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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。
EGSB厌氧反应器(Expanded Granular Sludge Blanket Reactor),中文名膨胀颗粒污泥床,是第三代厌氧反应器。是继UASB之后的一种新型的厌氧反应器。它由布水器、三相分离器、集气室及外部进水系统组成一个完整系统。废水经过污水泵进入EGSB厌氧反应器的有机物充分与厌氧罐底部的污泥接触,大部分被处理吸收。高水力负荷和高产气负荷使污泥与有机物充分混合,污泥处于充分的膨胀状态,传质速率高,大大提高了厌氧反应速率和有机负荷。所产生的沼气上升到顶部经过三相分离器把污泥、污水、沼气分离开来。 从实际运行情况看,EGSB厌氧反应器对有机物的去除率高达85%以上,运行稳定,出水稳定,此EGSB厌氧技术已经非常成熟,已经广泛运用到国内中大型企业。
1 三相分离器的作用及工作程序 石油原油三相分离器主要的作用就是将气体以及固体还有液体三相进行分离工作,隶属于分离设备。通常都是由水仓以及泥仓两个部分组成,两者之间呈现上下或是左右连接的状态;泥仓由进气口、简体以及封头和出气口还有挡泥栅等部分组成。较为常见的三相分离器的材料由钢材或者是玻璃钢等制成。而现在最常见的就是玻璃钢制成的,其最大的优点就是该材料是非常好的绝缘体,毕竟在特殊的分离原油的条件下,易燃以及易爆等环境,必须也只能使用防止静电的材料。石油原油三相分离器的工作程序,通常都是在原油进入及其入口后,及其通过其内部的分离器将原油以及伴生气还有水分等进行分离,也就是说,油气水混合物通过高速进入欲脱气室,通过旋流分离或者是重力作用将大量的原油伴生气脱出来。欲脱气之后的混合物经过导流管高速注入分配器以及水洗室。依靠含有破乳剂的活性水层内细条破乳,最后进行稳流,并减低来液的雷诺系数,然后经过聚结整流后官途沉降分离室,进行下一步的称将分离。可以说,三相分流器的工作原理非常简单,但是在工作时,例如内外防腐的措施、防静电以及防静电疏导等措施,都是很难攻克的难题。想要使得三相分离器进一步的提高工作效率,这些问题都是必须要解决的。 2 三相分离器常见的故障 三相分离器在日常的工作中,经常会出现一些人为或者是客观原因的故障,在人为故障当中,只需要对相关的工作人员经常做出一些专业性的培训,以及设立相关的操作规程以及规章制度,就可以最大程度的避免,但一些客观原因,例如原油中含有砂石等,就只能通过将设备进行一定的改造,或是预处理才可以解决了。 2.1 进出口波纹板的脱落故障。现在的油田在生产时所使用的三相分离器,通常都会在中段以及后段设立一个使用两层钢网家住的波纹板来进行过滤使用。这两层夹板的作用就是提高两个段落的油滴的稳定以及细油滴的分离,进一步的提高油气水的分离效率。但随着油田原油的开采,到了后期的时候,原油中的含水量就会急剧增高,外加注聚合物驱油,其含水量都会占据9/10以上,并且其化学成分非常高,对金属的腐蚀情况越加的严重。可以说,在钢网受到腐蚀后,波纹板就会有一些细小的干板被冲到前方的集油室,在液位较低的情况下,被吸入离心泵的进口滤砂器之中,造成设备的堵塞,最终导致泵不上油或者是干吸的现象,进而导致生产过程中埋下非常大的隐患;因为大块的波纹板在钢网底部堆积后,会形成一道隔离墙体,使得液体只可以通过上部流向中部,油和水再一次的混合,而终端的稳流室又产生一定的波动,进而造成分离效果差的情况,还会造成污水中的含油量增加,影响生产对经济效益产生影响。 2.2 进出口的散液板的脱落故障。正常情况下,为了使得混合液体在进入分离器设备后,最快速度的稳定下来,在设备设计之初就会采用一定的措施,也就是在分离器灌的进口处安装散液板,其作用就是使得液体曾在喷射时的冲力最大成的的减少。但由于转油站以及防水站等注聚合物猜出的大部分都是由电泵来生产的,其中液量以及气量都非常多,这就会造成其压力非常的大,劲儿使得层流冲击力变得非常大。
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。 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。
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
IC厌氧反应器,即内循环式颗粒污泥反应器,作为改进型的 UASB 反应器,由于采用较大的高度-直径比和大的回流比,在高的上流速度和产气的搅动下,污水与颗粒污泥间的接触更充分,使N-IC内基质向四平定制内循环厌氧反应器颗粒污泥内部传递优于混合强度低的 UASB 反应器。颗粒污泥循环使反应器内生物相达到完全流化的状态,降低了能源消耗。三相分离器是N-IC反应器最具特色和最重要的装置。N-IC内设置了两层五级三相离器,它们同时具有以下功能:1)能收集从分离器下的反应室产生的沼气,沼气系统排气压 3kPa~5kPa; 使得在分离器之上的悬浮物沉淀下来。2)能够适应N-IC反应器高的上升流速,不影响气、液、固分离效果。3)将N-IC反应器隔成两个反应室,使得反应器的实际处理能力大大增高,抗冲击负荷增强,保证良好的运行稳定性能。布水系统是定制内循环厌氧反应器制造商厌氧反应器的关键配置,它对于形成污泥与进水间充分的接触、最大限度地利用反应器的污泥是十分重要的。布水系统兼有配水和水力搅动作用,为了保证这两个作用的实现,需要满足如下原则:1)进水装置的设计使分配到各点的流量相同;2)进水管不易堵塞;3)尽可能满足污泥床水力搅拌的需要,保证进水有机物与污泥迅速混合,防止局部产生酸化现象。