污水处理技术工艺

实用汇总,13种厌氧生物反应器原理!

发布日期:2019-05-13 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

目前,厌氧微生物处理是高浓度有机废水处理过程中不可缺少的一个处理阶段。它不仅能耗低,而且可以生产沼气作为二次利用的能源。厌氧反应的容积负荷远大于好氧反应的容积负荷,而处理等量COD厌氧反应的投资较低。

目前常用的厌氧处理方法是:UASB,EGSB,CSTR,IC,ABR,UBF等。其他厌氧处理方法包括:AF,AFBR,USSB,AAFEB,USR,FPR,两相厌氧反应器等。

1。UASB——上流式厌氧污泥床反应器

uasb是一种英文缩写,表示向上流动的、不能吸收的细长床/毯子。称为上游厌氧污泥床反应器,是处理污水的厌氧生物方法,又称升厌氧污泥床。它是由荷兰的Lettinga教授在1977年发明的(Ding Yinian)。

UASB由三部分组成:污泥反应区、气-液-固三相分离器(包括沉淀区)和气室。底部反应区储存了大量的厌氧污泥,沉淀和凝结性能好的污泥在下部形成了一层污泥层。待处理的污水从厌氧污泥床底部流入污泥层与污泥混合接触,污泥中的微生物分解污水中的有机物并转化为沼气。沼气不断地以微小气泡的形式释放出来,在上升的过程中,这些微小的气泡继续合并逐渐形成较大的气泡。在污泥床的上部,由于沼气的搅动,污泥浓度较低的污泥与水一起上升到三相分离器中。当沼气接触到分离器下部的反射器时,它围绕反射器弯曲,然后穿过水层进入气室。浓缩在气室沼气中,经导管输出,固液混合物反射到三相分离器的沉淀区,使污水中的污泥絮凝,颗粒逐渐增多,在重力作用下沉降。斜壁上沉淀的污泥沿斜壁滑回厌氧反应区,使大量污泥在反应区内堆积,从沉淀区溢流堰上部分离出的污水从溢流堰上部溢出,然后排出污泥床。

2。EGSB-厌氧颗粒污泥膨胀床反应器

EGSB(Expanded Granular Sludge Blanket Reactor)是一种中文名称膨胀颗粒污泥床,是第三代厌氧反应器。它最初由Lettinga等人于20世纪90年代初开发。在荷兰瓦根根农业大学。

其结构与UASB反应器相似,可分为进水分配系统、反应区、三相分离区和出水渠系统。与UASB反应器不同,EGSB反应器具有特殊的出水回流系统。EGSB反应器一般为圆柱形塔,其特点是高径比大,可达3~5,生产装置反应器高度可达15~20m。颗粒污泥膨胀床改善了废水中有机物与微生物的接触,强化了传质效果,提高了反应器的生化反应速度,极大地提高了反应器的处理效率。

通过对底污泥区与上、中气、液、固三相分离区的结合,通过回流和结构设计,使废水在反应区具有较高的向上流动率,反应器中的颗粒污泥处于膨胀态厌氧反应器中。

3。CSTR-完全混合厌氧反应器(也称为连续流混合搅拌反应器)

连续搅拌反应器系统,或全混合厌氧反应器(连续搅拌槽式反应器),简称CSTR,是一种使发酵原料和微生物处于完全混合状态的厌氧处理技术。

发酵和沼气生产过程是在一个封闭的罐内完成的。在消化池内设置搅拌装置,使发酵原料与微生物完全混合。进料方式采用恒温连续加料或半连续加料操作。由于搅拌作用的影响,新原料在发酵罐中迅速与所有发酵液中的细菌混合,使发酵基质浓度始终较低,以降解废水中的有机污染物,去除厌氧废水生物处理器中的悬浮物。

4。IC——内循环厌氧反应器

icta类似于两层串联式的uasb反应器,在每个厌氧反应器的顶部有一个空气、固体和液体的三相分离器。它由两个反应室组成。废水从反应堆的底部向上流动,污染物被细菌吸附并降解,净化的水从反应堆上部流出。

采用IC塔下部第一个升流厌氧反应器产生的沼气作为升程的内动力,即立管与回流管的混合气密度差,实现了下部混合气的内循环,加强了废水的预处理。上述第二个UASB对废水进行后处理(或精细处理),使出水达到预期的处理要求。污水由底部的污泥区和中上部的气、液、固三相分离区组成,通过回流和结构设计,使污水在反应区有较高的上升率。在厌氧反应器条件下,反应器中的颗粒污泥处于膨胀状态。

