧处理的相关知识。
本手册将提供下列有关信息：∙安全规范∙厌氧技术∙厌氧系统的操作∙维护∙技术详述对于非帕克环保技术(上海)有限公司提供的设备的维护和校正，需参考制造商或供应商提供的手册。
内循环厌氧反应器(IC)的工作原理是什么
内循环厌氧反应器(IC)的工作原理是什么?内循环(internal circulation)厌氧反应器，简称IC反应器，是20世纪80年代中期由荷兰帕克(PAQUES)公司开发，也是在UASB反应器基础上发展起来的第三代厌氧反应器。
IC反应器的基本构造如图6-5-35所示。
它可以看作是由两层UASB反应器串联而成，反应器从下而上分为5个区，即混合区、第一厌氧反应室、第二厌氧反应室、沉淀区和气液分离区。
IC反应器是在一个反应器内将废水有机物的降解分解为两个阶段，底部一个阶段(第一厌氧反应室)处于高负荷，上部一个阶段(第二厌氧反应室)处于低负荷。
IC反应器的工作原理是：废水从反应器的底部进入第一厌氧反应室与颗粒污泥均匀混合，大部分有机物在这里被降解而转为沼气。
混合液的上升流和沼气的剧烈扰动，使污泥量膨胀成流化状态，加强了进水与颗粒污泥的充分接触。
所产生的沼气被第一厌氧反应室的集气罩收集。
沼气将沿着提升管上升，在沼气上升的同时，将第一厌氧反应室的混合液提升至IC反应器顶部的气液分离器。
被分离出的沼气从气液分离器顶部的排气管引走，而分离出的泥水混合液沿着回流管返回到第一厌氧反应室的底部，并与底部的颗粒污泥和进水再充分混合，实现了混合液的内部循环。
经过第一厌氧反应器处理过的废水，会自动进入第二厌氧反应器，继续进行生化反应，由于上升流速降低(一般2～6m/h),因此第二厌氧反应室还具有厌氧反应器与沉淀区之间的缓冲段作用，对防止污泥流失及确保沉淀后的出水水质起着重要作用。
由于第二厌氧反应器进一步降解废水中剩余有机物，使废水得到更好净化，提高了出水水质，而产生的沼气通过集气管进入气液分离器。
第二厌氧反应室的混合液在沉淀区进行固液分离，上清液由排水管排出，沉淀的污泥自动返回第二厌氧反应室。
IC反应器具有处理容量高、投资少、占地省、运行稳定等优点。
厌氧生物处理机理研究厌氧反应四个阶段
厌氧生物处理机理研究厌氧反应四个阶段一、概述厌氧生物处理技术在水处理行业中一直都受到环保工作者们的青睐，由于其具有良好的去除效果，更高的反应速率和对毒性物质更好的适应，更重要的是由于其相对好氧生物处理废水来说不需要为氧的传递提供大量的能耗，使得厌氧生物处理在水处理行业中应用十分广泛。
但由于总体反应式基于莫诺方程的厌氧处理受到低浓度废水Ks的限制，所以厌氧在处理低浓度废水方面没有太大的空间，可最近的一些报道和试验表明，厌氧如果提供合适的外部条件，在处理低浓度废水方面仍然有非常高的处理效果。
我们可以根据厌氧反应的原理加以动力学方程推导出厌氧生物处理低浓度废水尤其在处理生活污水方面的合适条件。
二、厌氧反应四个阶段一般来说，废水中复杂有机物物料比较多，通过厌氧分解分四个阶段加以降解：（1）水解阶段：高分子有机物由于其大分子体积，不能直接通过厌氧菌的细胞壁，需要在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子。
废水中典型的有机物质比如纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被分解成短肽和氨基酸。
分解后的这些小分子能够通过细胞壁进入到细胞的体内进行下一步的分解。
（2）酸化阶段：上述的小分子有机物进入到细胞体内转化成更为简单的化合物并被分配到细胞外，这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸（VFA），同时还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生。
（3）产乙酸阶段：在此阶段，上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质。
