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水处理厌氧反应器是如何进行分类的?
按运行温度分类,厌氧污泥反应器分为低温(10-30℃,20℃左右宜)、中温(30-40℃,宜35-38℃)和高温(50-60℃,宜51-53℃)三类。
按照结构分类,厌氧反应器分为厌氧接触池、厌氧生物滤池、升流式厌氧污泥床(UASB、EGSB和IC等)、厌氧膨胀床、厌氧流化床、厌氧生物转盘、厌氧折流板反应器(ABR)、复合厌氧法、两相厌氧法和序批式厌氧反应器等。
按是否封闭,厌氧反应器分为两种:
开放式,适于中低浓度污水,不回收沉淀区沼气,在有机物浓度不高(COD<600-800mg/L)的工程中应用;
水处理厌氧反应器是如何进行分类的?
封闭式,适于高浓度废水(有机物浓度高,C0D>800-1000mg/L),三相分离器在液面与池面形成一个大的集气室收集反应区和沉淀区的沼气,同时促进污泥回落反应器。
厌氧反应器可设计成矩形池(多为钢筋混凝土结构)或圆形池(多为钢结构或钢筋混凝土结构),可根据废水特点和工程条件进行选择。
有加盖和不加盖型式,加盖的情况下池顶要设放气阀,集气管道上也设自动放气阀(阀)。
IC反应器原理与设计
IC反应器的原理
IC 反应器的构造特点是具有很大的高径比,一般可达 4 ~ 8,反应器的高度可达 16 ~ 25m。所以从外形上看,IC 反应器实际上是个厌氧生化反应塔。
由图 可知,进水通过泵由反应器底部进入反应室,与该室内的厌氧颗粒污泥均匀混合。废水中所含的大部分有机物在这里被转化成沼气,所产生的沼气被反应室的集气罩收集,沼气将沿着提升管上升。沼气上升的同时,把反应室的混合液提升至设在反应器顶部的气液分离器,被分离出的沼气由气液分离器顶部的沼气排出管排走。分离出的泥水混合液将沿着回流管回到反应室的底部,并与底部的颗粒污泥和进水充分混合,实现反应室混合液的内部循环。IC 反应器的命名由此得来。内循环的结果是,反应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完全达到流化状态,有很高的传质速率,使生化反应速率提高,从而大大提高反应室的去除有机物能力。经过反应室处理过的废水,会自动地进入第二反应室继续处理。废水中的剩余有机物可被第二反应室内的厌氧颗粒污泥进一步降解,使废水得到更好的净化,提高出水水质。产生的沼气由第二反应室的集气罩收集,通过集气管进入气液分离器。第二反应室的泥水混合液进入沉淀区进行固液分离,处理过的上清液由出水管排走,沉淀下来的污泥可自动返回第二反应室。这样,废水完成了在 IC 反应器内处理的全过程。
综上所述可以看出,IC 反应器实际上是由两个上下重叠的 UASB 反应器串联组成的。由下面个 UASB 反应器产生的沼气作为提升的内动力,使升流管与回流管的混合液产生密度差,实现下部混合液的内循环,使废水获得强化预处理。上面的第二个UASB 反应器对废水继续进行后处理(或称精处理),使出水达到预期的处理要求。
IC厌氧反应器有哪些优势
IC厌氧反应器主要应用于养殖、酒精、淀粉、食品等高浓度污水处理。与其他厌氧反应器相比,具有更高的处理效能,大大缩小了反应器的容积,降低了工程投资,节省了占地面积等特点。
①.具有很高的容积负荷
IC反应器由于存在着强大的内循环、传质效果好、生物量大。其容积负荷远比普通的UASB反应器高,一般可高出3倍左右。
②.节省基建投资和占地面积
IC反应器比普通UASB反应器高3倍左右的容积负荷,是普通UASB反应器占地面积的1/4-1/3左右,所以可降低反应器的基建投资。IC反应器不仅体积小,而且有很大的高径比,所以占地面积特别省,非常适用于用地紧张的厂矿企业新、扩建工程。
③.抗冲击负荷能力强
IC反应器实现了自身的内循环,循环量可达进水的10-20倍。因为循环水与进水在反应器底部充分混合,使反应器底部的有机物浓度降低,从而提高了反应器的耐冲击负荷能力;同时大水量也使底部污泥得以均散,保证了废水中的有机物与微生物的充分接触反应,提高了处理负荷。
