ABR反应器的简介
ABR反应器处理垃圾渗滤混合废水设计方案

ABR反应器处理垃圾渗滤混合废水设计方案垃圾填埋场渗滤液中难生物降解有机物多,可生化性差,其BOD5/COD低达0.1~0.2[1],我国目前多将渗滤液与城市污水进行混合处理。
为获得稳定而有效的处理效果,试验采用水解酸化—好氧工艺,而水解酸化段采用具有优良性能特点的ABR反应器。
ABR是一个由多隔室组成的高效新型反应器[2](见图1),具有水力条件好、生物固体截留能力强、微生物种群分布好、结构简单、启动较快及运行稳定等优良性能。
运行中的ABR是一个整体为推流、各隔室为全混的反应器,因而可获得稳定的处理效果[3、4]。
1 试验方法1.1 废水水质渗滤液水样取自苏州七子山垃圾填埋场。
渗滤液(pH为7.4~8.5)和城市污水(pH为7.1~8.5)的水质见表1。
表1渗透液和城市污水水质1.2 试验用ABRABR由4个隔室组成,总有效容积为13.2L,第一隔室的容积为3.0L,其余隔室容积均为3.4L。
反应上流室和下流室的水平宽度比为4∶1,折流挡板底部转角为45°。
由蠕动泵在ABR的进水端均匀进水。
在各隔室顶部设集气管并接水封以保证厌氧条件。
1.3 研究方法及主要工艺参数采用动态方法进行研究。
首先进行启动运行,待运行稳定后,进行不同混合比的渗滤液和生活污水的混合处理研究。
研究期间的气温为18.0~27.5℃,ABR的HRT为13.2~26.4h,反应器各上流室所装污泥浓度为10~15g/L。
2 结果及分析2.1 ABR的水解酸化作用混合废水经ABR处理后,其BOD5/COD比值明显提高,当进水BOD5/COD较低时,效果更为显著。
如进水为0.665时,出水达0.68,进水为0.2~0.3时,出水可提高至0.4~0.6。
ABR对出水BOD5/COD的改善,无疑可促进混合废水好氧处理的效果和运行稳定性。
BOD5/COD的提高反映了ABR反应器良好的水解酸化作用。
研究表明,对不同的混合比、原渗滤液浓度、HRT,ABR反应器可获得不同程度的水解酸化作用。
UASB和ABR及EGSB的比较

UASB、ABR与EGSB的比较表1 厌氧反应器发展年代和工艺特点注:表2 厌氧反应器优点比较表3 厌氧反应器缺点比较表4 UASB 和ABR 在常温下处理生活污水运行结果比较注:邓华健. UASB 和ABR 在常温下处理生活污水的性能比较研究[J]. 海洋技术, 2010, 29(1): 117-119在反应器温度为15.1~29.2 ℃,进水COD浓度为255~1772 mg/L,SS浓度为48.4~1381 mg/L条件下,分别进行了UASB反应器和ABR反应器处理生活污水的试验。
条件下,试验共进行了170 d 左右,考察了UASB 和ABR 反应器处理生活污水性能。
表5 EGSB和UASB反应器启动过程中性能差异比较注:两反应器的启动容积负荷率均为2.6gCOD/(L·d),进水COD浓度范围为5000~6000mg/L,EGSB,UASB反应器中液体上升流速分别为2.6~3.0m/h和0.25~0.5m/h,实验共进行20天。
上表为试验进行至20天时。
表6 EGSB和UASB反应器处理较低浓度废水性能的比较注:第一阶段,控制进水COD浓度为1200~1500mg/L,有效运行时间为18d,第二阶段,控制进水COD浓度为500~800mg/L,有效运行时间为24d。
“进水”为:自配有机废水,即在自来水中加入葡萄糖作为有机基质,并按COD:N:P 为200:5:1加入尿素和磷酸二氢钾,同时还加人适量的微量元素和酵母膏。
表7 EGSB和UASB反应器处理高浓度废水时性能的比较注:所谓的“达最大”是指:在COD去除率均为86%左右时,EGSB最大容积负荷率达到42.4gCOD/(L·d),而UASB最大容积负荷率仅为25.0kgCOD/(L·d)。
“第27天”:EGSB在第27天就达到了UASB的最大容积负荷率。
表8 EGSB和UASB反应器耐pH、温度冲击性比较。
