第三代厌氧反应器

第三代厌氧反应器
环境工程12-02 石来昊 类： 1.上流式污泥床-过滤器（Upflow Blanket Filter， UBF） 2.膨胀颗粒污泥床（Expanded Granular Sludge Blanket Reactor,EGSB） 3.内循环厌氧反应器（Internal Circulation，IC）
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5.具有缓冲pH值的能力：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值起缓冲作用，使反应器内pH值保持最佳状态，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。 7.出水稳定性好：利用二级UASB串联分级厌氧处理，可以补偿厌氧过程中K s高产生的不利影响。Van Lier在1994年证明，反应器分级会降低出水VFA 浓度，延长生物停留时间，使反应进行稳定。
1.上流式污泥床-过滤器（Upflow Blanket Filter）
上流式污泥床-过滤器(UBF)是加拿大人在厌氧过滤器 (Anaerobic Filter，AF)和上流式厌氧污泥床(Upflow Anaerobic Sludge Blanket，UASB)的基础上开发的新型 复合式厌氧流化床反应器。UBF主要由布水器、污泥层和填 料层构成，下方是高浓度颗粒污泥组成的污泥床，上部是填 料。
3.内循环厌氧反应器（Internal Circulation）
结构： 反应器由下而上共分为5个区： 混合区、第1厌氧区、第2厌氧 区、沉淀区和气液分离区。
3.内循环厌氧反应器（Internal Circulation）
特点： 1.容积负荷高：IC反应器内污泥浓度高，微生物量大，且存在内循环，传 质效果好，进水有机负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上。 2.节省投资和占地面积：IC 反应器容积负荷率高出普通UASB 反应器3倍 左右，其体积相当于普通反应器的1/4~1/3 左右，大大降低了反应器的基 建投资；而且IC反应器高径比很大（一般为4~8），所以占地面积少。
3.UBF延长了污泥龄，污泥在反应器中的停留时间一般平均 在100d以上。 4.对水质变化的适应性高。由于反应器中污泥浓度高，因此 提高了反应器对不良情况如浓度变化，有毒有害物质的适应 能力。
1.上流式污泥床-过滤器（Upflow Blanket Filter）
5.UBF的突出优点是反应器上部空间所架设的填料，不但 在其表面长有微生物，而且在其空隙中截留有悬浮微生物， 利用原有的无效容积增加微生物量，且由于填料的存在， 粘附气泡的污泥上浮的过程中与填料碰撞，使气泡与污泥 加速分离，降低了污泥的流失。
2.膨胀颗粒污泥床（Expanded Granular Sludge Blanket Reactor）
4.EGSB反应器对布水系统要求较为宽松，但对三相分离器要求更为严 格。高 水力负荷使得反应器内的搅拌强度加大，这保证了颗粒污泥与 废水之间的充 分接触，强化了传质过程，可以有效地解决UASB常见的 短流、死角和堵塞 问题。但是在高水力负荷和产气浮力搅拌的共同作 用下，EGSB反应器容易 发生污泥流失现象。因此，三相分离器的设计 成为EGSB高效稳定运行的关 键。 5.EGSB反应器采用出水回流技术。对于低温和低负荷有机废水，回流 可以增 加反应器的水力负荷，保证处理效果;对于超高浓度或含有毒物 质的有机废 水，回流可以稀释进入反应器内的基质浓度和有毒物质浓 度，降低其对微生物的抑制和毒害，这是EGSB区别于UASB工艺最为 突出的特点之一。
3.内循环厌氧反应器（Internal Circulation）
内循环厌氧反应器（Internal Circulation）
内循环厌氧反应器(IC)是在UASB基础上开发而来新型厌氧反应器工 艺，它相似由2层UASB反应器上下串联而成。高度达16~25m，高径 比一般为4~8.
UASB与IC在运行上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。
1.上流式污泥床-过滤器（Upflow Blanket Filter）
结构图：
1.上流式污泥床-过滤器（Upflow Blanket Filter）
运行特点： 1.可用来处理多种高浓度有机废水，但该反应器只能处理溶 解性的有机物，而不适于处理SS浓度较高的有机废水。
2.有机负荷高，COD容积负荷可达10~60kg\m3· d，或BOD容 积负荷大7~45kg\m3· d。
2.膨胀颗粒污泥床（Expanded Granular Sludge Blanket Reactor）
膨胀颗粒污泥床(EGSB)改进自UASB，其构造与UASB 反应器有相似之处，可以分为进水配水系统、反应区、 三相分离区和出水渠系统。与UASB反应器不同之处是， EGSB反应器设有专门的出水回流系统。
EGSB 反应器主要由 配水系统、反应区、 三相分离器、沉淀区、 出水系统和出水循环 系统等构成。
2.膨胀颗粒污泥床（Expanded Granular Sludge Blanket Reactor）
三相分离器的改进： 与UASB 反应器相比,EGSB 反应器内的液体上升流速要大得多,因此必须 对三相分离器进行特殊改进。改进可以有以下几种方法：
3.内循环厌氧反应器（Internal Circulation）
8.启动周期短：IC反应器内污泥活性高，生物增殖快，为反应器快速启 动提供有利条件。IC反应器启动周期一般为1~2个月，而普通UASB启动 周期长达4~6个月。 9.沼气利用价值高：反应器产生的生物气纯度高，CH4为70%～80%， CO2为20%~30%，其它有机物为1%~5%，可作为燃料加以利用。
1.增加一个可以旋转的叶片,在三相分离器底部产生一股向下水流,有利于污 泥的回流。
2. 采用筛鼓或细格栅,可以截留细小颗粒污泥。 3. 在反应器内设置搅拌器,使气泡与颗粒污泥分离。 4. 在出水堰处设置挡板,以截留颗粒污泥。
2.膨胀颗粒污泥床（Expanded Granular Sludge Blanket Reactor）
特点： 1.EGSB反应器内维持较高的液体表面上升流速(2.5~6m/h)，能在高负荷 下取 得高处理效率。 2.反应器采用较大的高径比(15~40)，细高型的反应器构造可有效地减少占 地 面积。
3.EGSB反应器的颗粒污泥床呈膨胀状态，颗粒污泥性能良好。在高水力 负荷 条件下，颗粒污泥的粒径较大，凝聚和沉降性能好，机械强度也较 高。
3.抗冲击负荷能力强：处理低浓度废水（COD=2000~3000mg/L）时， 反应器内循环流量可达进水量的2~3 倍；处理高浓度废水 （COD=10000~15000mg/L）时，内循环流量可达进水量的10~20倍。 大量的循环水和进水充分混合，使原水中的有害物质得到充分稀释，大 大降低了毒物对厌氧消化过程的影响。
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。
3.内循环厌氧反应器（Internal Circulation）
EGSB反应器一般为圆柱状塔形，特点是具有很大的高径 比，一般可达3~5，生产装置反应器的高度可达15~20米。 颗粒污泥的膨胀床改善了废水中有机物与微生物之间的 接触，强化了传质效果，提高了反应器的生化反应速度， 从而大大提高了反应器的处理效能。
2.膨胀颗粒污泥床（Expanded Granular Sludge Blanket Reactor） 结构：