（4）产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
这一阶段也是整个厌氧过程最为重要的阶段和整个厌氧反应过程的限速阶段。
再上述四个阶段中，有人认为第二个阶段和第三个阶段可以分为一个阶段，在这两个阶段的反应是在同一类细菌体类完成的。
前三个阶段的反应速度很快，如果用莫诺方程来模拟前三个阶段的反应速率的话，Ks（半速率常数）可以在50mg/l以下，μ可以达到5KgCOD/KgMLSS.d。
厌氧生物水处理技术研究进展
厌氧生物水处理技术研究进展
江瀚;王凯军;倪文;陈树祥
【期刊名称】《中国沼气》
【年(卷),期】2004(22)4
【摘要】在原有脱碳技术基础上,废水厌氧处理在其他领域的研究与应用被不断拓展.本文介绍了近年来厌氧生物处理技术的新发展,从理论和工艺两个方面,综述了厌氧生物脱硫、生物制氢、厌氧氨氧化、厌氧反硝化的原理、研究、技术开发与应用.【总页数】5页(P18-21,31)
【作者】江瀚;王凯军;倪文;陈树祥
【作者单位】北京科技大学土木与环境工程学院,北京,100083;北京市环境保护科学研究院,北京,100037;北京科技大学土木与环境工程学院,北京,100083;北京科技大学土木与环境工程学院,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】X703;S216.4
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3.浅谈啤酒废水处理中厌氧和好氧串联生物处理技术 [J], 李忆
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5.厌氧氨氧化生物除氮技术在水处理工艺中的研究进展 [J], 朱米家; 王成; 雷梦莹
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BIOPAQ IC内循环厌氧反应器
BIOPAQ IC内循环厌氧反应器应用行业：环保80年代中期，帕克公司成功开发了IC内循环厌氧反应器。
经过数百项工程实践的成功应用，使用户在获得厌氧处理所带来的巨大运行利益的同时，享受到可靠而优越的运行感。
IC反应器的工作过程：进水（1）经过布水器（2）输入反应器，与下降管（11）循环来的污泥和出水均匀混和后，进入第一个反应分离区内，流化床反应室（3）。
在那里，大部分COD被降解为沼气，在这个分离区产生的沼气由低位三相分离器（4）收集和分离，并产生气体提升（5）。
气体被提升的同时，带动水和污泥作向上运动，经过一级“上升”管（6）达到位于反应器顶部的气体/液体分离器（10），在这里沼气从水和污泥中分离，离开整个反应器（13）。
水和污泥混和经过同心的“下降”管（11）直接滑落到反应器底部形成内部循环流。
从第一级分离区的出水在第二阶段低负荷后处理区（7）内被深度处理，在那里剩余的可生物降解的COD被去除，在上层分离区产生的沼气被顶部的三相分离器（8）收集，并沿二级“上升管”（9），输送到顶部旋流式气体/液体分离器（10），实现沼气分离和收集。
同时，厌氧出水（12）经过出水堰离开反应器自流进入后续处理中。
IC反应器的特点：容积负荷高，占地面积小；抗冲击负荷（COD浓度大幅度波动）的能力强；完全封闭系统，无异味排放；抗腐蚀，使用寿命长；系列化、标准化生产，产品质量可靠；施工和安装简单；启动时间短，操作控制简单；无运转部件，无需维修；应用范围广泛，运行业绩成功。
帕克公司的BIOPAQ－IC?厌氧反应器，克服了传统厌氧技术的不足，并开拓了厌氧技术的应用领域，逐步取代某些常规的厌氧技术，使厌氧处理技术的应用日趋完美。
帕克(IC)与ADI(Hybrid)以及普拉克(ANAMET)厌氧反应器的比较
