18污水的厭氧生物處理ppt課件

1、第18章 污水的厭氧生物處理 u1、厭氧生物處理的發(fā)展概述 u 大致經(jīng)歷了3個時期： uA、20世紀10年代以前的初級階段，主要應用于污水和糞便處 理； uB、20世紀50年代以前第二個時期，普通消化池是唯一的實用 裝置； uC、20世紀50年代特別是70年代以后的第三個時期，出現(xiàn)一大 批更為先進實用的厭氧生物處理技術(shù)。 厭氧生物處理法：在無氧條件下，依靠兼性菌、厭氧菌 和專性厭氧菌的生物化學作用，對有機物進行生化降解 的過程，稱為厭氧生化處理法或厭氧消化法。與好氧過 程的根本區(qū)別在于不以分子態(tài)的氧作為受氫體。 18.1 厭氧生物處理的沿革、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 u2、厭氧生物處理工藝的應用現(xiàn)狀 u

2、A、厭氧生物處理工藝在污水處理中的應用； uB、厭氧生物處理工藝在垃圾處理中的應用； uC、秸桿等生物質(zhì)的資源化和能源化。 u3、厭氧生物處理的發(fā)展趨勢 u 從提高生物處理能力和穩(wěn)定性出發(fā)： uA、提高反應器中生物持有量； uB、利用厭氧生物處理中微生物種群的特點，實現(xiàn)相分離； uC、研制反應器使之形成特殊水力流態(tài)而創(chuàng)造厭氧微生物的最 適生態(tài)條件。 18.1 厭氧生物處理的沿革、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 優(yōu)點優(yōu)點 A、應用范圍廣。好氧適用低濃度廢水，厭氧可直接處、應用范圍廣。好氧適用低濃度廢水，厭氧可直接處 理高濃度廢水處理。理高濃度廢水處理。 B、能量需求低，還可以產(chǎn)生能量。、能量需求低，還可以產(chǎn)生能

3、量。 C、污泥產(chǎn)量極低。、污泥產(chǎn)量極低。 D、對水溫的適應范圍較為寬廣。、對水溫的適應范圍較為寬廣。 E、能夠被降解的有機物多。、能夠被降解的有機物多。 與好氧生物處理相比，厭氧生物處理具有以下特征：與好氧生物處理相比，厭氧生物處理具有以下特征： 18.2 厭氧生物處理的主要特征 缺陷缺陷 F、厭氧處理啟動時間較長。、厭氧處理啟動時間較長。 G、處理出水水質(zhì)較差。、處理出水水質(zhì)較差。 H、對、對pH值較為敏感。值較為敏感。 I、處理過程機理較為復雜。它是多種不同性、處理過程機理較為復雜。它是多種不同性 質(zhì)的微生物協(xié)同工作的過程，遠比好氧復質(zhì)的微生物協(xié)同工作的過程，遠比好氧復 雜。雜。 18.2

4、 厭氧生物處理的主要特征 18.3 厭氧生物處理基本原理 18.3 厭氧生物處理基本原理 18.3 厭氧生物處理基本原理 18.3 厭氧生物處理基本原理 18.3 厭氧生物處理基本原理 18.3 厭氧生物處理基本原理 I 甲酸 類 甲醇 產(chǎn) 甲胺 通過不同 廢水或污泥 蛋白質(zhì) 氨基酸 物 乙酸等 途徑轉(zhuǎn)化 中不溶態(tài)大 多 糖 C6H12O6 為 CH4、 分子有機物 脂 類 甘油 II 丙酸 CO2等 脂肪酸 類 丁酸 CO2 、 H 產(chǎn) 乳酸 和乙酸 物 乙醇等 水解階段 酸化階段 氣化階段 酸化 I 酸化 II 不完全厭氧消化(酸發(fā)酵) 發(fā) 酵 菌 發(fā) 酵 菌 甲 烷 菌 產(chǎn)氫 產(chǎn)乙 酸菌

5、 u18.4.1 營養(yǎng)與環(huán)境條件營養(yǎng)與環(huán)境條件 厭氧要求有機物濃度較高，一般大于厭氧要求有機物濃度較高，一般大于1000mg/L以上。所以上。所 以厭氧適于處理高濃度有機廢水和污泥處理。和好氧生物以厭氧適于處理高濃度有機廢水和污泥處理。和好氧生物 處理一樣，厭氧處理也要求供給全面的營養(yǎng)，但好氧細菌處理一樣，厭氧處理也要求供給全面的營養(yǎng)，但好氧細菌 增殖快，有機物有增殖快，有機物有5060%用于細菌增殖，故對用于細菌增殖，故對N、P要求要求 高；而厭氧增殖慢，高；而厭氧增殖慢，BOD僅有僅有510%用于合成菌體，對用于合成菌體，對N 、P要求低。要求低。 COD N P200 5 1或或C N1

6、216 （好氧（好氧COD N P100 5 1） 18.4 厭氧消化的影響因素和控制要求 厭氧過程對環(huán)境條件要求比較嚴格，主要環(huán)境條件：厭氧過程對環(huán)境條件要求比較嚴格，主要環(huán)境條件： 、氧化還原電位、氧化還原電位ORP） 氧的溶入和氧化態(tài)、氧化劑的存在：氧的溶入和氧化態(tài)、氧化劑的存在：Fe3+ 、Cr2O72- 、 NO3-、SO42-、PO43-、H+會使體系中電位升高，對厭會使體系中電位升高，對厭 氧消化不利。氧消化不利。 高溫消化高溫消化500600mV，5055 中溫消化中溫消化300380mV，3038 產(chǎn)酸菌對氧還產(chǎn)酸菌對氧還還電位要求不甚嚴格還電位要求不甚嚴格100-100mV

7、 產(chǎn)甲烷菌對氧還產(chǎn)甲烷菌對氧還還電位要求嚴格還電位要求嚴格-350mV 18.4.1 營養(yǎng)與環(huán)境條件營養(yǎng)與環(huán)境條件 u溫度主要影響微生物的生 化反應速度，因而與有機 物的分解速率有關(guān)。 u溫度與有機物負荷、產(chǎn)氣 量關(guān)系見右圖。 u溫度的突然變化，對沼氣 產(chǎn)量有明顯影響，溫度突 變超過一定范圍時，則會 停止產(chǎn)氣。 u根據(jù)采用消化溫度的高低 ，可以分為 u常溫消化1030 ）、 中溫消化35左右）、 高溫消化54左右）。 溫度（C） 0 55504540353025 1 21 3 42 5 6 3 7 84 0 產(chǎn)氣量（m/md） 有機物負荷（kg/md） 圖19-2 溫度與有機物負荷、產(chǎn)氣量關(guān)系