5。ABR-厌氧折流板反应器

厌氧折流板反应器(Anaerobicba edreactor,ABR)是由McCarty和Bachmann等人开发和开发的一种新型高效解剖学。 1982年基于第二代厌氧反应器的工艺性能总结。氧气生物处理装置。本实用新型的特点是反应器有一个垂直导流板,反应器分为几个串联的反应室,每个反应室是一个相对独立的上流式污泥床系统,污泥形式为造粒或存在絮状物。

导流板引导水流上下运动,逐个通过反应室内的污泥床。进水中的基质与微生物有充分的接触,可以被降解和去除。废水通过ABR反应器时,需要自底向上流动,并在流动过程中与污泥多次接触,大大提高了反应器的容积利用率,节省了三相分离器。

6、两相厌氧反应器

两相厌氧消化系统是由Bolante和波兰德于20世纪70年代早期在美国开发的厌氧生物处理过程。它于1977年首次应用于比利时的生产。两相厌氧消化过程使酸化和甲烷分别在两个系列反应器中进行,使产生酸的细菌和产生甲烷的细菌在最佳的环境条件下各自生长,这不仅有利于充分利用各自的活动,但也能提高治疗效果。达到了提高体积负荷率、降低反应堆体积、提高运行稳定性的目的。

在传统的应用中,单一反应器中产酸菌和产甲烷菌之间的平衡是脆弱的。这是由于两种微生物在生理、营养需求、生长速率和对周围环境的敏感性等方面存在着很大的差异。传统设计应用中遇到的稳定性和控制问题迫使研究人员寻找新的解决方案。

从生化角度看,产酸阶段主要包括水解阶段、产酸阶段和产氢阶段,产甲烷阶段主要是产甲烷阶段。从微生物的角度看,只有产酸发酵细菌处于产酸阶段,而产甲烷菌不仅存在于产酸阶段,还存在不同程度的产酸发酵细菌。总之,产甲烷阶段是整个厌氧消化的控制阶段。为了使厌氧消化过程完成,首先要满足产甲烷菌的生长条件,如维持一定的温度,增加反应时间,特别是对难降解或有毒的废水,才能长期适应。

两相厌氧消化过程将两个反应器中酸化和甲烷化的两个阶段分开,使产酸细菌和产甲烷菌在最佳环境条件下生长,这不仅有助于充分发挥各自的活性。而且,改善了处理效果,并且实现了增加体积负荷率,减小反应体积和提高操作稳定性的目的。

7。上流式厌氧污泥床反应器

上游污泥床滤池(,简称ub f)是加拿大的Guiot在厌氧滤池(af)和上流厌氧污泥床(上流厌氧污泥床)中,基于uasb的缩写,开发了一种新型的复合厌氧流化床反应器。聚乙二醇具有较高的生物固体停留时间(srt),能有效降解有毒物质。它是处理高浓度有机废水的一种经济有效的技术。

复合厌氧流化床工艺是一种利用流态化技术进行生物处理的反应设备。该设备采用砂土和软填料作为流态化载体。污水作为运行介质,厌氧微生物以生物膜的形式存在于砂土和软填料的表面,在循环泵处理过程中或污水处理过程中产生甲烷气的自混合,使污水进入流动状态。当污水向上流经床层时,与附着在床内厌氧生物膜上的载体发生接触和反应,从而达到降解和吸附污水中有机物的目的。UBF复合厌氧流化床具有效率高、占地少等优点,适用于高浓度有机废水处理工程。

反应器的主要结构特点如下:下部为厌氧污泥床,与UASB反应器下部的污泥床相同,上部为与(AF)滤池相似的填料过滤层。填料层可附着大量厌氧微生物。从而提高了整个反应器的生物量,提高了反应器的处理能力和抗冲击性能。

8,AF - 厌氧生物滤池

af是厌氧生物滤池的简称。该工艺是在传统厌氧活性污泥工艺的基础上发展起来的。

反应器由底部进水分配系统、池底水分配系统与滤层之间的污泥层、生物填料、池面出水供水系统和沼气收集系统五部分组成。厌氧污泥在AF反应器中的滞留方式有两种:一种是细菌在固定填料表面形成生物膜,另一种是厌氧污泥在反应器空间中形成细菌聚集体。与传统厌氧生物处理结构和其他新型厌氧菌相比,厌氧生物滤池的优点是:生物固体浓度高,可获得较高的有机负荷。微生物固体停留时间长,水力停留时间短,抗冲击负荷能力强,启动时间短,停机后易于再次启动。它产生的剩余污泥很少,不需要污泥回流,不需要剩余污泥处理设施,投资大,运行管理方便,在处理水量和负荷变化较大的情况下,能保持较大的稳定性。通过实际应用,在低浓度污水处理中不需要沼气处理系统。