原理 ABR反应器是一种高效新型厌氧反应器

原理ABR反应器是一种高效新型厌氧反应器,ABR反应器内设置若干竖向导流板,将反应器分隔成串联的几个反应室,每个反应室都可以看作一个相对独立的上流式污泥床系统(简称USB),废水进入反应器后沿导流板上下折流前进,依次通过每个反应室的污泥床,废水中的有机基质通过与微生物充分的接触而得到去除[4]。
借助于废水流动和沼气上升的作用,反应室中的污泥上下运动,但是由于导流板的阻挡和污泥自身的沉降性能,污泥在水平方向的流速极其缓慢,从而大量的厌氧污泥被截留在反应室中[5,6]。
由此可见,虽然在构造上ABR可以看作是多个UASB的简单串联,但在工艺上与单个UASB有着显著的不同,ABR更接近于推流式工艺[4]。
ABR反应器独特的分格式结构及推流式流态使得每个反应室中可以驯化培养出与流至该反应室中的污水水质、环境条件相适应的微生物群落[4,6],从而导致厌氧反应产酸相和产甲烷相沿程得到分离,使ABR反应器在整体性能上相当于一个两相厌氧处理系统[5]。
一般认为,两相厌氧工艺通过产酸相和产甲烷相的分离,两大类厌氧菌群可以各自生长在最适宜的环境条件下,有利于充分发挥厌氧菌群的活性,提高系统的处理效果和运行的稳定性[7]。
2.2开发ABR工艺的理论基础微生态系统理论厌氧处理实际上是借助于不同微生物种群间的协同作用并通过水解酸化(产酸及产乙酸)产甲烷等一系列生物反应将有机无底物转化为无机物的过程(图2)。
在此过程中,不仅各类型的微生物对环境条件的要求不同,而且它们通过对不同底物的利用而形成类似于生态系统中的食物链的营养关系,即微生态系统。
因而,为使厌氧处理系统持续稳定的运行,需创造适合于不同微生物种群生长的环境条件,使反应过程中物质的转化及能量的流动顺利地进行。
因而,两相及多相厌氧反应器(SMPAR,可由一个反应器或多个反应器串联实现,因而它并非特指某个反应器)技术的研究已成为开发新型厌氧反应器技术的生态学基础。
2.3 ABR反应器的类型ABR反应器自从80年代初诞生以来,科研人员为了进一步提高它的性能或者处理某些特别难降解的废水,对它进行了不同形式的优化改造。
ABR 反应器处理生活污水的研究

ABR 反应器处理生活污水的研究厌氧处理污水技术是一种有效的去除有机污染物的生物化学技术, 在处理高浓度有机废水中得到了广泛的应用. 近一二十年来, 人们发现用其处理生活污水亦有很好的优势和应用前景, 因而国内外抓紧了对其进行了小试, 中试研究, 并建设了一批上流式厌氧污泥床反应器(UA SB) 示范工程[ 1 ].美国科学家M c Carty 等人在充分认识UA SB 等第二代厌氧反应器的优点及不足的基础上, 开发出厌氧折流板反应器(A naerob ic Baff led Reacto r, 即ABR ) , 此工艺具有结构简单、运行管理方便、无须填料及对生物量具有优良的截留能力和运行性能可靠等特点, 表明了许多优于第二代厌氧反应器的独特优势, 因而被称为第三代厌氧反应器. 为此, 近年国内外对ABR 的研究较为活跃, 但一般局限于处理高浓度有机废水的研究. 用ABR 处理生活污水的研究在国内未见报道, 仅在国外有个别运行先例[ 2 ]. 我们试验了用ABR 处理生活污水, 取得明显的效果.1 实验部分1. 1 试验装置自制35L 有机玻璃五隔室ABR 反应器.1. 2 实验指标和测定方法1. 2. 1 实验指标选取生活污水常规污染指标,即有机物污染指标COD (化学需氧量) , 水体富营养化指标氨氮、磷酸盐.1. 2. 2 测定方法测定方法及标准号见表1.表1污染指标测定方法[4 ]污染指标名称测定方法标准号COD 重铬酸钾法GB11914- 89氨氮预蒸镏-滴定法GB7478- 87磷酸盐磷钼蓝光度法GB11893- 891. 3 实验方法1. 3. 1 ABR 对污染物去除效率的实验取武汉化工学院职工宿舍生活污水水样, 连续从高位槽按HRT 控制滴入速度输入已启动运行正常的ABR反应器中, 按日测一次试验处理效果.1. 