8、圖 II 溫度 有機負荷 產(chǎn)氣量 uIII、pH及酸堿度及酸堿度 upH主要取決于三個生化階段的平衡狀態(tài)，原液本身主要取決于三個生化階段的平衡狀態(tài)，原液本身 的的pH和發(fā)酵系統(tǒng)中產(chǎn)生的分壓和發(fā)酵系統(tǒng)中產(chǎn)生的分壓20.340.5kpa），正常），正常 發(fā)酵發(fā)酵pH7.27.4，有機負荷太大，水解和酸化過程的生，有機負荷太大，水解和酸化過程的生 化速率大大超過產(chǎn)氣速率。將導致水解產(chǎn)物有機酸的積累化速率大大超過產(chǎn)氣速率。將導致水解產(chǎn)物有機酸的積累 使使pH下降，抑制甲烷菌的生理機能，使氣化速率銳減，下降，抑制甲烷菌的生理機能，使氣化速率銳減， 所以原液所以原液pH68，發(fā)酵過程有機酸濃度不超過，發(fā)酵

9、過程有機酸濃度不超過 3000mg/L為佳以乙酸計）。為佳以乙酸計）。 uHCO3-及及NH3是形成厭氧處理系統(tǒng)堿度的主要原因是形成厭氧處理系統(tǒng)堿度的主要原因 ，高的堿度具有較強的緩沖能力，一般要求堿度，高的堿度具有較強的緩沖能力，一般要求堿度 2000mg/L以上，以上，NH3濃度濃度50200mg/L為佳。為佳。 uIV、毒物、毒物凡對厭氧處理過程起抑制和毒害作用的物質(zhì)凡對厭氧處理過程起抑制和毒害作用的物質(zhì) 都可稱為毒物，無機酸濃度不應使消化液都可稱為毒物，無機酸濃度不應使消化液pH6.8； NH3 不應高于不應高于1500mg/L，其它陰離子濃度見表，其它陰離子濃度見表18-1。 uIV

10、、負荷率、負荷率表示消化裝置處理能力的一個參數(shù)。表示消化裝置處理能力的一個參數(shù)。 u 有三種表示方法：有三種表示方法： u容積負荷率容積負荷率反應器單位有效容積在單位時間內(nèi)接納的反應器單位有效容積在單位時間內(nèi)接納的 有機物有機物Kg/m3d u 污泥負荷率污泥負荷率反應器內(nèi)單位重的污泥在單位時間內(nèi)反應器內(nèi)單位重的污泥在單位時間內(nèi) 接納的有機物量接納的有機物量Kg/Kgd u投配率投配率每天向單位有效容積投加的材料的體積每天向單位有效容積投加的材料的體積 m3/m3d u投配率的倒數(shù)為平均停留時間或消化時間，單位為投配率的倒數(shù)為平均停留時間或消化時間，單位為d 天），投配率池可用百分率表示。天）

11、，投配率池可用百分率表示。 18.4.1 營養(yǎng)與環(huán)境條件營養(yǎng)與環(huán)境條件 u負荷率的影響：負荷率的影響： u當有機物負荷率很高時，營養(yǎng)充分，代謝產(chǎn)物有機當有機物負荷率很高時，營養(yǎng)充分，代謝產(chǎn)物有機 酸產(chǎn)量很大，超過甲烷菌的吸收利用能力，有機酸積累酸產(chǎn)量很大，超過甲烷菌的吸收利用能力，有機酸積累 pH下降，是低效不穩(wěn)定狀態(tài)。下降，是低效不穩(wěn)定狀態(tài)。 u負荷率適中，產(chǎn)酸細菌代謝產(chǎn)物中的有機物有機負荷率適中，產(chǎn)酸細菌代謝產(chǎn)物中的有機物有機 酸基本上能被甲烷菌及時利用，并轉(zhuǎn)化為沼氣，殘存有酸基本上能被甲烷菌及時利用，并轉(zhuǎn)化為沼氣，殘存有 機酸量僅為幾百毫克機酸量僅為幾百毫克/升。升。pH77.5，呈弱堿

12、性，是高，呈弱堿性，是高 效穩(wěn)定發(fā)酵狀態(tài)。效穩(wěn)定發(fā)酵狀態(tài)。 u 當有機負荷率小，供給養(yǎng)料不足，產(chǎn)酸量偏少，當有機負荷率小，供給養(yǎng)料不足，產(chǎn)酸量偏少， pH7.5是堿性發(fā)酵狀態(tài)，是低效發(fā)酵狀態(tài)。是堿性發(fā)酵狀態(tài)，是低效發(fā)酵狀態(tài)。 18.4.1 營養(yǎng)與環(huán)境條件營養(yǎng)與環(huán)境條件 I、生物量大小以污泥濃度表示，一般介于10 30g/L之間，為防止反應器中污泥流失，可采用裝入填料介 質(zhì)使細菌附著掛膜，調(diào)節(jié)水流速度或污泥回流量。 II、溫度控制發(fā)酵要求較高的溫度，每去除8000mg/L 的COD所產(chǎn)沼氣，能使水溫升高10，一般工藝設(shè)計中溫 消化3035。 III、pH的控制當液料pH6.5或高于8.0，則要調(diào)

13、整液 料pH。 pH6.87，應減少有機負荷率， pH6.5，應停止加料，必要時加入石灰中和。 18.4.2 工業(yè)操作條件 u兩級厭氧生物處理 u兩相厭氧生物處理 u兩級消化：根據(jù)沼氣產(chǎn)生的規(guī)律進行設(shè)計，以節(jié) 省污泥加溫與攪拌所需的能量。 u目的：節(jié)省能量節(jié)省污泥加溫與攪拌的部分能 量） u特點：第一級：加熱3335）、攪拌； u 第二級：不加熱2026）、不攪拌 可視為污泥濃縮池用）。 消化時間 （d) 0481216202428 30 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 產(chǎn)氣率（%） 30C 圖19-5 消化時間與產(chǎn)氣率關(guān)系 u兩相厭氧消化：根據(jù)消化機理設(shè)計。 u