④.出水稳定性好
因为IC反应器相当于上下两个UASB与EGSB反应器的串联运行,使出水水质好且稳定。
第二代厌氧反应器
第二代反应器可以将固体停留时间和水力停留时间分离,能保持大量的活性污泥和足够长的污泥龄,并注重培养颗粒污泥,属高负荷系统。包括:厌氧滤池(AF)、厌氧流化床和膨胀床反应器(AFBR)、升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧折流板反应器(ABR)等。
1、附着膜型消化器
附着膜型消化器的特征是在反应器内安装有惰性支持物(又称填料)供微生物附着,并形成生物膜。进料中的液体和固体在穿过填料时,滞留微生物附着在生物膜内,并且在HRT相当短的情况下,可阻止微生物冲出。因其具有短的SRT而影响固体物的转化,这类反应器只适用于处理低浓度、低SS有机废水。这种消化器主要有厌氧滤器、流化床和膨胀床两种。
1)厌氧滤器(AF)
AF是采用填充材料作为微生物载体的一种高速厌氧反应器,在填充材料上附着生长,形成生物膜。生物膜与填充材料一起形成固定的滤床。厌氧滤床可分为式厌氧滤床和下流式厌氧滤床二种。
厌氧滤器AF结构图
工艺优点
1.处理能力高,滤池内可以保持较高的微生物浓度。
2.不需另设泥水分离设备,出水SS较低。
3.低操作费用,无需搅拌、效率高、运转稳定、可承受负荷变化。
4.出泥少,能耗低。
工艺缺点
1.填料费用高。
2.易发生堵塞和短路。
3.启动期较长。
4.微生物积累,增加了运转期间料液的阻力。
2)厌氧流化床和膨胀床反应器(AFBR)
流化床和膨胀床反应器属于附着生长型生物膜反应器,在其内部填有像砂粒一样大小的(半径0.2~0.5mm)惰性颗粒供微生物附着,如焦炭粉、硅藻土、粉炭灰和合成材料等,当有机污水自下而上穿过细小的颗粒层时,污水和所产气体的升流速度足以使介质颗粒呈膨胀或流动状态,每一个颗粒表面都被生物膜所覆盖,能支持更多的微生物附着,使MRT比HRT更长,因而使消化器具有更高的效率。
厌氧流化床和膨胀床反应器AFBR结构图
工艺优点
1、有较大表面积供微生物附着。
2、可以达到更高的负荷。
3、高浓度的微生物使运行更稳定。
4、能承受负荷的变化。
5、在长时间停运后可更快地启动。
6、消化器内混合状态较好。
工艺缺点
1、使颗粒膨胀或流态化需较高能耗和维持费。
2、支持介质易被冲出,损坏泵或其他设备。
3、有时需要脱气装置从出水中有效地分开介质颗粒和悬浮固体。
2、式厌氧污泥床反应器(UASB)
UASB是目前发展快的消化器之一,其特征是自下而动的污水流过膨胀的颗粒状的污泥床。消化器分为三个区,即污泥床、污泥层和三相分离器。分离器将气体分流并阻止固体物漂浮和冲出,使MRT比HRT大大增长,产甲烷效率明显提高,污泥床区平均只占消化器体积的30%,但80~90%的有机物在这里降解。
三相分离器是UASB厌氧消化器的关键设备,主要功能是气液分离、固液分离和污泥回流,但均由气封、沉淀区和回流缝组成。
式厌氧污泥床反应器UASB结构图
工艺优点
1、消化器结构简单,没有搅拌装置及填料(除三相分离器)。
2、较长的SRT及MRT使其实现了很高负荷率。
3、颗粒污泥的形成使微生物天然固定化,增加了工艺的稳定性。
4、出水SS含量低。
工艺缺点
1、需安装三相分离器。
2、需要有效的布水器,使进料均匀分布。
3、要求浸水SS含量低。
4、在水力负荷较高或SS负荷较高时易流失固体和微生物。
5、运行技术要求高。
3、厌氧折流板反应器(ABR)
在这种消化器里,由于挡板的阻隔使污水上下折流穿过污泥层。这样每个单元相当于一个反应器,反应器的总数等于各反应器之和。我国前些年曾引起该型消化器,用来处理酒精废醪的丁醇废醪,但在实际应用过程中其效果一直欠佳。同时由于要造成折流,使得消化器结构复杂、施工难、造价高。目前难以在生产中获得广泛应用。
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