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UASB厌氧处理工艺研究进展


UASB 厌氧处理工艺研究进展

上流式厌氧污泥床(Up Flow Anaerobic Sludge Blanketk, 简称 UASB)反应器是荷兰 Wageningen 农业大学的 Lettinga 等人于 1973-1977 年间研制成功的。目前,在欧洲的 UASB 工艺已普遍形成了颗 粒污泥, 这使得厌氧 USAB 工艺在欧洲迅速得到了推广和普及。 我

国于 1981 年开始了 UASB 反应器的研 究工作,该技术在我国已得到了实际的推广应用。UASB 反应器是目前应用最为广泛的高速厌氧反应器, 该技术在国内外已经发展成为厌氧处理的主流技术之一。

1.USAB 反应器的基本构成和原理

(1)USAB 反应器的构成

USAB 反应器的主体部分主要分为两个区域,即反应区和三相分离区。其中反应区为 USAB 反应器的工作 主体。

(2)USAB 反应器的工作原理

在 UASB 反应器的反应区下部,是由沉淀性能良好的污泥(通常是颗粒污泥)形成的厌氧污泥床,污泥浓度 可达到 50-100g/l 更高。废水由反应器底部进入反应区,由于水的向上流动和产生的大量气体上升形成良 好的自然搅拌作用,并使一部分污泥在反应区的上方形成相对稀薄的污泥悬浮区,悬浮区污泥浓度一般在 5-40g/l 范围内。悬浮液进入分离区的沉降室,污泥在此沉降,由斜面返回反应区,澄清后的处理水溢流 排出。

2.USAB 反应器的工艺特点

USAB 反应器运行的 3 个重要的前提是:1。反应器内形成沉降性能良好 的颗粒污泥或絮状污泥;2.出产 气和进水的均匀分布所形成的良好的搅拌任用;3.设计合理的三相分离器,能使沉淀性能良好 的污泥保留 在反应器内。

⑴利用微生物细胞固定化技术-污泥颗粒化

USAB 反应器利用微生物细胞固定化技术-污泥颗粒化实现了水力停留时间和污泥停留时间的分享, 从而延 长了污泥泥龄,保持了高浓度的污泥。颗粒厌氧污泥具有良好 的沉降性能和高比产甲烷活性,且相对密度 比人工载体小,靠产生的气体来实现污泥与基质的充分接触,节省了搅拌和回流污泥的设备和能耗 bn 无 需附设沉淀分享装置。同时反应器内不需投加填料和载体,提高 了容积利用率。

(2)由产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌用

在 UASB 反应器中 ,由产气和进水形成的上升液流和上窜气泡对反应区内的污泥颗粒产生重要的分级作 用。这种作用不仅影响污泥颗粒化进程 ,同时还对形成的颗粒污泥的质量有很大的影响。同时这种搅拌作 用实现了污泥与基质的充分接触。有废水需要处理的单位,也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污 水处理经验的企业。

(3)设计合理的三相分离器的应用

三相分离器是 UASB 反应器中最重要的设备。三相分离器的应用省却了辅助脱气装置 ,能收集从反应区产 生的沼气 ,同时使分离器上的悬浮物沉淀下来 ,使沉淀性能良好的污泥能保留在反应器内。

3.应用研究现状

(1)启动技术方面

Lepisto 等较早开展此方面的研究。由于颗粒污泥是 UASB 的核心 ,颗粒污泥的形成与否直接关系 到 UASB 反应器运成败。许多研究集中在厌氧颗粒污泥的培养上。迄今 ,对颗粒污泥的培养已取得了许多 有益的经验。我国吴允等向污泥内加入膨润土和非离子型聚丙烯酰胺 ,处理啤酒生产 ,4 周内形成了稳定颗 粒污泥床。郑平等研究了制药废水氧处理启动技术。