14、目的：改善厭氧消化條件，從而減少池容與能耗。 u特點： u 第一相：處于水解與發(fā)酵、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段即消化的 第一、二階段）。 u 需加熱、攪拌。 u 第二相：處于產(chǎn)甲烷階段即消化的第三階段需加 熱、攪拌。 u優(yōu)點： u （1） 總?cè)莘e小 u （2） 加熱耗熱量少，攪拌能耗少 u （3） 運行管理方便 u普通厭氧消化池 u厭氧接觸氧化法工藝 u厭氧生物濾池 u厭氧生物轉(zhuǎn)盤 uUASB與厭氧膨脹顆粒污泥床反應器 u厭氧膨脹床與厭氧流化床反應器 u厭氧折流板式反應器 u高溫厭氧處理工藝 u普通消化池又稱傳統(tǒng)或常規(guī)消化池。 u消化池常用密閉的圓柱形池，廢水定期或連續(xù)進 入池中，經(jīng)消化的污泥和廢水分別由

15、消化池底和 上部排出，所產(chǎn)沼氣從頂部排出。 u池徑從幾米至三、四十米，柱體部分的高度約為 直徑的1/2，池底呈圓錐形，以利排泥。 u構(gòu)造：主要包括污泥的投配、排泥及溢流系統(tǒng)， 沼氣排出、收集與貯氣設(shè)備、攪拌設(shè)備及加溫設(shè) 備等。 u為使進水與微生物盡快接觸，需要一定的攪拌。 常用攪拌方式有三種：池內(nèi)機械攪拌；沼氣攪拌 ；循環(huán)消化液攪拌。 （a）倒虹吸管式；（b）大氣壓式；（c）水封式 排 水 槽 （a） （b） h h=3050cm 水 封 管 200 下 流 管 7.00 7.40 9.00 8.50污泥面 10.0集氣罩頂 4.70 上清液排水槽 常 閉 溢流管從 池蓋插入 消化池 10.0

16、 大氣 （c） 圖19-7 消化池的溢流裝置 18.6.1 普通厭氧消化池 （a）低壓浮蓋式，1-水封柜；2-浮蓋；3-外軌；4-滑輪；5-導氣管； （b）高壓球形罐，1-導氣管；2-安全閥 （b）（a） 5 1 2 4 3 2安全閥 1 進出氣管 圖19-8 貯氣柜 18.6.1 普通厭氧消化池 1-污泥入口；2-污泥出口；3-熱媒進口；4-熱媒出口 水 泥 圖19-8 套管式熱交換器 18.6.1 普通厭氧消化池 主要特征：在厭氧反應器后設(shè)沉淀池，污泥 進行回流，結(jié)果使厭氧反應器內(nèi)能維持較 高的污泥濃度，可大大降低水力停留時間 。 18.6.2 厭氧接觸工藝 回流污泥 沉淀池 真空脫氣器

17、消化池 廢水 圖19-9 厭氧生物接觸法 18.6.2 厭氧接觸工藝 u是裝填濾料的厭氧反應器。為了分離處理水挾出的生物膜，一般在濾 池后需設(shè)沉淀池。 u可分為降流式和升流式兩種形式。 18.6.3 厭氧生物濾池 處 理 水 原 廢 水 處 理 水 沼 氣 沼 氣 濾 料 原 廢 水 濾 料 圖 19-10 厭 氧 生 物 濾 池 降流式升流式 u由盤片、密封的反應槽、轉(zhuǎn)軸及驅(qū)動裝置等組成 u特點： u1） 微生物濃度高，可承受高的有機物負荷； u2） 廢水在反應器內(nèi)按水平方向流動，勿需提升廢水 ，節(jié)能； u3） 勿需處理水回流，與厭氧膨脹床和流化床相較既 節(jié)能又便于操作； u4） 處理含懸浮

18、固體較高的廢水，不存在堵塞問題； u5） 由于轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，不斷使老化生物膜脫落，使生物 膜經(jīng)常保持較高的活性； u6） 有承受沖擊負荷的能力，處理過程穩(wěn)定性較強； u7） 可采用多級串聯(lián)，各級微生物處于最佳生存條件 下； u8） 便于運行管理。 18.6.4 厭氧生物轉(zhuǎn)盤 反應槽 轉(zhuǎn)軸 轉(zhuǎn)動盤片 沼氣 固定盤片 進水 圖19-11 厭氧生物轉(zhuǎn)盤構(gòu)造圖 18.6.5 厭氧生物轉(zhuǎn)盤 特點： 1細顆粒的填料為微生物附著生長提供比較大的比 表面積，使床內(nèi)具有很高的微生物濃度，一般為 30gVSS/L左右，因此有機物容積負荷較高，一般 為1040 kgCOD/(m3d)，水力停留時間短，耐 沖擊負荷能力強

19、，運行穩(wěn)定； 2載體處于膨脹狀態(tài)，能防止載體堵塞； 3床內(nèi)生物固體停留時間較長，運行穩(wěn)定，剩余 污泥量少； 4既可用于高濃度有機廢水的厭氧處理，也可用于 低濃度的城市污水處理。 缺陷： 1載體流化能耗較大； 2系統(tǒng)的設(shè)計要求高。 18.6.6 厭氧膨脹床與厭氧流化床反應器 沼氣至鍋爐 出水 相 甲烷 相 產(chǎn)酸 廢水 圖19-13 二相厭氧流化床流程圖 18.6.6 厭氧膨脹床與厭氧流化床反應器 u特點： u 1反應器啟動期短。試驗表明，接種一 個月后，就有顆粒污泥形成，兩個月就可 以投入穩(wěn)定運行； u 2) 避免了厭氧濾池、厭氧膨脹床和厭氧 流化床的堵塞問題； u 3避免了升流式厭氧污泥床因污

