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概述厌氧处理已经成功地于各种高、中浓度的废水处理中。虽然中、高浓度的废水在相当程度上得到了解决,但是当污水中含有抑制性物质时,如含有硫酸盐的味精废水在处理上仍有一定的难度。在厌氧处理领域应用最为广泛的是UASB反应器,所以本文重点讨论UASB反应器的设计方法。但是,其与其它的厌氧处理工艺有一定的共同点,例如,流化床和UASB都有三相分离器。而UASB和厌氧滤床对于布水的要求是一致的,所以结果也可以作为其他反应器设计。包含厌氧处理单元的水处理过程一般包括预处理、厌氧处理(包括沼气的收集、处理和利用)、好氧后处理和污泥处理等部分,可以用图1所示的流程表示。二、UASB系统设计1.预处理设施一般预处理系统包括粗格栅、细格栅或水力筛、沉砂池、调节(酸化)池、营养盐和pH调控系统。格栅和沉砂池的目的是去除粗大固体物和无机的可沉固体,这对对于保护各种类型厌氧反应器的布水管免于堵塞是必需的。当污水中含有砂砾时,例如以薯干为原料的酿酒废水,怎么强调去除砂砾的重要性也不过分。不可生物降解的固体,在厌氧反应器内积累会占据大量的池容,反应器池容的不断减少最终将导致系统完全失效。由于厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感,所以对于工业废水适当尺寸的调节池,对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。调节池的作用是均质和均量,一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。在调节池中设有沉淀池时,容积需扣除沉淀区的体积;根据颗粒化和pH调节的要求,当废水碱度和营养盐不够需要补充碱度和营养盐(N、P)等;可采用计量泵自动投加酸、碱和药剂,通过调节池水力或机械搅拌达中和作用。同时,酸化池或两相系统是去除和改变,对厌氧过程有抑制作用的物质、改善生物反应条件和可生化性也是厌氧预处理的主要手段,也是厌氧预处理的目的之一。仅考虑溶解性废水时,一般不需考虑酸化作用。对于复杂废水,可在调节池中取得一定程度的酸化,但是完全的酸化是没有必要的,甚至是有害处的。因为达到完全酸化后,污水pH会下降,需采用投药调整pH值。另外有证据表明完全酸化对UASB反应器的颗粒过程有不利的。
在相当长的一段时间内,厌氧消化在理论、技术和应用上远远落后于好氧生物处理的发展。20世纪60年代以来,世界能源短缺问题日益突出,这促使人们对厌氧消化工艺进行重新认识,对处理工艺和反应器结构的设计以及甲烷回收进行了大量研究,使得厌氧消化技术的理论和实践都有了很大进步,并得到广泛应用。 目前,厌氧微生物处理是高浓度有机废水处理工艺中不可或缺的处理工段,它较好氧微生物处理不仅能耗低,同时还可以产生沼气作为能源二次利用。厌氧反应容积负荷高较好氧反应高出很多,对于处理同等量的COD厌氧反应投资更低。在厌氧反应器的运行中,上升流速、水力停留时间和容积负荷等,那么这些数据都是如何计算的呢?今天我们就来讲一讲厌氧反应器日常运行中最常用的5个计算公式。1. 上升流速上升流速(Up flow Velocity)也叫表面速度(Superficial Velocity)或表面负荷(Superficial Loading Rate)。假定一个向上流动的反应器的进水流量(包括出水的循环)为Q(m3/h),反应器的横截面面积为A(m2),则上升流速u(m/h)可定义为:式中:u – 上升流速,单位米/小时Q - 反应器的进水流量,单位立方米/小时A - 反应器的横截面面积,单位平方米2. 水力停留时间水力停留时间(Hydrolic Retention Time)简写作HRT,它实际上指进入反应器的废水在反应器内的平均停留时间,因此,如果反应器的有效容积为V(m3),则式中:HRT – 水力停留时间V – 反应器容积,单位立方米Q - 反应器的进水流量,单位立方米/小时如果反应器高为H(m),则:因为Q=uA,V=HA所以HRT也可表示为如下公式,即水力停留时间等于反应器高度与上升流速之比。式中:HRT – 水力停留时间H - 反应器高度,单位米u -上升流速,单位米/小时3. 反应器的有机负荷反应器的有机负荷(Organic Loading Rate,简写作OLR)可“分为容积负荷(Volume Loading Rate,简写作VLR)和污泥负荷(Sludge Loading Rate,简写作SLR)两种表示方式。 VLR即表示单位反应器容积每日接受的废水中有机污染物的量,其单位为kgCOD/(m3d)或kgBOD/(m3d)。假定进水浓度为pw(kgCOD/m3或kgBOD/m3),流量为q(m3/d),则:式中:VLR – 容积负荷Q - 反应器的进水流量,单位立方米/小时Pw - 进水浓度, 单位kgCOD/m3V - 反应器容积,单位立方米
