1. 厭氧生物污水處理設備種類介紹
厭氧生物污水處理技術已經(jīng)發(fā)展了近150年,并開始從傳統(tǒng)的能源消耗大戶向能源和水資源回收方向轉變。厭氧生物技術的優(yōu)點是不需要提供氧氣,可以將污水中的有機物轉化為高熱值的甲烷氣體再利用,從而降低能耗,實現(xiàn)能量回收,使其在水處理行業(yè)得到更廣泛的應用。
2.厭氧生物技術的發(fā)展現(xiàn)狀
厭氧生物降解通常分為四個階段:水解、酸化、乙酸生產(chǎn)和甲烷生產(chǎn)。其中產(chǎn)甲烷階段是整個厭氧工藝的重要階段,也是厭氧分解工藝的限速階段。
污水厭氧生物處理技術一般在中溫條件下進行,ph值保持在約7.5左右,適合生產(chǎn)甲烷的微生物生長。厭氧生物處理技術的改進基本上圍繞著甲烷生產(chǎn)過程,主要關注提高系統(tǒng)內(nèi)的遺傳效率,促進甲烷生產(chǎn)微生物的生長,提高甲烷生產(chǎn)率。主要手段是優(yōu)化系統(tǒng)操作參數(shù),添加載體,改善水力條件,提高污泥滯留時間等。
2.1 厭氧生物污水處理設備典型工藝分類
厭氧發(fā)酵生物反應器加工工藝類型較多,再此例舉現(xiàn)階段運用范圍廣的6種典型性加工工藝種類開展詳細介紹
1)完全混合式厭氧消化罐(CSTR)
cstr先出現(xiàn)也是目前應用廣泛的厭氧生物反應器,混合器通常是系統(tǒng)內(nèi)的污泥液完全混合,設備簡單,操作簡單,成本低??捎糜诟邼舛扔袡C污水處理、污泥消化處理、廚房垃圾厭氧處理等領域。
2)升流式厭氧污泥床(UASB)
UASB反應器污泥床區(qū)主要有沉降性能良好的厭氧顆粒污泥組成,濃度可達50?100g/l以上。沉淀懸浮區(qū)主要由反應過程中產(chǎn)生的氣體的上升和攪拌作用形成,污泥濃度相對較低,一般在5-40g/L范圍內(nèi)..由于UASB反應器具有良好的沉降性能和高產(chǎn)甲烷活性菌的顆粒厭氧污泥,與其他反應器相比具有一定的優(yōu)勢:顆粒污泥的相對密度小于人工載體,產(chǎn)生的氣體能夠實現(xiàn)污泥與基質(zhì)的充分接觸, 節(jié)約攪拌和回流污泥設備和能耗,顆粒污泥沉降性能良好,避免附設沉淀分離裝置和回流污泥設備:不需要向反應器內(nèi)投入填充劑和載體,提高容積利用率。
3)厭氧折流板反應器(ABR)
ABR在mccarty和bachmann等人于1982年總結了第二代厭氧反應器的工藝性能的基礎上,開發(fā)出了一種新型的厭氧生物處理裝置。其特點是反應器內(nèi)置縱向導向板,將反應器分為幾個串聯(lián)反應室,各反應室為比較獨立的上流式污泥床系統(tǒng),其中污泥以顆?;问交蛎逘钚问酱嬖?。對于一個單元,當處理低濃度廢水時,不必將反應器分成許多隔室,優(yōu)選3-4個隔室;然而,在處理高濃度廢水時,分離數(shù)應控制在6 ~ 8,以保證反應器在高負荷條件下的復合流型特性。
4)厭氧膨脹床(ESGB)
20世紀90年代初,荷蘭瓦赫寧根農(nóng)業(yè)大學開始了厭氧膨脹顆粒污泥床(EGSB)反應器的研究。lettinga教授等人指出,為了在UASB反應器處理生活污水時增加污水與污泥的接觸,更有效地利用反應器的容積,通過改變UASB反應器的結構設計和操作參數(shù),使反應器中的顆粒污泥床以較高的液體表面上升流速充分膨脹,使早期的egsb反應器EGSB反應堆實際上是一個改進的UASB反應堆。不同之處在于前者具有更高的液體上升流速,這使得整個顆粒污泥床處于膨脹狀態(tài),并且需要更大的高徑比。三相分離器是egsb反應器重要的結構,能有效分離水、甲烷和污泥三相,有效保持污泥在反應器內(nèi)的出水循環(huán)部分提高了反應器內(nèi)液體表面的上升流速,使顆粒污泥與污水充分接觸,避免了反應器內(nèi)死角和短流的產(chǎn)生。
5)內(nèi)循環(huán)厭氧反應器(IC)
內(nèi)循環(huán)(IC)厭氧反應器也是在UASB反應器基礎上發(fā)展起來的反應器。它依靠提升管和回流管之間沼氣產(chǎn)生的密度差在反應器內(nèi)形成流體循環(huán)。IC內(nèi)循環(huán)厭氧反應器是荷蘭帕克公司的專利產(chǎn)品,現(xiàn)在帕克公司在全世界使用了300臺以上的IC反應器。IC反應器實際上由二級UASB構成,底部UASB負荷高,頂部負荷低。由于一階段分離過程中收集了大量甲烷,減少了對廢水的干擾,從而在第二階段三相分離過程中獲得了較好的氣、水、泥分離效果。二級分離的lC反應器確保了污泥停留時間,這樣對于處理一些化工廢水有利,因為這些廢水厭氧污泥產(chǎn)量很小。集成電路反應器具有自調(diào)節(jié)汽提內(nèi)循環(huán)結構,循環(huán)廢水與原水混合稀釋進水濃度。內(nèi)循環(huán)作用所帶來的能量使得泥水在底部混合更加充分,從而污泥活性也得到增加。IC反應器的容積負荷(15-30kgCOD/m3)為UASB(7-15kgCOD/m3)的兩倍。該反應器的有機負荷達到UASB反應器的2~4倍。另外,IC厭氧反應器具有高徑比大、上流速度快、有機負荷高、傳質(zhì)效果好等優(yōu)點,其去除有機物能力遠超過UASB等二代厭氧反應器。
6)厭氧膜生物反應器(AnMBR)
膜生物反應器結合厭氧工藝和膜分離系統(tǒng),將水力停留時間HRT與污泥停留時間SRT分離。SRT超過30天,有助于促進厭氧微生物的生長,占地面積小。MBR早是在20世紀70年代末提出的。然而,由于膜污染問題嚴重,其發(fā)展緩慢。近年來,隨著膜技術的發(fā)展,投資和運營成本下降,2011年斯坦福大學的McCarty教授等人主張厭氧MBR是實現(xiàn)污水處理廠能量平衡的重要技術,anmbr技術回歸人們的視野備受矚目。
山東金隆環(huán)境工程公司專業(yè)生產(chǎn)厭氧污水處理設備、厭氧反應器。
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