20、泥膨脹 而發(fā)生污泥流失問題； u 4不需要混合攪拌裝置； u 5不需載體。 18.6.7厭氧折流板式反應器 擋 板 進 水 回 流 沼 氣 循 環(huán) 泵 出 水 上向流 下向流 圖 19-14 厭 氧 擋 板 反 應 器 工 藝 流 程 圖 18.6.7厭氧折流板式反應器 u優(yōu)點：細菌生長速率高，通常細菌在55時的生 長速率是30時的23倍，即其產(chǎn)甲烷活性較高 ；病原菌的去除率較高，經(jīng)高溫厭氧消化的污泥 和出水可用于灌溉和施肥；剩余污泥產(chǎn)率低，雖 然高溫下細菌的生長速率高，但其衰亡速率也高 ，所以凈污泥產(chǎn)率低；高溫時水的黏度低，有利 于處理時的混合及污泥沉降。 u主要影響因素 ：溫度和pH值 、

21、有機負荷、揮發(fā) 性脂肪酸、微生物載體 18.6.8 高溫厭氧處理工藝 糟液廢水 水解調(diào)節(jié)池配水系統(tǒng) 泵 高溫UASB 進鍋爐 混凝沉淀池 SBR系統(tǒng) 達標排放 污泥混合池 污泥混合池 污泥脫水 濾餅外運 沼氣 18.6.8 高溫厭氧處理工藝 u運行管理 u安全操作事項 u維護保養(yǎng) u技術(shù)指標 18.6.9 厭氧生物處理運行管理 a.消化池內(nèi)，應按一定投配率投加新鮮污泥，并定時排放消化污泥； b.池外加溫且為循環(huán)攪拌的消化池，投泥和循環(huán)攪拌應同時進行； c.新鮮污泥投到消化池，應充分攪拌，并應保持消化溫度恒定； d.用沼氣攪拌污泥宜采用單池進行。 e.在產(chǎn)氣量不足或在啟動期間攪拌無法充分進行時，

22、應采用輔助措施攪拌； f.消化池污泥必須在25h 之內(nèi)充分混合一次； g.消化池中的攪拌不得與排泥同時進行； h.應監(jiān)測產(chǎn)氣量、pH 值、脂肪酸、總堿度和沼氣成分等數(shù)據(jù)，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù) 調(diào)整消化池運行工況； i.熱交換器長期停止使用時，必須關(guān)閉通往消化池的進泥閘閥，并將熱交換器中 的污泥放空； j.二級消化池的上清液應按設(shè)計要求定時排放； k.消化池前柵篩上的雜物，必須及時清撈并外運； l.消化池溢流管必須通暢，并保持其水封高度。 m.環(huán)境溫度低于0時，應防止水封結(jié)冰； n.消化池啟動初期，攪拌時間和次數(shù)可適當減少。 o.運行數(shù)年的消化池的攪拌次數(shù)和時間可適當增多和延長。 18.6.9 厭氧生

23、物處理運行管理 a、在投配污泥、攪拌、加熱及排放等項操作前，應首先檢 查各種工藝管路閘閥的啟閉是否正確，嚴禁跑泥、漏氣、漏 水； b、每次蒸汽加熱前，應排放蒸汽管道內(nèi)的冷凝水；沼氣 管道內(nèi)的冷凝水應定期排放； c、消化池排泥時，應將沼氣管道與貯氣柜聯(lián)通； d、消化池內(nèi)壓力超過設(shè)計值時，應停止攪拌； e、 消化池放空清理應采取防護措施，池內(nèi)有害氣體和可 燃氣體含量應符合規(guī)定； f、操作人員檢修和維護加熱、攪拌等設(shè)施時，應采取安全 防護措施； g、 應每班檢查一次消化池和沼氣管道閘閥是否漏氣。 18.6.9 厭氧生物處理運行管理 a、消化池的各種加熱設(shè)施均應定期除垢、檢修、改換； b、消化池池體、

24、沼氣管道、蒸氣管道和熱水管道、熱交換 器及閘閥等設(shè)施、設(shè)備應每年進行保溫檢查和維修； c、寒冷季節(jié)應做好設(shè)備和管道的保溫防凍工作； d、熱交換器管路和閘閥處的密封材料應及時更換； e、正常運行的消化池，宜5年徹底清理、檢修一次。 18.6.9 厭氧生物處理運行管理 序號項目運行參數(shù) 1溫 度()341 2投配率(%)48 3污泥含水率(%) 進泥9598 出泥95左右 4pH值78 5有機物分解率(%)大于30 6污泥沼氣攪伴供氣量 m3/（m3h）0.8 m3/（m周長h）45 7沼氣攪拌（次/d）30 8沼氣中主要氣體成分(%) CH455；CO238； H22；H2S0.01； N25

25、10總堿度（mg/L）2000 18.6.9厭氧生物處理運行管理 專題1 u概述 uUASB反應器的構(gòu)造與工作原理 uUASB的啟動 u影響UASB性能的主要因素 uUASB反應器的優(yōu)缺點 uUASB反應器設(shè)計計算 u小結(jié) UASB是升流式厭氧污泥床反應器廢水厭氧 生物處理技術(shù)的簡稱。 1971年荷蘭瓦格寧根Wageningen農(nóng)業(yè)大 學拉丁格Lettinga教授通過物理結(jié)構(gòu)設(shè)計， 利用重力場對不同密度物質(zhì)作用的差異，發(fā)明了 三相分離器。使活性污泥停留時間與廢水停留時 間分離，形成了上流式厭氧污泥床UASB反 應器的雛型。 1974年荷蘭CSM公司在其6m3反應器處理甜 菜制糖廢水時，發(fā)現(xiàn)了活

26、性污泥自身固定化機制 形成的生物聚體結(jié)構(gòu)，即顆粒污泥granular sludge）。顆粒污泥的出現(xiàn)，不僅促進了以UASB 為代表的第二代厭氧反應器的應用和發(fā)展，而且 還為第三代厭氧反應器的誕生奠定了基礎(chǔ)。 繼荷蘭之后，德國，瑞士，美國以及我國也 相繼開展了對UASB的深入研究和技術(shù)開發(fā)工作 ，并將其作為一種新型厭氧處理工藝在高濃度有 機廢水處理中快速的推廣應用。目前全世界已有 1000余座 UASB反應器在實際生產(chǎn)中使用。 一、概述 UASB反應器是集有機物去除及泥生 物體）、水廢水和氣沼氣三相分 離于一體的集成化廢水處理工藝，其突出 特征是反應器中可培養(yǎng)形成沉降性能良好 的顆粒污泥、形成污