3. 2 ABR 处理效果的影响因素及不同隔室作用效果实验控制不同的HRT、反应温度、环境温度, 测试ABR 出水水质及不同隔室的作用效果.2 结果与讨论2. 1 试验结果2. 1. 1 ABR 对污染物去除效果的实验结果ABR 对污染物去除效果的实验中有统计价值的21 d 实验, 结果见表2. 表2 中除10 月13 日HRT水力停留时间为3 h, 10 月17 日为2 h, 其他时间HR T 均为8 h.2. 1. 2 ABR 对污染物去除效果影响因素及不同隔室作用效果A BR 对污染物去除效果影响因素及不同隔室作用效果的实验, 结果见表3.2. 2 讨论2. 2. 1 ABR 对不同污染物的去除效果(1) 对COD 的去除效果COD 是化学需氧量的简称, 是衡量水体有机污染的一个最重要指标[ 5 ] , 也是国家“十五”期间对主要污染的实施总量控制的六大指标之一. 从表2可以看出ABR 反应器对COD 有很好的去除效果, 在21 d 的测试中, 已有16 d 的出水水质达GB8978- 1996《污水综合排放标准》的二级排放标准(≤150 m g/L ) [ 6 ]、7 d 的水质达到或接近一级排放标准(≤100 m göL ) [ 6 ] , 分别占76. 2%、33. 3% ,10 月8 日的实验中, COD 从385. 0 m g/L 降至9 0. 0 m g/L , 去除率高达76. 62% , 表明ABR 反应器对去除有机污染物有巨大的潜能和广阔的前景.(2) 对氨氮的去除效果ABR 反应器对氨氮的去除率普遍不高, 甚至出现负值, 这符合水体中氮素化合物的转化规律.水体中的有机氮在厌氧条件下通过厌氧菌的作用转化的氨氮, 可使氨氮含量上升; 而氨氮在无氧或缺氧条件下无法向NO 2、NO 3 转化, 因而难以去除. 在生活污水处理系统中,ABR 必须与好氧处理单元联用, 组成厌氧2好氧处理系统才能既有效去除COD, 又有效去除氨氮.(3) 对磷酸盐的去除效果ABR 反应器对磷酸盐的去除效果也普遍不佳, 甚至出现负值, 这也是从科学道理上可以预见的. 因为在厌氧条件下, 有机磷可以向无机磷酸盐转化, 使磷酸盐出现上升的可能. 磷的脱除则须通过好氧过程大量吸收磷, 通过排泥过程使磷去除[ 7 ]. ABR 和其他厌氧反应器一样, 只能产生释放磷作用, 当然, 这也是脱磷的一个不可缺少的程序.从除磷的要求来看, ABR 也必须参与厌氧2好氧(含排泥过程) 的处理系统才能完成.2. 2. 2 ABR 对污染物去除效果的影响因素及不同隔室的作用效果(1)HRT 的影响HRT 对污染物去除效果的影响见表2. 一般说来, HRT 越长, 去除效果越好, 但过长的HRT则不利于处理量, 因此, 达到较为理想的去除效果的前提下, 应尽可能减小HRT. 本实验中6~10 h的HR T 已有较理想的去除率, 主要指标COD 仅通过ABR 一般即可达二级排放标准. 采用UA SB处理城市生活污水, 取得> 65%以上的COD 去除率, HRT 须13~15 h, 由此可见, ABR 优于UA SB.10 月13 日曾将HRT 缩短为3 h, 10 月17日将HRT 缩短为2 h,去除率明显下降, 因而用ABR 处理城市生活污水HRT 在6 h 以上为宜.(2) 反应温度的影响厌氧处理一般不适于处理温度低于2 0℃的污水, 主要原因是厌氧菌生长缓慢, 反应时间过长, 用UA S B 处理城市生活污水取得> 65%以上的COD去除率, HRT 控制为13~15 h, 反应温度须不低于20℃. 但本研究采用ABR 的实验结果表明, 大于20℃的反应温度固然有较好的处理效果, 但低于20℃仍可获得较理想的出水水质. 12 月21 日ABR进水水温为18℃, 出水为13℃; 12 月23 日出水水温为16. 5℃, ABR 出水水质分别为128 m g/L 、142 m g/L , 均已达二级排放标准, 为下一单元用好氧法处理使其达一级标准创造了良好条件.