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帕克（Ic）与ADI（hybrid）以及普拉克（AnAmeT）厌氧反应器的比较一、简介Ic工艺的特点，我在这里不多加介绍了，在销售模版及中英文版的”Forwater”里有详细的介绍，下面着重介绍一下ADI的hybrid及普拉克的AnAmeT工艺。
1．ADI（hybrid）该反应器内似与uAsb+AF。
该反应器下层为上流式污泥床uAsb，约占反应器总体积的40％，上层为固定膜uFF，占60％的空间(见图)。
hybrid反应器以絮状污泥或颗粒污泥启动运行均可。
80％的coD在下层的uAsb被去除，有20％在上部的uFF被去除。
uFF填料为upVc材质，由无数组1m×0．5m×0．5m的填料模块叠成60的折流上升通道，为微生物提供了具有极大表面积的附着生长的载体，既是一个内部深度处理系统。
又是一个高效气、液、固三相分离器，同时也相当于个大型的斜板澄清一o装置(薄片型)，能够最大限度地把污泥截留在反应器内部。
hybrid 的出水部分回流，经循环泵提升后与进水混合，用以缓冲进水污染负荷变化以及缓冲碱度。
进水分配系统将废水分布到整个反应器底部，同时配有清洗管线，这些管线与池底进水管线末端相连并贯穿填料层及反应器盖子，通过它可用高压水清洗去除布水系统中的阻塞物。
为防止进水ss过高造成uFF填料堵塞，在处理制浆造纸废水时，废水经过斜筛初步除去ss后，在hybrid的进水管上还要增设过滤器以进一步去除水中的ss。
hybrid顶部为浮动膜盖设计，膜盖下压力略低于大气压。
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25
20
15 米
10
5
0 UASB
厌氧反应器和污泥床高度
8
6
4
0.75 0.43
2.06
Mid-Rate 反应器
EGSB
3.00
IC
6.00
上升水流速 上升气流速
污泥膨胀安全空间 装填颗粒污泥床高度
上 升 气 流
在高上升水流和气流作用下的污泥流失
污泥流失空间
CODbd +
好 氧
O2
50% 好氧剩余污泥
C6H12O6 Æ 3CO2 + 3CH4 – 404kJ 3CH4 + 6O2 Æ 3CO2 + 6H2O – 2,440kJ
C6H12O6 + 6O2 Æ 6CO2 + 6H2O – 2,844kJ 有机污泥: C5H7O2NP0.1S0.03 = 1.41gCOD/gVSS
范围：20～40 kg/m3/d
2. Vup (Hydraulic Loading) (m3/m2/d = m/hr) = 小时水量（m3/hr) ÷ 反应器截面积 (m2)
pH下降， VFA积累 产甲烷菌 工作困难！
厌氧反应器的污泥浓度和污泥负荷
颗粒污泥
厌氧反应器形式 污泥浓度↑ (kgVSS/m3)
接触式厌氧 AF厌氧滤器 絮状污泥UASB
5 ??<20
10
颗粒污泥UASB
20
BIOPAQ® IC
50
絮状污泥
污泥负荷↑ (kgCOD/kgVSS/d)
0.4 0.4 0.4
厌氧处理技术和实践
造纸行业环保工程师高级培训班
帕克环保技术（上海）有限公司 戚恺
6 December 2007，嘉兴
厌氧—好氧
营养盐:
CODbd:N:P 500:5:1
CH4+CO2 75%
CODbd
厌 氧
25% CODbd
2% 厌氧颗粒污泥
营养盐:
CODbd:N:P 100:5:1
H2O+CO2 50%
11
10
4.8
7
14
4
6
8
2.06 3.00 6.00
34%
39%
58%
0.88 0.95
1.0
15.00 18.00 29.00
kgCOD/m3/d
0.83 0.86 0.57
0.43 0.43 0.43
1.26 1.29 1.00
1.92 1.57 0.71
IC 28 10 18
8 7.00
64% 1.0 32.00
厌氧分解图
水解
碳水化合物 单链碳氢化合物
蛋白质 蛋白质
脂肪 挥发性脂肪酸
甲烷
酸化
甲酸
C O 2+H 2
乙酸