27、泥濃度極高的污泥床 ，使其具有容積負荷高，污泥截留效果好 ，反應器結(jié)構(gòu)緊湊等一系列優(yōu)良的運行特 征。 UASB的主體結(jié)構(gòu) 1、進水配水系統(tǒng) 2、反應區(qū) 3、三相分離器 4、出水系統(tǒng) 5、集氣罩 6、浮渣清除系統(tǒng) 7、排泥系統(tǒng) 二、反應器的基本構(gòu)造與原理 1、進水配水系統(tǒng) 主要是將廢水盡可能均勻地分配到整個反應 器，并具有一定的水力攪拌功能。它是反 應器高效運行的關(guān)鍵之一。 在生產(chǎn)運行裝置中所采用的進水方式大致可 分為間歇式脈沖式）、連續(xù)流、連續(xù)與 間歇回流相結(jié)合進水等幾種方式。從布水 管的工藝有一管多孔、一管一孔和分枝狀 等多種形式。 （1連續(xù)進水布水方式 一管一孔配水方式 為了確保進水可以等

28、量的分布到反應器，每個進水管線僅與一個進水管 相連接是最為理想的情況。這種配水系統(tǒng)的特點是一根配水管只服務 一個配水點。 一管多孔配水方式 采用在反應器配水管橫管上開孔的方式布水，其中幾個進水 孔由一個進水管負擔。為了配水均勻，要求出水流速不小 于2.0m/s，配水管的直徑最好不小于100mm，配水管中心 距池底一般為20-25cm。 分枝式配水方式 在分枝式配水系統(tǒng)中配水均勻性與水頭損失問題是一對矛盾 。采用大阻力配水系統(tǒng)，配水均勻程度好，但水頭損失較 大。采用水阻力系統(tǒng)水頭損失較小。為了配水均勻一般采 用對稱布置，各支管出水口向下距底約20cm，位于所服務 面積的中心。 （2間歇式布水方式

29、 脈沖進水 采用間歇式脈沖方式進水，使底層污泥交替進行收縮和膨脹 ，有助于底層污泥的混合。同時，也有利于底層顆粒污泥 上粘附的微小氣泡脫離，防止其浮升于懸浮層，減少污泥 固體的流失量。 連續(xù)進水間歇布水） 下圖是德國的一種專利，從水泵送來的廢水經(jīng)一根旋轉(zhuǎn)的配 水管配入一個環(huán)狀配水槽，槽分為許多間隔，每一隔間有 一布水管連通布水管，并在固定的布水點處通過管嘴將廢 水布入池內(nèi)。 2、反應區(qū) 其中包括污泥床區(qū)和污泥懸浮 層區(qū)，有機物主要在這里被 厭氧菌所分解，是反應器的 主要部位。 3、三相分離器 由沉淀區(qū)、回流縫和氣封組成 ，其功能是把沼氣、污泥和 液體分開。污泥經(jīng)沉淀區(qū)沉 淀后由回流縫回流到反應

30、區(qū) ，沼氣分離后進入集氣罩。 三相分離器的分離效果直接 影響反應器的處理效果。 三相分離器的設(shè)計： 三相分離器設(shè)計的關(guān)鍵 是平行四邊形中的流速 關(guān)系，要求選擇合理的 縫隙寬度和斜面長度， 以防止UASB消化區(qū)中產(chǎn) 生的氣泡被上升的液流 夾帶入沉淀區(qū)，造成污 泥流失。 三相分離器的設(shè)計原則 間隙和出水面的截面積比。其將影響進入沉淀區(qū) 和保持在污泥相中的絮體的沉淀速度。 分離器相對于出水液面的位置。確定反應區(qū)和沉 淀的比例。在多數(shù)UASB反應器中內(nèi)部沉淀區(qū)是總 體積的1520。 三相分離器的傾角。這個角度要使固體可滑回到 反應器的反應區(qū)，在實際中在4560 之間。 分離器下氣液界面的面積。它確定了

31、沼氣的釋放 速率。適當?shù)尼尫怕蚀蠹s是13m3/m.h。 4、出水系統(tǒng) 出水均勻排除對固液分離的影響較大，也是保證反 應器均勻穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。UASB反應器的出水槽 布置與三相分離器沉淀區(qū)設(shè)計有關(guān)，通常每個單 元三相分離器設(shè)一個出水槽，常用的兩種布置形 式如圖所示。 5、浮渣清除系統(tǒng) 在處理含蛋白質(zhì)或脂肪較高的工業(yè)廢水時，這些化 合物的存在會促進泡沫的產(chǎn)生和污泥的漂浮，在 集氣室和反應器的液面可能形成一層很厚的浮渣 層，對正常運行帶來一些問題。對浮渣層的存在 ，可以采用彎曲的吸管通入到集氣室液面下方， 通過沿液面下方慢慢移動來吸出浮渣。另外，可 以使用同樣的彎管或同一根彎管通過定期進行循 環(huán)水反

32、沖或產(chǎn)氣的回流攪拌浮渣層使其中的固體 物質(zhì)沉降。這時必須設(shè)置沖洗管和循環(huán)水泵。 6、排泥系統(tǒng) UASB反應器的設(shè)計必須有剩余污泥排放口。一般認 為剩余污泥排放口設(shè)置在反應器中部為好，也有 的反應器設(shè)在底部或在三相分離器下方大約0.5m 的地方。 排泥點設(shè)置數(shù)量根據(jù)實際情況而定，一般每10m2設(shè) 一個排泥口。當采用穿孔管配水系統(tǒng)時，可同時 把穿孔管兼作排泥管，專設(shè)排泥管管徑一般不小 于200mm，以防堵塞。為了運行方便，可在反應器 1/2高度處或三相分離器下0.5m處再設(shè)一個排泥裝 置，沿反應器高度均勻地設(shè)5-6個污泥取樣口。 8、防腐措施 生產(chǎn)實驗證明，腐蝕是厭氧反應器設(shè)計中應格外注 意的問題