(3) 环境温度的影响表3 所进行的试验均在冬季进行, 实验室环境温度均只有几度, 甚至低到0℃, 为使ABR 反应器能进行正常运行, 对进口原水进行了不同程度的加温试验, 而对ABR 则只进行了简易的保温处理.从表3 的数据可见, 环境温度过低(8℃以下) 会对处理效果带来不良影响. 若将ABR 应用于埋地式处理系统中, 稳定的地下温度条件将对ABR 的运行将十分适宜.(4) 不同隔室的处理效果从表3 可以看出, 第一隔室一般有较为明显的COD 去除效果, 这符合厌氧消化的一般规律. COD总去除率较高的12 月21 日和10 月22 日(分别为65. 78% 和70. 9% ,ABR 出水COD 指标均已达到GB8978- 1996 二级水质要求) , 第三隔室却发挥了非常关键的作用, 其去除率分别高达12. 30%、34. 49%. 12 月27 日ABR 出水水质未达二级标准, 但其进口原水水质COD 较高(470 m göL ) , 出水COD 去除率也达55. 53% , 其中第二隔室发挥了较好的去除作用, COD 去除贡献率为21. 28%.第三隔室的去除作用也比较明显, COD 去除贡献率为8. 93%. 如何创造条件, 强化第二隔室、第三隔室的去除作用, 是下一步应继续深入研究的问题. 这也是使ABR 发挥第三代厌氧反应器优势的关键所在. ABR 隔室数量应设计为几个最为适宜,也待进一步深化研究.3 结论(1)ABR 反应器对生活污水中的COD 有很好的去除效果, 单独使用即可使生活污水中的COD出水指标达到GB8978- 1996 的二级水质标准, 较理想的操作可使其达到或接近一级水质标准.(2)ABR 应用在生活污水处理系统中, 须与其他处理单元联用, 以使进一步保证COD 稳定地达到一级排放标准, 并同时去除氨氮和磷酸盐, 使出水水质氮磷达标。
厌氧折流板反应器ABR简介

厌氧折流板反应器ABR简介1、什么是ABR反应器?ABR被称为第三代厌氧反应器,其不仅生物固体截留能力强,而且水力混合条件好。
随着厌氧技术的发展,其工艺的水力设计已由简单的推流式或完全混合式发展到了混合型复杂水力流态。
第三代厌氧反应器所具有的特点包括:反应器具有良好的水力流态,这些反应器通过构造上的改进,使其中的水流大多呈推流与完全混合流相结合的复合型流态,因而具有高的反应器容积利用率,可获得较强的处理能力;具有良好的生物固体的截留能力,并使一个反应器内微生物在不同的区域内生长,与不同阶段的进水相接触,在一定程度上实现生物相的分离,从而可稳定和提高设施的处理效果;通过构造上改进,延长水流在反应器内的流径,从而促进废水与污水的接触。
厌氧折流反应器是在UASB基础上开发出的一种新型高效厌氧反应器,厌氧折流反应器(ABR)的优点:2、ABR反应器的基本原理及其工艺构造:ABR反应器中使用一系列垂直安装的折流板使被处理的废水在反应器内沿折流板作上下流动,借助于处理过程中反应器内产生的沼气应器内的微生物固体在折流板所形成的各个隔室内作上下膨胀和沉淀运动,而整个反应器内的水流则以较慢的速度作水平流动。
由于污水在折流板的作用下,水流绕折流板流动而使水流在反应器内的流径的总长度增加,再加之折流板的阻挡及污泥的沉降作用,生物固体被有效地截留在反应器内。
由此可见,虽然在构造上ABR可以看作是多个UASB的简单串联,但在工艺上与单个UASB有着显著的不同,UASB可近似看作是一种完全混合式反应器,ABR 则由于上下折流板的阻挡和分隔作用,使水流在不同隔室中的流态呈完全混合态(水流的上升及产气的搅拌作用),而在反应器的整个流程方向则表现为推流态。
在反应动力学的角度,这种完全混合与推流相结合的复合型流态十分利于保证反应器的容积利用率、提高处理效果及促进运行的稳定性,是一种极佳的流态形式。
同时,在一定处理能力下,这个复合型流态所需的反应器容积也比单个完全混合式的反应器容积低很多。
厌氧折流板反应器abr简介.