乙醇
产氢产酸 甲酸
C O 2+H 2
乙酸
乙 酸 +H2
丁酸
丙酸
乙酸
H 2+C O 2
甲烷
产甲烷阶段
C H 4 + C O 2 + H 2O
厌氧反应器的发展演变
进水
沼气
出水
进水
沼气
出水
接触式 Contact Process
BIOPAQ IC® 内循环厌氧反应器
抗冲击负荷
抗冲击负荷
EGSB
IC
失败的高效(校)厌氧反应器
摄于中国宜兴
品质的对比
IC
国 产
帕 克
厌 氧 反 应 器
厌 氧 反 应 器
厌氧处理工艺的难点
沼（废）气的安全处置
厌氧处理的高腐蚀环境
出水堰 导流板
沼气
沉淀区
沼气收集
气水界面
进水及布水
Contact Anaerobic
Anaerobic Filter
BIOPAQ ® UASB 上流式厌氧污泥床
颗粒污泥床
进水
颗颗粒粒污污泥泥
帕克厌氧处理技术的精髓
沼气 出水 三相分离器
上升沼气
EGSB 膨胀颗粒污泥床厌氧反应器
参数对比 容积负荷 (kg/m3/d) 高度 (m) 占地面积 上升流速 (m/h) 沼气上升流速 (m/h) 沉淀区流速 (m/h)
不锈钢 铝合金
碳钢＋ 防腐层
碳钢
工程塑料
抗老化 工程塑料
– 400mV + Redox
厌氧出水不锈钢管也腐蚀
初次沉淀池(进水)腐蚀性并不强
厌氧污泥流失
Ê Ê Ê Ê
。污毒超
。泥性负
。
物荷
流质
。
干运
。失扰行
。；；；
厌氧反应器酸化
乙酸等 VFA 无法及时 分解为 甲烷！
产甲烷菌工作 能力不足！
酸 化 ！ 乙酸等VFA 在反应器内 积累！
厌氧污泥回流 Sludge Return
好氧污泥消化 Sludge Stabilise
沼气
出水
进水
沼气
出水
全混式 Completely Mixed
进水
上流式厌氧滤床（AF） Upflow Packed Bed
下流式厌氧滤床（DSFF） Downflow Packed Bed
厌氧流化床反应器（FB） Fluidized Bed
(Hv-H5
水流速膨胀系数 气流速膨胀系数 混合系数 膨胀安全距离比
单位 m m m m/hr m/hr % f
UASB 5 4 1
0.75 0.43
20% 0.7 7.00
0.75 0.43 1.18 4.00
Mid-Rate
EGSB
IC
14
18
24
9.2
= SCOD负荷 (kgCOD/d) ÷ 反应器体积 (m3)
Ho: 装填颗粒污泥床高度; Hv: 反应器总高度;
Hv
上
升
流
速
Ho
Vup
上流式膨胀污泥床厌氧反应器
Hv Hv-Ho Ho Vup
Ho/Hv
定义 反应器水深 污泥膨胀安全空间 颗粒污泥床高度 上升水流速 上升气流速 %
VLR Vup/Ho
上升水流
在低上升水流和气流作用下的沟流现象
Biobed EGSB三相分离器
Width 1.5 m
HYBRID 混合式反应器
AF
UASB
Biotecs
碳钢 + FRP
尺寸: (mm, L*W*H) 11620 x 2100 x 2000
毛重: 6650 kg 净重: 6500 kg
Fake EGSB, mid-rate UASB
0.5 0.5~0.6
容积负荷↑ (kgCOD/m3/d)
2.0 ??<8
4
10 25~30
IC反应器的设计依据
1. VLR (Volume Loading Rate) (kgSCOD/m3/d) = 污泥浓度（kgVSS/m3) *污泥活性（kgSCOD/kgVSS/d) = SCOD负荷 (kgCOD/d) ÷ 反应器体积 (m3)
UASB 5~10 6 100% 0.5~1.5 0.5~1.5 0.5~1.5
EGSB 10~20 12~18 20% 7 7 15
容积负荷的来源
容积负荷VLR (Volume Loading Rate) (kgSCOD/m3/d)
= 污泥负荷（0.5kgSCOD/kgVSS/d) *颗粒污泥浓度（70kgVSS/m3) *Ho/Hv(%) *f(泥水混合因子)