33、。腐蝕比較嚴重的地方是反應器上部， 此外無論是鋼材或水泥都會被損壞。因此，UASB 反應器應重點進行頂部的防腐處理。 9、沼氣的收集、貯存與凈化 高濃度有機廢水的厭氧消化會產(chǎn)生大量沼氣，在設(shè) 計時必須同時考慮相應的沼氣收集、貯存和利用 等配套設(shè)施。 （1沼氣產(chǎn)量的估算 沼氣產(chǎn)量可按下式估算。 一般1gBOD理論上在厭氧條件下完全降解可以生成 0.25gCH4，相當于標準狀態(tài)下沼氣體積0.35L。由 于一部分沼氣溶于水中，一部分有機物用于微生 物的合成，實際沼氣產(chǎn)量要比理論值小。 實際運行中沼氣中甲烷約占5070，二氧化碳 約占2030，其余的是氫、氮和硫化氫等氣 體。 （2沼氣的收集 厭氧反應

34、器頂部的集氣罩 應有足夠的空間，對大 型消化池，集氣罩的直 徑應大于4m，高度就應 大于2m，氣體的出氣口 應高于3m。在集氣罩頂 部應設(shè)排氣管和測壓管 。 （3沼氣的貯存 由于產(chǎn)氣量和用氣量的不 平衡，必須設(shè)置貯氣柜 進行調(diào)節(jié)，其體積應按 需要的最大調(diào)節(jié)容量決 定，一般按平均日產(chǎn)氣 量的2540來計算 ，同時貯氣柜必須進行 防腐處理。目前經(jīng)常采 用的是浮罩式貯氣柜。 貯氣柜應設(shè)置安全閥， 進、出氣管上應裝置阻 火器。 （4沼氣凈化設(shè)備 沼氣中硫化氫的體積含量一般占0.0050.01。 在有水分的條件下，當沼氣中硫化氫超過約百萬 分之1.1濃度時，對沼氣發(fā)動機將有很強的腐蝕性 。當沼氣作為燃料

35、時，硫化氫的含量應小于 20mg/m3，所以需要采用沼氣脫硫裝置，干法脫硫 和濕法脫硫兩種。 干法脫硫：一般采用氧化鐵脫硫，接觸時間為2- 3min，氣體通過吸收塔的速度為0.40.6m/min， 設(shè)計溫度為25 -35。 濕法脫硫 由兩部分組成，一為吸收塔，一為再生塔。含2 3有碳酸鈉溶液由吸收塔頂向下噴淋，沼氣由下 而上逆流接觸，除去硫化氫。碳酸鈉溶液吸收硫 化氫后經(jīng)再生塔，通過催化劑再生使用。 一般當沼氣中硫化氫含量高，且氣量較大時，適于 用濕式脫硫方法，同時還可以去除部分二氧化碳 ，如果用地面積小，則可采用干式脫硫裝置。 生物脫硫 利用微生物將硫化物氧化成單質(zhì)硫。 10、其他設(shè)備 （1

36、保溫加溫設(shè)備 厭氧工藝受溫度影響非常顯著，所以必須做好反應 器的加溫和保溫工作，配備相應的設(shè)備。 （2除臭防臭設(shè)備 目前國內(nèi)對于UASB反應器的尾氣還沒有具體的要求 ，大部分項目采用不加蓋的UASB反應器，但是隨 著環(huán)保要求的嚴格，除臭和防臭設(shè)備是必不可少 的。 （3監(jiān)控設(shè)備 UASB反應器和監(jiān)控項目主要有COD、pH、溫度、VFA 、堿度、甲烷等。 二、反應器的基本構(gòu)造與原理 1、 UASB主要由污泥反應區(qū)、氣液固三相分離器 包括沉淀區(qū)和氣室三部分組成。 2、在底部反應區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥，具有良好的 沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。 3、要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中

37、 污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中 的有機物，把它轉(zhuǎn)化為沼氣。 4、沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升 過程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡。 二、反應器的基本構(gòu)造與原理 5、在污泥床上部由于沼氣的攪動形成一個 污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進 入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的 反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進入氣室， 集中在氣室沼氣，用導管導出。 6、固液混合液經(jīng)過反射進入三相分離器的沉淀區(qū)，污水中 的污泥發(fā)生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉降。 沉淀至斜壁上的污泥沼著斜壁滑回厭氧反應區(qū)內(nèi)，使反應 區(qū)內(nèi)積累大量的污泥，與污泥分離后的處理出水從沉淀區(qū) 溢流堰

38、上部溢出，然后排出污泥床。 二、反應器的基本構(gòu)造與原理 2、UASB工藝的優(yōu)點 a、UASB內(nèi)污泥濃度高，平均污泥濃度為20 40gVSS/L； b、有機負荷高，水力停留時間短，采用中溫發(fā)酵時 ，容積負荷一般為10kgCOD/m3.d左右； c、無混合攪拌設(shè)備，靠發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣的上 升運動，使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài)，對下 部的污泥層也有一定程度的攪動； d、污泥床不填載體，節(jié)省造價及避免因填料發(fā)生堵 賽問題； e、UASB內(nèi)設(shè)三相分離器，通常不設(shè)沉淀池，被沉淀 區(qū)分離出來的污泥重新回到污泥床反應區(qū)內(nèi)，通常 可以不設(shè)污泥回流設(shè)備。 二、反應器的基本構(gòu)造與原理 3、工藝特點 UASB

39、反應器運行的3 個重要的前提是: 反應器內(nèi)形成沉降性能良好的顆粒污泥或絮狀 污泥; 出產(chǎn)氣和進水的均勻分布所形成的良好的攪拌 作用; 設(shè)計合理的三相分離器,能使沉淀性能良好的污 泥保留在反應器內(nèi)。 二、反應器的基本構(gòu)造與原理 （1污泥顆?；?UASB 反應器利用微生物細胞固定化技術(shù)-污泥顆?；?實現(xiàn)了水力停留時間和污泥停留時間的分離，從而延長了 污泥泥齡，保持了高濃度的污泥。顆粒厭氧污泥具有良好 的沉降性能和高比產(chǎn)甲烷活性，且相對密度比人工載體小 ，靠產(chǎn)生的氣體來實現(xiàn)污泥與基質(zhì)的充分接觸，節(jié)省了攪 拌和回流污泥的設(shè)備和能耗；也無需附設(shè)沉淀分離裝置。 同時反應器內(nèi)不需投加填料和載體，提高了容積利