厌氧折流板反应器ABR简介1、什么是ABR反应器?ABR被称为第三代厌氧反应器,其不仅生物固体截留能力强,而且水力混合条件好。
随着厌氧技术的发展,其工艺的水力设计已由简单的推流式或完全混合式发展到了混合型复杂水力流态。
第三代厌氧反应器所具有的特点包括:反应器具有良好的水力流态,这些反应器通过构造上的改进,使其中的水流大多呈推流与完全混合流相结合的复合型流态,因而具有高的反应器容积利用率,可获得较强的处理能力;具有良好的生物固体的截留能力,并使一个反应器内微生物在不同的区域内生长,与不同阶段的进水相接触,在一定程度上实现生物相的分离,从而可稳定和提高设施的处理效果;通过构造上改进,延长水流在反应器内的流径,从而促进废水与污水的接触。
厌氧折流反应器是在UASB基础上开发出的一种新型高效厌氧反应器,厌氧折流反应器(ABR)的优点:指标优点反应器结构结构简单、无运动部件、无需机械混合装置、造价低、容积利用率高、不易阻塞、污泥床膨胀程度较低而可降低反应器的总高度、投资成本和运转费用低生物量特性对生物体的沉降性能无特殊要求、污泥产率低、剩余污泥量少、泥龄高、污泥无需在载体表面生长、不需后续沉淀池进行泥水分离工艺的运行水力停留时间短、可以间歇的方式运行、耐水力和有机冲击负荷能力强,对进水中的有毒有害物质具有良好的承受力、可长运行时间而无需排泥2、ABR反应器的基本原理及其工艺构造:ABR反应器中使用一系列垂直安装的折流板使被处理的废水在反应器内沿折流板作上下流动,借助于处理过程中反应器内产生的沼气应器内的微生物固体在折流板所形成的各个隔室内作上下膨胀和沉淀运动,而整个反应器内的水流则以较慢的速度作水平流动。
由于污水在折流板的作用下,水流绕折流板流动而使水流在反应器内的流径的总长度增加,再加之折流板的阻挡及污泥的沉降作用,生物固体被有效地截留在反应器内。
由此可见,虽然在构造上ABR可以看作是多个UASB的简单串联,但在工艺上与单个UASB有着显著的不同,UASB可近似看作是一种完全混合式反应器,ABR 则由于上下折流板的阻挡和分隔作用,使水流在不同隔室中的流态呈完全混合态(水流的上升及产气的搅拌作用),而在反应器的整个流程方向则表现为推流态。
ABR的类型及工艺特征

1.4.2 ABR的类型及工艺特征1.4.2.1 ABR反应器的类型ABR反应器自从80年代初诞生以来,科研人员为了进一步提高它的性能或者处理某些特别难降解的废水,对它进行了不同形式的优化改造,其最终目的是为了:提高反应器截留污泥的能力,使进水分布均匀,泥水混合良好,有利于颗粒污泥形成,增强ABR反应器的稳定性。
1981年,Fannin等人[]为了提高推流式反应器截留产甲烷菌的能力,在推流反应器中增加了一些竖向挡板,从而得到了ABR反应器的最初形式(图1.3(A)),结果表明增加了挡板后,在COD容积负荷为1.6Kg/(m3·d)的条件下,气体中甲烷含量由30%提高到了55%。
Bachmann[]等人做了如图(1.3(B))所示的改进,进行了减少降流区宽度及增加导流板折角对反应器性能影响的研究,研究结果表明虽然经过改造后,其处理效率和甲烷的产率都得到了提高,但产生的沼气中甲烷的含量却减少了;减少降流区宽度可以使更多的微生物集中到主反应区(升流区内),有利于厌氧污泥停留在上向流室中,使反应器成为上向流室污泥床,其优点是水流方向与产气上升方向一致,一方面减少了堵塞的机会,另一方面加强了对污泥床的搅拌作用,有利于微生物与进水基质的充分混合,也有助于形成颗粒污泥;折板边缘折起将进水引向流室中心,实现布水的均匀性,导流板增加折角可以使水流流向升流区的中心部分,从而增加水力搅拌作用。
为了提高细胞平均停留时间以有效的处理高浓度废水,Tiche和Yang等人[] 于1987年对ABR反应器作了较大的改动(图1.5(C)),主要体现在:最后一隔室后增加了一个沉降室,流出反应器的污泥可以沉积于此。