(2)废水处理领域

Lettinga 博士和他的同事首先在实验室进行了容积为 60L 的 UASB 反应器的试验研究。结果表明 ,该处 理装置的处理效果很好 ,其有机负荷率 COD 高达 10Kg/(m d) ,此后进行了容积为 6m3、30m3 及 200m3 的半生产性试验研究 ,中温条件下 ,应用 6m3 容积的装置处理甜菜制糖废水的 COD 容积负荷高 达 36g/ m3*d) ( ;;处理马铃薯加工废水 COD 负荷为 15Kg/ (m3*d)以上, COD 去除率为 70%-90% 。

其后 ,荷兰、德国、瑞典、比利时和美国的研究者用 UASB 反应器进行了土豆加工废水、蚕豆加工废水、 屠宰废水、罐头制品加工废水、甲醇废水、乙酸废水及纤维板废水的小试或生产性试验 ,都取得了较好的 效果。据不完全统计 ,至 1990 年 ,世界各地已有 205 个生产规模的 UASB 系统投入运行 ,到 1993 年 , 这个字已增加到 400 多。至今 ,在欧洲的 UASB 工艺已普遍形成了颗粒污泥。

UASB 工艺在我国的应用从 80 年代发展至今 ,应用越来越广泛。 80 年代末的处理酒厂、 从 啤酒厂废水(用 单一 UASB 工艺) ,到 90 末期 ,与其他工艺联合使用 ,如 UASB+AF 处理高浓度涤纶废水、PUASB 加压 处理制药废水等。同时也已经成功应用于城市污水处理和生活污水的处理。

5.UASB 工艺的发展趋势

虽然 UASB 工艺在我国的应用已经有了较大发展 ,但与国外水平尚有差距 ,应进一步加强在 UASB 反应器 及其配套设备的设备化和工程应用上的探索和实践。同时 ,在以下几个方面 UASB 厌氧处理工艺也正在实 现新的发展: ①低温下 UASB 反应器的运行; ②高温厌氧处理; ③用于处理不积累或不产生新的颗粒污泥 的 UASB 反应器; ④处理含有高浓度毒性物质的废水;低浓度废水的厌氧处理。厌氧处理系统具有负荷高、 投资少、运行费用低、可以回收部分能源等优点 ,非常适合我国国情。随着研究的不断深入与发展 ,相 信 UASB 厌氧处理工艺的应用前景是十分广阔的。

UASB(升流式厌氧污泥床 升流式厌氧污泥床) 升流式厌氧污泥床

作者:百度百科 环保公益来源:百度百科 点击数:2100 更新时间:2008-5-12

一、引言

厌氧生物处理作为利用厌氧性微生物的代谢特性,在毋需提供外源能量的条件下,以被 还原有机物作为受氢体, 同时产生有能源价值的甲烷气体。 厌氧生物处理法不仅适用于高浓 度有机废水,进水 BOD 最高浓度可达数万 mg/l,也可适用于低浓度有机废水,如城市污水 等。

厌氧生物处理过程能耗低;有机容积负荷高,一般为 5-10kgCOD/m3.d,最高的可达 30 -50kgCOD/m3.d;剩余污泥量少;厌氧菌对营养需求低、耐毒性强、可降解的有机物分子量 高;耐冲击负荷能力强;产出的沼气是一种清洁能源。

在全社会提倡循环经济,关注工业废弃物实施资源化再生利用的今天,厌氧生物处理显 然是能够使污水资源化的优选工艺。 近年来, 污水厌氧处理工艺发展十分迅速, 各种新工艺、 新方法不断出现,包括有厌氧接触法、升流式厌氧污泥床、档板式厌氧法、厌氧生物滤池、 厌氧膨胀床和流化床,以及第三代厌氧工艺 EGSB 和 IC 厌氧反应器,发展十分迅速。

而升流式厌氧污泥床 UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed,注:以下简称 UASB)工 升流式厌氧污泥床 , ) 艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点, 作为能够将污水中的污染物转化成再生 清洁能源——沼气的一项技术。对于不同含固量污水的适应性也强,且其结构、运行操作维 护管理相对简单,造价也相对较低,技术已经成熟,正日益受到污水处理业界的重视,得到 广泛的欢迎和应用。