40、用率。 二、反應器的基本構(gòu)造與原理 （2良好的自然攪拌作用 在UASB反應器中，由產(chǎn)氣和進水形成 的上升液流和上竄氣泡對反應區(qū)內(nèi)的污泥顆粒產(chǎn) 生重要的分級作用。這種作用不僅影響污泥顆粒 化進程，同時還對形成的顆粒污泥的質(zhì)量有很大 的影響。同時這種攪拌作用實現(xiàn)了污泥與基質(zhì)的 充分接觸。 二、反應器的基本構(gòu)造與原理 （3設(shè)計合理的三相分離器的應用 三相分離器是UASB 反應器中最重要的設(shè)備 。三相分離器的應用省卻了輔助脫氣裝置，能收 集從反應區(qū)產(chǎn)生的沼氣，同時使分離器上的懸浮 物沉淀下來，使沉淀性能良好的污泥能保留在反 應器內(nèi)。 二、反應器的基本構(gòu)造與原理 4、UASB反應器內(nèi)的污泥特性 UASB

41、的有機負荷率與污泥濃度有 關(guān)。試驗表明，污水通過底部 0.40.6m的高度，已有90的有機物 被轉(zhuǎn)化。由此可見厭氧污泥具有極高 的活性，改變了長期以來認為厭氧處 理過程進行緩慢的概念。 工藝的穩(wěn)定性和高效性很大程度 上取決于生成具有優(yōu)良沉降性能和很 高甲烷活性的污泥，尤其是顆粒狀污 泥。與此相反，如果反應區(qū)內(nèi)的污泥 以松散的絮凝狀體存在，往往出現(xiàn)污 泥上浮流失，使UASB不能在較高的負 荷下穩(wěn)定運行。 二、反應器的基本構(gòu)造與原理 根據(jù)UASB內(nèi)污泥形成的形態(tài)和達到的COD容積負荷，可以將污泥顆粒化過程大致分 為三個運行期： （1接種啟動期：從接種污泥開始到污泥床內(nèi)的COD容積負荷達到5kgCO

42、D/m3d 左右，此運行期污泥沉降性能一般； （2顆粒污泥形成期：這一運行期的特點是有小顆粒污泥開始出現(xiàn)，當污泥床內(nèi)的總 SS量和總VSS量降至最低時本運行期即告結(jié)束，這一運行期污泥沉降性能不太好； （3顆粒污泥成熟期：這一運行期的特點是顆粒污泥大量形成，由下至上逐步充滿整 個UASB。當污泥床容積負荷達1到6kgCOD/m3d以上時，可以認為顆粒污泥已培養(yǎng)成 熟。該運行期污泥沉降性很好。 二、反應器的基本構(gòu)造與原理 1、污泥的馴化、污泥的馴化 UASB設(shè)備啟動的難點是獲得大量設(shè)備啟動的難點是獲得大量 沉降性能良好的厭氧顆粒污泥。最好沉降性能良好的厭氧顆粒污泥。最好 的辦法加以馴化，一般需要的

43、辦法加以馴化，一般需要36個月，個月， 如果靠設(shè)備自身積累，投產(chǎn)期最長可如果靠設(shè)備自身積累，投產(chǎn)期最長可 長達長達12年。實踐表明，投加少量的載年。實踐表明，投加少量的載 體，有利于厭氧菌的附著，促進初期體，有利于厭氧菌的附著，促進初期 顆粒污泥的形成；比重大的絮狀污泥顆粒污泥的形成；比重大的絮狀污泥 比輕的易于顆?；槐燃淄榛钚愿叩谋容p的易于顆?；?；比甲烷活性高的 厭氧污泥可縮短啟動期。厭氧污泥可縮短啟動期。 三、UASB的啟動 2、啟動操作要點 最好一次投加足夠量的接種污泥； 啟動初期從污泥床流出的污泥可以不予回流，以使特別輕的和細碎污泥 跟懸浮物連續(xù)地從污泥床排出體外，使較重的活性污泥在

44、床內(nèi)積累，并促 進其增殖逐步達到顆?；?啟動開始廢水COD濃度較低時，未必就能讓污泥顆粒化速度加快； 最初污泥負荷率一般在0.10.2kgCOD/kgTSS.d左右比較合適； 三、UASB的啟動 污水中原來存在的和厭氧分解出來的多種揮發(fā)酸未能 有效分解之前，不應隨意提高有機容積負荷，這需要跟蹤 觀察和水樣化驗； 可降解的COD去除率達到7080左右時，可以逐步增 加有機容積負荷率； 為促進污泥顆?；磻獏^(qū)內(nèi)的最小空塔速度不可低 于1m/d，采用較高的表面水力負荷有利于小顆粒污泥與污 泥絮凝分開，使小顆粒污泥凝并為大顆粒。 三、UASB的啟動 1、 溫度 厭氧廢水處理也分為低溫、中溫 和高溫

45、三類，其溫度范圍與相應的微 生物生長范圍相對應。迄今大多數(shù)厭 氧廢水處理系統(tǒng)在中溫范圍運行，以 3040最為常見，其最佳處理溫 度在3540。高溫工藝多在50 60間運行。低溫厭氧工藝污泥活 力明顯低于中溫和高溫，其反應器負 荷也相對較低，但對于某些溫度較低 的廢水，低溫工藝也是可供選擇的方 案。 四、影響UASB性能的主要因素 2、pH 值 pH值是廢水厭氧處理最重要的影響因素之一。厭氧處 理中，水解菌與產(chǎn)酸菌對pH有較大范圍的適應性，但對 pH敏感的甲烷菌適宜的生長pH為6.57.8 ，這也是通常 情況下厭氧處理所應控制的pH 值。 3、營養(yǎng)物與微量元素 厭氧廢水處理過程由細菌完成，因此應

46、維持良好的細 菌的生長環(huán)境，保證細菌有足夠的合成自身細胞物質(zhì)的化 合物。依據(jù)組成細胞的化學成分，其中主要包括營養(yǎng)物氮 、磷、鉀和硫以及鈣、鎂、鐵等其他的生長必須的少量的 或微量的元素。 四、影響UASB性能的主要因素 4、 堿度和揮發(fā)酸濃度 傳統(tǒng)理論認為要保證顆粒污泥的形成，反應器內(nèi)堿度 應維持在10005000mgCaCO3/L的范圍內(nèi)，如果反應器 內(nèi)的堿度小于1000mgCaCO3/L時，會導致其pH 值下降 ；已有研究證實，保證UASB反應器內(nèi)的污泥顆?；淖?低堿度是750mgCaCO3/L。在UASB反應器中，揮發(fā)酸的 安全濃度控制在2000mg/L(以HAC 計)以內(nèi)，當VFA 的