Boopathy和Sivers[]在利用ABR反应器处理养猪场废水时,为了降低水流的上升速度,从而减小污泥的流失,设计了一种两隔室的ABR反应器图(1.5(D)),其中第一隔室是第二隔室的两倍,第一隔室体积的增大不仅可以减少水流的上升速度,而且还可以促进水中悬浮物尽可能多的的沉积于此,增加了悬浮物的停留时间,Boopathy将这种经过改造的ABR反应器与另一等体积的三隔室ABR反应器进行了对比研究,结果表明,改造后的两隔室ABR反应器的污泥流失量大大减少,但处理效率却不升反降。
高效生物反应器(ABR)深度处理难降解有机废水

中国石油化工股份有限公司天津分公司污水外排原执行国家标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级B 限值,重点污染物COD ≤60mg/L 。
为了响应天津市政府建设美丽天津的号召,中石化天津分公司将对已有废水处理设施进行深度处理改造以满足更严格的排放标准要求,即外排污水主要指标要达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅴ类标准,其中重点污染物指标COD ≤40mg/L 。
此外,天津市地方标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》A 级限值COD ≤30mg/L ,因此中石化天津分公司计划按最严标准(COD ≤30mg/L )来建设外排污水深度治理提标改造工程。
根据文献〔1-7〕报道,难降解有机废水深度处理需要采用高级氧化法(包括臭氧催化氧化、Fenton 试剂氧化、电子束氧化、电化学氧化、臭氧双氧水氧化、微电解法和超临界水氧化法)、混凝沉淀、活性炭或大孔树脂吸附和生物处理(包括膜生物反应器、曝气生物滤池)等相结合的措施或采用特种生物处理措施。
目前石化行业外排含盐污水常规生化处理出水COD 的极限一般在50~60mg/L 左右,而COD 稳定低于30mg/L 的运行案例尚不多。
本工程先经过了近一年的现场中试试验筛选,比较了臭氧-曝气生物滤池、臭氧-活性炭、臭氧-MBBR 、活性炭吸附和高效生物反应器(ABR )5种工艺,综合测试结果表明,ABR 可以实现在最低的运行成本下稳定满足深度处理达标要求,并最终选择ABR 应用于中石化天津分公司综合废水深度处理工程。
1ABR 的工作机理ABR 是专门针对低负荷且难生物降解(BOD 5/COD<0.2)废水深度处理的一种上向流好氧高效生物反应器专利技术〔3〕,ABR 的工作原理见图1。
图1ABR 的工作原理由图1可知,其池型结构与上向流好氧生物滤池相同,采用气水同向上向流的运行方式,水流自下而上通过ABR 载体,但空床停留时间是传统上向流好氧生物滤池的1~2倍,典型处理对象为生化处理系统出水、纳滤或反渗透或电渗析浓盐水、冷却塔排污水、树脂酸碱再生中和废水等。
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ABR反应器的简介[摘要]:厌氧折流反应器是一种新型高效厌氧反应器,具有结构简单、运行稳定、效果优良等特点。
本文介绍了ABR反应器的工作原理,构造特征,工艺特征及其优缺点。
[关键字]:ABR反应器;基本原理;折流板;改造Anaerobic Baffled ReactorAbstract:Anaerobic Baffled Reactor is a novel anaerobic digester and a new water treatment process with bright development prospect.It has notable advantage such as simple process,stable operation good effect,ect…And the theory of Anaerobic Baffled Reactor, the structure and technology charateristicsis,advantages or disadvantang are introduced.Key words:Anaerobic Baffled Reactor;the theory of Anaerobic Baffled Reactor ;baffled;reconstruct1、什么是ABR反应器?ABR被称为第三代厌氧反应器,其不仅生物固体截留能力强,而且水力混合条件好。