在AF反应器中,水从反应器底部进入,经过池底配水系统的均匀布置后,废水依次经过悬浮污泥层和生物滤层,有机物与污泥和生物膜上的微生物接触固定,然后被消化。然后从池面的污水补充系统均匀排放水,并进入下一级处理器。根据流向的不同,厌氧生物滤池可分为上流式厌氧滤池和下流式厌氧滤池。废水通过反应器的上升流为上流式厌氧滤池,而下流式厌氧滤池为下流式厌氧滤池。

9。USSB-上流式分段污泥床

USSB是Upflow Staged Sludge Bed反应器的缩写。在反应器中,反应区分为几个部分,水封后各部分的气体产生分别释放,整个反应装置相当于一系列UASB反应器组件。

10。USR——上流式厌氧固体反应器

升固体厌氧反应器(usr)是一种结构简单的反应器,适用于高悬浮固体有机材料原料。

原料从底部进入消化池,并与消化池中的活性污泥接触,使原料快速消化。未消化的有机固体颗粒和沼气发酵微生物通过自然沉降留在消化池中,上清液从消化池的上部溢出。这样可以得到比水力停留时间大得多的固体停留时间(SRT)和微生物停留时间(MRT),从而提高固体有机物的分解速率和蒸煮效率。目前,粪便资源在畜禽养殖业中的应用很多。该工艺在许多大中型沼气工程中得到了应用。

USR主要处理高有机固体(有机固体材料>5%)的废液。废水通过底水分配系统进入,并在上升过程中通过高浓度厌氧微生物的固体床。废液中的有机固体与厌氧微生物完全接触,有机固体经厌氧菌液化、发酵、分解,达到厌氧消化的目的。

11,AAFEB - 厌氧胶膜膨胀床

厌氧附着膜膨胀床(厌氧附着微生物膜膨胀床,AAFEB)反应器是Jewell等人在20世纪70年代中期发展起来的一种厌氧消化工艺。在AAFEB反应器中,大部分微生物以附着在载体上的形式存在,通过扩散方式进入废水养分的生物膜中,在厌氧菌和产氢醋酸菌的共同作用下产生氢气。

aafeb和egsb的结构基本相似,但反应堆中填充了大量固体颗粒介质(颗粒尺寸小于0.5-1mm)。

在低水力停留时间(HRT)条件下,AAFEB可以保持较高的生物量、较高的传质效率和稳定的运行。一般的厌氧附着膜膨胀床反应器是用颗粒活性炭(GAC)填充的。GAC通常被认为是一种很好的固定化反应器中微生物的载体。在AAFEB反应器中,由于细菌的运动和废水的旋涡,生物膜被附着在载体上,并在生物膜的外部被丝状细菌所覆盖。结果表明,该生物膜附着在载体上,并在生物膜外被丝状细菌所覆盖。生物膜中有大量的微菌落,包括球菌、细菌和螺旋体。颗粒相互接触,载体膨胀率在10%~20%之间,厌氧微生物附着在载体上形成具有生物膜结构的活性污泥,污泥龄较长,使反应器能够高效稳定运行。AAFEB对含有抑制性可生物降解有机物的废水具有较高的生物去除效率,污泥中微生物菌株的驯化有利于难降解有机物的降解。

载体流态化是AAFEB工艺的一个重要特点。当反应器内流体速度达到一定程度时,水头压降大于载体的重量,使得固体颗粒之间的空隙率足够大,可以将载体与载体分离开来。通过上升流的流体浮力和氢溢出产生的摩擦力的联合作用,使载体悬浮,即载体的流态化。污泥颗粒的流态化可以促进生物膜的更新和氢的释放,保持生物膜的适当厚度和结构,提高传质系数,加速生化反应,缩短水力停留时间。

12. FOR-plug流动反应器

塞流反应器又称推流反应器,是一种矩形不完全混合反应器。高浓度悬浮固体发酵物料从一端进入,从另一端排出。适用于高SS废水的处理,特别适用于牛粪的厌氧消化。

13、abbr-厌氧流化床和膨胀床反应器

AFBR是一种有效的生物膜处理方法。采用特制的大比表面积填料作为载体,厌氧菌以生物膜的形式附着在载体表面,形成一定高度的颗粒污泥床。大大提高了有机物的降解效率。

AFBR反应器采用细颗粒(如沙粒)作为微生物的固定化材料,厌氧菌附着在其上形成生物膜。填料在较高的上升流速下处于流态化状态,克服了厌氧滤池(AF)易发生堵塞的问题,将厌氧污泥与废水充分混合,提高了处理效率。

废水通过配水系统连续脉冲进入反应区,并与载体上的厌氧生物膜充分反应,增加反应程度和接触时间。填料达到流化状态,有机物被厌氧微生物分解产生生物气。固体,液体和气体三相形成混合物在上部分离。从而达到废水处理的目的。

实用汇总,13种厌氧生物反应器原理!

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