本文试图就 UASB 的运行机理和工艺特征以及 UASB 的设计启动等方面作一简要阐述。

二、UASB 的由来 1971 年荷兰瓦格宁根 (Wageningen) 农业大学拉丁格 (Lettinga) 教授通过物理结构设计, 利用重力场对不同密度物质作用的差异, 发明了三相分离器。 使活性污泥停留时间与废水停 留时间分离,形成了上流式厌氧污泥床(UASB)反应器的雏型。1974 年荷兰 CSM 公司在 其 6m3 反应器处理甜菜制糖废水时, 发现了活性污泥自身固定化机制形成的生物聚体结构, 即颗粒污泥(granular sludge)。颗粒污泥的出现,不仅促进了以 UASB 为代表的第二代厌 氧反应器的应用和发展,而且还为第三代厌氧反应器的诞生奠定了基础。

三、UASB 工作原理 UASB 由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成。在底部反 应区内存留大量厌氧污泥, 具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。 要处 理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触, 污泥中的微生物分解污水中 的有机物,把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出,微小气泡在上升过程中,不断 合并, 逐渐形成较大的气泡, 在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥 和水一起上升进入三相分离器,沼气碰到分离器下部的反射板时,折向反射板的四周,然后 穿过水层进入气室,集中在气室沼气,用导管导出,固液混合液经过反射进入三相分离器的 沉淀区,污水中的污泥发生絮凝,颗粒逐渐增大,并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污 泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内, 使反应区内积累大量的污泥, 与污泥分离后的处理出水从沉 淀区溢流堰上部溢出,然后排出污泥床。

基本出要求有: (1)为污泥絮凝提供有利的物理、化学和力学条件,使厌氧污泥获得并保持良好的沉淀 性能; (2)良好的污泥床常可形成一种相当稳定的生物相,保持特定的微生态环境,能抵抗较 强的扰动力,较大的絮体具有良好的沉淀性能,从而提高设备内的污泥浓度; (3)通过在污泥床设备内设置一个沉淀区,使污泥细颗粒在沉淀区的污泥层内进一步絮 凝和沉淀,然后回流入污泥床内。

此动画演示的是的 UASB 反应器的反应机理。黄色的圆点代表不断变化的沼气气泡,棕色 的圆点代表污泥颗粒。向上流动的液体和气泡使得反应器中的污泥与废水混合。

四、UASB 内的流态和污泥分布 UASB 内的流态相当复杂,反应区内的流态与产气量和反应区高度相关,一般来说,反 应区下部污泥层内,由于产气的结果,部分断面通过的气量较多,形成一股上升的气流,带 动部分混合液(指污泥与水)作向上运动。 与此同时,这股气、水流周围的介质则向下运动, 造成逆向混合,这种流态造成水的短流。在远离这股上升气、水流的地方容易形成死角。在 这些死角处也具有一定的产气量, 形成污泥和水的缓慢而微弱的混合, 所以说在污泥层内形 成不同程度的混合区,这些混合区的大小与短流程度有关。悬浮层内混合液,由于气体币的

运动带动液体以较高速度上升和下降,形成较强的混合。在产气量较少的情况下,有时污泥 层与悬浮层有明显的界线,而在产气量较多的情况下,这个界面不明显。有关试验表明,在 沉淀区内水流呈推流式,但沉淀区仍然还有死区和混合区。

UASB 内污泥浓度与设备的有机负荷率有关。是处理制糖废水试验时,UASB 内污泥分 布与负荷的关系。 从图中可看出污泥层污泥浓度比悬浮层污泥浓度高, 悬浮层的上下部分污 泥浓度差较小,说明接近完全混合型流态,反应区内污泥的颁,当有机负荷很高时污泥层和 悬浮层分界不明显。试验表明,污水通过底部 0.4-0.6m 的高度,已有 90%的有机物被 转化。 由此可见厌氧污泥具有极高的活性, 改变了长期以来认为厌氧处理过程进行缓慢的概 念。 在厌氧污泥中, 积累有大量高活性的厌氧污泥是这种设备具有巨大处理能力的主要原因, 而这又归于污泥具有良好的沉淀性能。