随着厌氧技术的发展,其工艺的水力设计已由简单的推流式或完全混合式发展到了混合型复杂水力流态。
第三代厌氧反应器所具有的特点包括:反应器具有良好的水力流态,这些反应器通过构造上的改进,使其中的水流大多呈推流与完全混合流相结合的复合型流态,因而具有高的反应器容积利用率,可获得较强的处理能力;具有良好的生物固体的截留能力,并使一个反应器内微生物在不同的区域内生长,与不同阶段的进水相接触,在一定程度上实现生物相的分离,从而可稳定和提高设施的处理效果;通过构造上改进,延长水流在反应器内的流径,从而促进废水与污水的接触。
厌氧折流反应器是在UASB基础上开发出的一种新型高效厌氧反应器,其结构简单、运行管理方便、无需填料、对生物量具有优良的截留能力、启动较快、水力条件好、运行性能稳定可靠。
2、基本原理及工艺构造:ABR反应器中使用一系列垂直安装的折流板使被处理的废水在反应器内沿折流板作上下流动,借助于处理过程中反应器内产生的沼气应器内的微生物固体在折流板所形成的各个隔室内作上下膨胀和沉淀运动,而整个反应器内的水流则以较慢的速度作水平流动。
由于污水在折流板的作用下,水流绕折流板流动而使水流在反应器内的流径的总长度增加,再加之折流板的阻挡及污泥的沉降作用,生物固体被有效地截留在反应器内。
由此可见,虽然在构造上ABR可以看作是多个UASB的简单串联,但在工艺上与单个UASB 有着显著的不同,UASB可近似看作是一种完全混合式反应器,ABR则由于上下折流板的阻挡和分隔作用,使水流在不同隔室中的流态呈完全混合态(水流的上升及产气的搅拌作用),而在反应器的整个流程方向则表现为推流态。
在反应动力学的角度,这种完全混合与推流相结合的复合型流态十分利于保证反应器的容积利用率、提高处理效果及促进运行的稳定性,是一种极佳的流态形式。
同时,在一定处理能力下,这个复合型流态所需的反应器容积也比单个完全混合式的反应器容积低很多。
ABR工艺在反应器中设置了上下折流板而在水流方向形成依次串联的隔室,从而使其中的微生物种群沿长度方向的不同隔室实现产酸和产甲烷相的分离,在单个反应器中进行两相或多相的运行。
也就是说,ABR工艺可在一个反应器内实现一体化的两相或多相处理过程。
在结构构造上,ABR比UASB更为简单,不需要结构较为复杂的三相分离器,每个隔室的产气可单独收集以分析各隔室的降解效果、微生物对有机物的分解途径、机理及其中的微生物类型,也可将反应器内的产气一起集中收集。
ABR反应器有两种不同的构造型式。
图一为改进前的ABR反应器构造型式。
这种反应器中的折流板是等间距均匀设置的,折板上不设转角。
这种构造型式的ABR反应器所存在的不足是,由于均匀地设置了上下折流板,加之进水一般为下向流形式的,因而容易产生短流、死区及生物固体的流失等问题。
图二为改进后的ABR反应器构造型式。
改进后的ABR反应器中,其折流板的设置间距是不均等的,且每一块折流板的末端都带有一定角度的转角。
3、ABR反应器改进研究:图三不同型式的ABR反应器改进型(A)统一集气;(B)独立设置集气室;(C)等间距折流板;(D)混合折流板;(E)设置填料和沉淀区的混合型;(F)等间距敞口式;(G)扩大第一隔室;(H-J)增设填料的不同形式符号:W—废水;B—沼气;E—出水;S—污泥ABR反应器改进研究主要集中于以下方面:(1)图三中(A)、(B)、(E)、(G-J):减少下流室的宽度,增加上流室的宽度,是污泥集中在上流室,以此增加泥水的接触,并利于污泥的截留。
(2)图三中(A)、(B)、(E)、(G-J):折流板边缘设置倾角(常为40—45度),使废水通过下流室,从上流室的底部中心进入,提高隔室进水的均匀性。
(3)图三中(E)、(F)、(H-J):在各隔室的上、中部或整体增设填料,或同时在ABR的末端增设沉淀室,以拦截并贮存在高负荷条件下因大量产气的剧烈混合带出的污泥,强化污泥截留能力,称为复合型ABR。