经过调节pH和温度的废水首先进入反应器底部的混合区,并与来自外循环回流的泥水混合液充分混合后进入颗粒污泥膨胀床区进行COD生化降解,此处的COD容积负荷很高,大部分进水COD在此处被降解,产生大量沼气。由于沼气气泡形成过程中对液体做的膨胀功产生了气提的作用,使得沼气、污泥和水的混合物上升,经过填料区的降解后,混合液至反应器顶部的三相分离器,沼气在该处与泥水分离后并被导出处理系统。泥水混合物则沿挡泥板下降至反应器底部的混合区,并于进水充分混合后再次进入污泥膨胀床区,形成所谓内循环。根据不同的进水COD负荷和反应器的不同构造,外循环回流量可达进水流量的0.5-10倍。经膨胀床处理后的废水除一部分参与循环外,其余污水继续上升,污水进入填料区进行剩余COD降解与产沼气过程,提高和保证了出水水质。由于大部分COD已经被降解,所以填料区的COD负荷较低,产气量也较小。该处产生的沼气也是由三相分离器收集,通过集气管导出处理系统。经过填料区处理后的废水经三相分离器作用后,上清液经出水区排走,颗粒污泥则返回污泥床。
Ⅰ、IC的组成 IC反应器是由四个功能部分组成:即混合区、膨胀床部分、精处理区和回流部分。 如下图所示: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,对原水进行充分的稀释和均质;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COD几乎全部的去除。虽然与UASB反应器条件相比,反应器总的负荷率较高,但因为内部循环体不经过精处理区,因此在精处理区的上升流速也较低,能保持最佳的固体停留。 回流系统:分外回流和内回流,内部的回流是根据气提原理,利用上层与下层的气室间存在的压力差。回流的比例由产气量(进水COD浓度)决定,是自调节的。外回流是通过外回流泵控制回流水在反应器的底部进入系统内,从而在膨胀床部分产生附加扰动,这使得系统的启动过程加快。一般在调试初期或发生冲击时启动外回流,可增加反应器的抗冲击能力。 另外IC监控系统也是厌氧反应器的重要环节,它对IC的进水量、回流量、温度、沼气产量等进行监控。IC监控系统保证了系统高效稳定运行,避免反应器因水的波动受到冲击,造成长时间不能恢复正常运行,使整个系统运行管理简单、操作方便。
三相分离器, 关键有集气罩、集气室、集气管、出水堰等构成。其原理为废水与水解酸化淤泥相触碰,根据病菌水解酸化反映造成沼液(汽体关键成分为甲烷),随意汽泡和粘附在淤泥颗粒物上的汽泡升高厌氧威海定制厌氧折流板反应器应器的顶端三相分离器。升高碰撞集气罩反射板上,使粘附的汽泡放出;脱气的淤泥颗粒物沉定返回厌氧反应器下边淤泥床内。汽体被搜集在反应器顶端的集气房间内,根据气管排出来。三相分离器特性:a、能搜集从分离设备下的反映室造成的沼液,沼液体系排风压 3kPa~5kPa; 促使在分离设备之中的悬浮固体沉淀出来。b、集气罩和集气室中间下设浮渣分离出来设备,解决了三相分离器内浮渣无法除去的难题。c、可以融入反应器较高的升高水流量,不危害气、液、固的三相分定制厌氧折流板反应器厂家离实际效果。b、在机器设备挤压成型时选用与众不同的承插构造的挤压成型方法,在重要支承部位安裝筋板,确保了工程施工质量和系统优化。具备分离出来好用,并充分考虑泡沫塑料和浮渣的危害及消除。控制模块式拼装构造,有利于安裝,工程施工工期短。采于橡胶制品,防锈特性好,使用期长。
市场上厌氧反应器的类型有很多,如EGSB、UASB、外循环和内循环等,由于环保公司在建造厌氧反应器时非常注意保密,使得一些运行了好多年的站长,也不知道厌氧反应器的结构,感觉特别神秘,出现异常问题时,也不知如何应对。1.ic厌氧反应器内部2. 运行流程污水通过进水(1)进入布水器(2),与下降管(9)循环来的污泥和水均匀混和后,进入第一个反应区,即流化床反应室(3)。在这里,大部分COD被降解为沼气,由一级三相分离器(4)收集,并产生气体提升。气体被提升的同时,带动水和污泥作向上运动,经过上升管(5)达到位于反应器顶部的气液分离(8),在这里沼气从水和污泥中分离,进入沼气收集管(11)。水和污泥混和经过同心的下降管(9)直接滑落到反应器底部形成内部循环流。第一级反应区的出水向上进入深度净化反应室(6)内被深度处理,在那里剩余的可厌氧生物降解的COD被去除,在上层分离区产生的沼气被顶部的二级三相分离器(7)收集,并由集气管输送到顶部旋流式气液分离器(8),实现沼气分离和收集。同时,厌氧出水(10)经过出水堰流出进入后续工艺单元。3. 工艺过程按照反应器降解COD的原理,可分为四个工艺过程:布水系统、流化床反应室、内循环系统和深度净化反应室。(1) 进液和混合-布水系统进入反应器的废水与从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,对进水进行了充分的稀释和均质,可以大幅提高反应器的抗冲击能力。为了保证布水均匀,提高去除率,布水系统采用了特别设计的罩子形状,这种特殊设计还可以避免布水系统堵塞、板结。(2) 流化床反应室废水和颗粒污泥在进水与循环水的共同推动下,迅速进入流化床反应室。通过较高的上升流速,使废水和污泥之间发生强烈的接触,大幅提高污染物向颗粒污泥的传质速率,提高降解速度,使得厌氧反应器具有较高的处理能力。(3) 内循环系统在流化床反应室和深度净化反应室中,厌氧产生的沼气经三相分离器收集后进入上升管,同时,气提原理使气、水、污泥混合物经上升管快速上升,在反应器顶部经气液分离器分离,剩余的泥水混合物经过下降管向下流入反应器底部,由此在反应器内形成循环流。气提的动力来自于上升管和下降管中气体含量的巨大差距,因此,这个泥水混合物的内循环不需要任何外加动力。