UASB 具有高的容积有机负荷率,其主要原因是设备内,特别是污泥层内保有大量的厌 氧污泥。 工艺的稳定性和高效性很大程度上取决于生成具有优良沉降性能和很高甲烷活性的 污泥,尤其是颗粒状污泥。与此相反,如果反应区内的污泥以松散的絮凝状体存在,往往出 现污泥上浮流失,使 UASB 不能在较高的负荷下稳定运行。 根据 UASB 内污泥形成的形态和达到的 COD 容积负荷, 可以将污泥颗粒化过程大致分 为三个运行期:

(1)接种启动期:从接种污泥开始到污泥床内的 COD 容积负荷达到 5kgCOD/m3.d 左 右,此运行期污泥沉降性能一般; (2)颗粒污泥形成期:这一运行期的特点是有小颗粒污泥开始出现,当污泥床内的总 S S 量和总 VSS 量降至最低时本运行期即告结束,这一运行期污泥沉降性能不太好; (3)颗粒污泥成熟期:这一运行期的特点是颗粒污泥大量形成,由下至上逐步充满整个 UASB。当污泥床容积负荷达到 16kgCOD/m3.d 以上时,可以认为颗粒污泥已培养成熟。 该运行期污泥沉降性很好。

五、外设沉淀池防止污泥流失

在 UASB 内虽有气液固三相分离器,混合液进入沉淀区前已把气体分离,但由于沉淀区 内的污泥仍具有较高的产甲烷活性, 继续在沉淀区内产气; 或者由于冲击负荷及水质突然变

化,可能使反应区内污泥膨胀,结果沉淀区固液分离不佳,发生污泥流失而影响了水质和污 泥床中污泥浓度。为了减少出水所带的悬浮物进入水体,外部另设一沉淀池,沉淀下来的污 泥回流到污泥床内。

设置外部沉淀池的好处是: (1)污泥回流可加速污泥的积累,缩短启动周期; (2)去除悬浮物,改善出水水质; (3)当偶尔发生大量漂泥时,提高了可见性,能够及时回收污泥保持工艺的稳定性; (4)回流污泥可作进一步分解,可减少剩余污泥量。

六、UASB 的设计 UASB 的工艺设计主要是计算 UASB 的容积、产气量、剩余污泥量、营养需求的平衡量。 UASB 的池形状有圆形、方形、矩形。污泥床高度一般为 3-8m,多用钢筋混凝土建造。 当污水有机物浓度比较高时, 需要的沉淀区与反应区的容积比值小, 反应区的面积可采用与 沉淀区相同的面积和池形。当污水有机物浓度低时,需要的沉淀面积大,为了保证反应区的 一定高度,反应区的面积不能太大时,则可采用反应区的面积小于沉淀区,即污泥床上部面 积大于下部的池形。

气液固三相分离器是 UASB 的重要组成部分,它对污泥床的正常运行和获良好的出水 水质起十分重要的作用,因此设计时应给予特别的重视。根据经验,三相分离器应满足以下 几点要求: 1、 混和液进入沉淀区之关, 必须将其中的气泡予以脱出, 防止气泡进入沉淀区影响沉淀; 2、沉淀器斜壁角度约可大于 45 度角; 3、沉淀区的表面水力负荷应在 0.7m3/m2.h 以下,进入沉淀区前,通过沉淀槽低缝的流 速不大于 2m/m2.h; 4、处于集气器的液一气界面上的污泥要很好地使之浸没于水中; 5、应防止集气器内产生大量泡沫。 第 2、3 两个条件可以通过适当选择沉淀器的深度-面积比来加以满足。

对于低浓度污水,主要用限制表面水力负荷来控制;对于中等浓度和高浓度污水,在极 高负荷下, 单位横截面上释放的气体体积可能成为一个临界指标。 但是直到现在国内外所取 得的成果表明, 只要负荷率不超过 20kgCOD/m3.d, UASB 高度尚未见到有大于 10m 的报道, 第三代厌氧反应器除外。