(4)图三中(G):采用两隔室结构,增加第一隔室的容积,以减小其上升流速,使进水中的SS和反应器内的污泥截留在第一隔室,利于处理高SS浓度的废水。
(5)图三中(B)、(C)、(E)、(G):将集气室分割独立设置,利于产气成分的分析及运行稳定性的控制,主要是由于ABR前端隔室以产酸为主,其产气中含有较多的H2和CO2,独立收集可以减少各隔室的H2分压和CO2分压,利于PH值的控制,防止酸化以及减少氢分压对物质转化过程的影响。
(6)图三中(A)、(B)、(F-J):它与原有反应器构造的不同之处还在于,改进后的ABR中一方面采用了上向流室加宽、下向流室变在窄的结构形式,由于上向流室中水流的上升流速较小而可使大量微生物固体被截留在各上向流室内;另一方面在上向流室的进水一侧折流板的下部设置了一个角度约为45度的转角以避免水流进入该室时产生的冲击作用,起到缓冲水流和均匀布水的作用,从而利于对微生物固体的有效截留利用、利于微生物的生长并保证处理效果。
这种构造形式的反应器能在各个隔室(主要是上向流室)中形成性能稳定、种群配合良好的微生物链,以适应于流经不同隔室的水流水质情况,有机物被不同隔室中的不同类型微生物降解。
4、工艺特征:(1)良好的水力条件:反应器内的水力条件是影响处理效果的重要因素之一。
通过使用示踪剂对反应器内水流停留时间分布,可分析其死区容积分数和混合状态。
研究表明,ABR的容积利用率要高于其他型式的反应器。
随处理水量的增加,产气量提高,促进了返混作用,但同时由于折流板的阻挡作用,阻止了各间隔室间的混合作用,因而就整个反应器而言,具有推流式的流态,且分隔室越多,越趋于推流态。
因此,可把运行中的ABR看作一个由一系列混合良好的CSTR 的串联反应器,因而具有较强的处理能力,如图:(2)稳定的生物固体截留能力:ABR具有对生物固体的良好而稳定的截留能力。
ABR反应器中80%的生物固体集中在上向流室内形成高浓度的污泥层,其浓度可高达50-80g/l。
污泥具有良好的沉降性能,不受进水量的变化而影响产气。
但UASB则可能在高的水力负荷条件下发生污泥流失问题。
ABR的生物固体截留能力是由上述良好的水力流态造成的。
因此,ABR的运行是稳定可靠的。
(3)良好的颗粒污泥形成及微生物种群的分布:ABR中,上向流室中的水流类似于UASB。
虽然颗粒污泥的形成并不是ABR工艺的关键,但它可确实形成颗粒污泥。
形成颗粒污泥的甲烷菌在ABR中具有良好的分布,而在不同隔室中以优势种群存在。
如在前端隔室中主要以八叠球菌属为主;在中间隔室中以甲烷丝菌属为主;在后端隔室中则存在异氧甲烷菌和脱硫弧菌等。
这种分布使ABR具有稳定而高效的处理效果。
(4)良好而稳定的处理效果:ABR反应器处理工艺能很有效地处理不同中高浓度有机废水。
5、应用方面:研究表明,ABR对低浓度、高浓度、含高浓度固体、含硫酸盐废水、豆制品废水、草浆黑液、柠檬酸废水、糖蜜废水、印染废水等均能够有效地处理。
6、优缺点:厌氧折流反应器(ABR)的优点:指标优点反应器结构结构简单、无运动部件、无需机械混合装置、造价低、容积利用率高、不易阻塞、污泥床膨胀程度较低而可降低反应器的总高度、投资成本和运转费用低生物量特性对生物体的沉降性能无特殊要求、污泥产率低、剩余污泥量少、泥龄高、污泥无需在载体表面生长、不需后续沉淀池进行泥水分离工艺的运行水力停留时间短、可以间歇的方式运行、耐水力和有机冲击负荷能力强,对进水中的有毒有害物质具有良好的承受力、可长运行时间而无需排泥ABR反应器推流式有其不利的一面,在同等的总负荷条件下与单级的厌氧反应器相比,反应器第一隔室要承受的负荷远大于平均负荷,造成局部负荷过载;对中试和生产规模的折板反应器的不利之处在于需修建浅的反应器才可以保持可接受的液体和气体上流速度;另一个问题是保持入流分布均匀。
另外,反应器也有厌氧反应器的共同的弱点,及出水COD浓度较高,较难达到排放标准。
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