污泥与液体的分离基于污泥絮凝、沉淀和过滤作用。所以在运行操作过程中,应该尽可 能创造污泥能够形成絮凝沉降的水力条件,使污泥具有良好的絮凝、沉淀性能,不仅对于分 离器的工作是具有重要意义,对于整个有机物去除率更加至关重要。

特别要注意避免气泡进入沉淀区, 要使固——液进入沉淀区之前就与气泡很好分离。 在 气——液表面上形成浮渣能迫使一些气泡进入沉淀区,所以在设计中必须事先就考虑到: (1)采用适当的技术措施,尽可能避免浮渣的形成条件,防范浮渣层的形成; (2)必须要有冲散浮渣的设施或装置,在污泥反应区一旦出现浮渣的情况下,能够及时 破坏浮渣层的形成,或能够及时排除浮渣。

如上所述,UASB 中污水与污泥的混合是靠上升的水流和发酵过程中产生的气泡来完成 的。因此,一般采用多点进水,使进水均匀地分布在床断面上,其中的关键是要均匀——匀 速、匀量。

UASB 容积的计算一般按有机物容积负荷或水力停留时间进行。 设计时可通过试验决定 参数或参考同类废水的设计和运行参数。

七、UASB 的启动

1、污泥的驯化 UASB 设备启动的难点是获得大量沉降性能良好的厌氧颗粒污泥。最好的办法加以驯 化,一般需要 3-6 个月,如果靠设备自身积累,投产期最长可长达 1-2 年。实践表明,投 加少量的载体,有利于厌氧菌的附着,促进初期颗粒污泥的形成;比重大的絮状污泥比轻的 易于颗粒化;比甲烷活性高的厌氧污泥可缩短启动期。

2、启动操作要点

(1)最好一次投加足够量的接种污泥; (2)启动初期从污泥床流出的污泥可以不予回流,以使特别轻的和细碎污泥跟悬浮物连续 地从污泥床排出体外,使较重的活性污泥在床内积累,并促进其增殖逐步达到颗粒化; (3)启动开始废水 COD 浓度较低时,未必就能让污泥颗粒化速度加快; (4)最初污泥负荷率一般在 0.1-0.2kgCOD/kgTSS.d 左右比较合适; (5)污水中原来存在的和厌氧分解出来的多种挥发酸未能有效分解之前,不应随意提高有 机容积负荷,这需要跟踪观察和水样化验; (6)可降解的 COD 去除率达到 70—80%左右时,可以逐步增加有机容积负荷率; (7)为促进污泥颗粒化,反应区内的最小空塔速度不可低于 1m/d,采用较高的表面水力负 荷有利于小颗粒污泥与污泥絮凝分开,使小颗粒污泥凝并为大颗粒。

八、UASB 工艺的优缺点

UASB 的主要优点是: 1、UASB 内污泥浓度高,平均污泥浓度为 20-40gVSS/1; 2、 有机负荷高, 水力停留时间短, 采用中温发酵时, 容积负荷一般为 10kgCOD/m3.d 左右; 3、无混合搅拌设备,靠发酵过程中产生的沼气的上升运动,使污泥床上部的污泥处于悬浮 状态,对下部的污泥层也有一定程度的搅动; 4、污泥床不填载体,节省造价及避免因填料发生堵赛问题; 5、UASB 内设三相分离器,通常不设沉淀池,被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反 应区内,通常可以不设污泥回流设备。

主要缺点是: 1、进水中悬浮物需要适当控制,不宜过高,一般控制在 100mg/l 以下; 2、污泥床内有短流现象,影响处理能力; 3、对水质和负荷突然变化较敏感,耐冲击力稍差。 九、结语

UASB 工艺近年来在国内外发展很快,应用面很宽,在各个行业都有应用,生产性规模 不等。实践证明,它是污水实现资源化的一种技术成熟可行的污水处理工艺,既解决了环境 污染问题,又能取得较好的经济效益,具有广阔的应用前景。

UASB 升流式厌氧污泥床
http://www.dowater.com
时间:2009-1-12 14:42:32 中国污水处理工程网

升流式厌氧污泥床 UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed,注:以下简称 UASB) 工艺具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点, 作为能够将污水中的污染物转化成再生清 洁能源——沼气的一项技术。对于不同含固量污水的适应性也强,且其结构、运行操作维护 管理相对简单,造价也相对较低,技术已经成熟,正日益受到污水处理业界的重视,得到广 泛的欢迎和应用。

UASB 工作原理 UASB 由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成。在底部反 应区内存留大量厌氧污泥, 具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。 要处 理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触, 污泥中的微生物分解污水中 的有机物,把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出,微小气泡在上升过程中,不断 合并, 逐渐形成较大的气泡, 在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥 和水一起上升进入三相分离器,沼气碰到分离器下部的反射板时,折向反射板的四周,然后 穿过水层进入气室,集中在气室沼气,用导管导出,固液混合液经过反射进入三相分离器的 沉淀区,污水中的污泥发生絮凝,颗粒逐渐增大,并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污 泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内, 使反应区内积累大量的污泥, 与污泥分离后的处理出水从沉 淀区溢流堰上部溢出,然后排出污泥床。 UASB 工艺的优缺点 UASB 的主要优点是: 1、UASB 内污泥浓度高,平均污泥浓度为 20-40gVSS/1; 2、有机负荷高,水力停留时间短,采用中温发酵时,容积负荷一般为 10kgCOD/m3.d 左右; 3、无混合搅拌设备,靠发酵过程中产生的沼气的上升运动,使污泥床上部的污泥处于 悬浮状态,对下部的污泥层也有一定程度的搅动; 4、污泥床不填载体,节省造价及避免因填料发生堵赛问题; 5、UASB 内设三相分离器,通常不设沉淀池,被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床 反应区内,通常可以不设污泥回流设备。 主要缺点是: 1、进水中悬浮物需要适当控制,不宜过高,一般控制在 100mg/l 以下; 2、污泥床内有短流现象,影响处理能力; 3、对水质和负荷突然变化较敏感,耐冲击力稍差。

简述 UASB 工作原理、IC 厌氧反应器工作原理与优缺点

厌氧生物处理是废水生物处理技术中的一种重要方法。要 提高厌氧生物处理的效果,除了要提供给微生物一个良好的生 存环境外,保持反应器内的高污泥浓度、维持良好的传质效果

也是关键因素。以 UASB 工艺作为代表的第二代厌氧反应器, 依靠颗粒污泥的形成和三相分离器的作用,使得污泥在反应器 中滞留,实现了污泥停留时间(SRT)>水力停留时间(HRT), 从而提高了反应器内污泥浓度,但是反应器的传质过程并不理 想。为了克服这些条件的限制,荷兰开发了一种内循环 (internalcirculation)IC 厌氧反应器,IC 厌氧反应器是在第二 代厌氧反应器 UASB 基础上开发研制的第三代高效厌氧生物反 应器,具有高容积负荷、耐冲击、运行稳定、投资少、占地面 积小、运行费用低等优点。现将 UASB 工作原理、IC 厌氧反应 器工作原理与优缺点整理如下以便交流学习和提高业务知识: 一、UASB 工作原理 UASB 即为上流式厌氧污泥床反应器,整个反应器主体可 分为三个区域:混合区、反应区和气、液、固三相分离区。污 水通过水泵提升到厌氧反应器的底部,利用底部的布水系统将 污水均匀地布置在整个截面上;利用进水的出口压力和产气作 用,使废水与高浓度的厌氧污泥充分接触和传质,将废水中的 有机物降解;废水在反应区缓慢上升,进一步降解有机物,气 体、水、污泥在同时上升过程中,沼气首先进入三相分离器内 部通过管道排出,污泥和废水通过三相分离器的缝隙上升到分 离区,污泥在分离区沉淀浓缩并回流到三相分离器的下部,保 持厌氧反应器内的生物量,沉淀后的出水通过管道排出罐外。 二、IC 厌氧反应器的工作原理

IC 即内循环厌氧反应器,相当于两个 UASB 串联使用,主 要由混合区、颗粒污泥膨化去、深处理区、内循环系统、出水 去五部分组成,核心部分由布水器、下三相分离器、上三相分 离器、提升管、泥水回流管、气液分离器、罐体及溢流系统组 成。基本原理如下:两层三相分离器人为的将整个反应区分为 上、下两个区域,下部为高负荷区域,上部为深处理区。废水 在进入 IC 反应器底部时, 与从下三相气液分离器回流的水混合, 混合水在通过反应器下部的颗粒污泥层时,将废水中大部分的 有机物分解,产生大量的沼气。通过下三相分离器的废水由于 沼气的提升作用被提升到上部的气水分离装置,将沼气和废水 分离,沼气通过管道排出,分离后的废水再回流到罐的底部, 与进水混合;经过下三相分离器的废水继续进入上部的深处理 区,进一步降解废水中的有机物。最后废水通过上三相分离器 进入分离区将颗粒污泥、水、沼气进行分离,污泥则回流到反 应器内以保持生物量,沼气由上部管道排出,处理后的水经溢 流系统排出。 三、IC 厌氧反应器的优点 1、 厌氧装置在布水系统上采用旋流布水, IC 上下三相分离 器采用差别式设计,大大提高了分离效果,确保了反应器高效 稳定的运行。 2、内部自动循环,不必外加动力,普通厌氧反应器的回流 是通过外部加压实现的, IC 反应器以自身产生的沼气作为提 而

升的动力来实现混合液内循环,不必设泵强制循环,节省了动 力消耗。 3、处理能力高,IC 反应器的负荷是 UASB 反应器负荷的 5-7 倍, UASB 反应器的容积负荷通常为 3-5kgCOD/m3.d, IC 而 反应器的容积负荷可达到 20-30kgCOD/m3.d。 4、沼气利用价值高,反应器产生的生物气纯度高,CH4 为 70%~80%,CO2 为 20%~30%,其它有机物为 1%~5%,可 作为燃料加以利用。 5、运行费用低,由于 IC 反应器的处理效率、进水负荷比 UASB 反应器的处理效率高,废水的处理成本低,可节省大量 运行费用。 6、污泥不易流失,容易形成颗粒污泥,由于 IC 独特的反 应器结构和高的水利负荷和产气负荷,比 UASB 更能形成和保 持颗粒污泥。 7、投资省,占地面积少,因 IC 有机负荷比 UASB 高,因 此处理同样规模的有机废水,IC 反应器的容积比 UASB 要小, 故 IC 反应器的建造成本比 UASB 要低。 四、IC 厌氧反应器存在的几个问题 COD 容积负荷大幅度提高,使 IC 反应器具备很高的处理 能力和市场推广价值,但同时我们也应该清楚的认识到其存在 的几个问题: (1) 从构造上看, 反应器内部结构比普通厌氧反应器复 IC

杂,设计施工要求高。反应器高径比大,一方面增加了进水泵 的动力消耗,提高了运行费用;另一方面加快了水流上升速度, 如果三相分离器处理不当将使出水中细微颗粒物比 UASB 多, 加重了后续处理的负担。另外内循环中泥水混合液的提升管和 回流管易产生堵塞,使内循环瘫痪,处理效果变差。 (2) 厌氧反应器发酵细菌通过胞外酶作用将不溶性有机 IC 物水解成可溶性有机物,再将可溶性的大分子有机物转化成脂 肪酸和醇类等,该类细菌水解过程相当缓慢。由于 IC 厌氧反应 器相对较短的水力停留时间将会影响不溶性有机物的去除效 果。 (3)缺乏在 IC 反应器水力条件下培养活性和沉降性能良 好的颗粒污泥关键技术。茌平县环保局:孙立华


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