47、濃 度小于200mg/L時，一般是最好的。 四、影響UASB性能的主要因素 5、進水中懸浮固體濃度的控制 對進水中懸浮固體SS濃度的嚴格控制要求是UASB 反應器處理 工藝與其他厭氧處理工藝的明顯不同之處。一般來說，廢水中的SS/ COD 的比值應控制在0. 5 以下。 6、有毒有害物質(zhì)的控制 氨氮濃度的控制: 氨氮濃度的高低對厭氧微生物產(chǎn)生2種不同影響。當其濃度在50 - 200mg/L 時，對反應器中的厭氧微生物有刺激作用;濃度在1500 - 3000mg/L時，將對微生物產(chǎn)生明顯的抑制作用。一般宜將氨氮濃度 控制在1000mg/L以下。 四、影響UASB性能的主要因素 硫酸鹽SO42-

48、）濃度的控制: UASB 反應器中的硫酸鹽離子濃度不應 大5000mg/L，在運行過程中UASB 的 COD/ SO42-比值應大于10。 其他有毒物質(zhì): 導致UASB 反應器處理工藝失敗的原因 ，除上述幾種以外，其他有毒物質(zhì)的存在 也必須加以十分注意，這些物質(zhì)主要是： 重金屬、堿土金屬、三氯甲烷、氰化物、 酚類、硝酸鹽和氯氣等。 四、影響UASB性能的主要因素 1、UASB的主要優(yōu)點是：的主要優(yōu)點是： （1UASB內(nèi)污泥濃度高，平均污泥濃度為內(nèi)污泥濃度高，平均污泥濃度為2040gVSS/L； （2有機負荷高，水力停留時間短，采用中溫發(fā)酵時，容積負荷一般有機負荷高，水力停留時間短，采用中溫發(fā)酵

49、時，容積負荷一般 為為10kgCOD/m3.d左右；左右； （3無混合攪拌設(shè)備，靠發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣的上升運動，使污泥無混合攪拌設(shè)備，靠發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣的上升運動，使污泥 床上部的污泥處于懸浮狀態(tài)，對下部的污泥層也有一定程度的攪動；床上部的污泥處于懸浮狀態(tài)，對下部的污泥層也有一定程度的攪動； （4污泥床不填載體，節(jié)省造價及避免因填料發(fā)生堵賽問題；污泥床不填載體，節(jié)省造價及避免因填料發(fā)生堵賽問題； （5UASB內(nèi)設(shè)三相分離器，通常不設(shè)沉淀池，被沉淀區(qū)分離出來的內(nèi)設(shè)三相分離器，通常不設(shè)沉淀池，被沉淀區(qū)分離出來的 污泥重新回到污泥床反應區(qū)內(nèi)，通常可以不設(shè)污泥回流設(shè)備污泥重新回到污泥床反應區(qū)內(nèi)，

50、通常可以不設(shè)污泥回流設(shè)備 。 五、UASB工藝的優(yōu)缺點 2、 UASB的主要缺點是： 1、進水中懸浮物需要適當控制，不宜過高， 一般控制在100mg/L以下； 2、污泥床內(nèi)有短流現(xiàn)象，影響處理能力； 3、對水質(zhì)和負荷突然變化較敏感，耐沖擊力 稍差。 五、UASB工藝的優(yōu)缺點 六、UASB反應器的設(shè)計 （1反應器有效容積包括沉淀區(qū)和反應區(qū)的可以采 用以下公式計算。 UASB的池形狀有圓形、方形、矩形。污泥床高度一 般為38m，多用鋼筋混凝土建造。 六、UASB反應器的設(shè)計 UASB容積負荷的確定： 下表總結(jié)了對現(xiàn)有顆粒污泥和絮體污泥床 UASB 反應器在 不同進水 COD 濃度和不同不溶的 TS

51、S 的 COD 百分濃度下 的允許容積負荷率30 ）。 六、UASB反應器的設(shè)計 國內(nèi)部分生產(chǎn)性UASB裝置實際容積負荷 六、UASB反應器的設(shè)計 國外部分UASB裝置設(shè)計容積負荷六、UASB反應器的設(shè)計 （2主要尺寸的確定 水力負荷q1=0.5-1.5m3/（m2d） 反應器表面積： A=Q/q1 反應器高度： H=V/A （3進水配水系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)計原則： 進水必須要反應器底部均勻分布，確保各單位面積進水 量基本相等，防止短路和表面負荷不均； 應滿足污泥床水力攪拌需要，要同時考慮水力攪拌和產(chǎn) 生的沼氣攪拌； 易于觀察進水管的堵塞現(xiàn)象，如果發(fā)生堵塞易于清除。 六、UASB反應器的設(shè)計 （4三相

52、分離器的設(shè)計 三相分離器應滿足以下幾點要求： 沉淀區(qū)的表面水力負荷HRT，獲，獲 得高污泥濃度；通過大量沼氣和內(nèi)循環(huán)的劇烈擾動，得高污泥濃度；通過大量沼氣和內(nèi)循環(huán)的劇烈擾動， 使泥水充分接觸，獲得良好的傳質(zhì)效果。使泥水充分接觸，獲得良好的傳質(zhì)效果。 三、工藝技術(shù)優(yōu)點三、工藝技術(shù)優(yōu)點 （1容積負荷高容積負荷高 IC反應器內(nèi)污泥濃度高，微生物量大，且存在內(nèi)反應器內(nèi)污泥濃度高，微生物量大，且存在內(nèi) 循環(huán)，傳質(zhì)效果好，進水有機負荷可超過普通厭氧反循環(huán)，傳質(zhì)效果好，進水有機負荷可超過普通厭氧反 應器的應器的3倍以上。倍以上。 （2節(jié)省投資和占地面積節(jié)省投資和占地面積 IC反應器容積負荷率高出普通反應器容

53、積負荷率高出普通UASB反應器反應器3倍左倍左 右，其體積相當于普通反應器的右，其體積相當于普通反應器的1/41/3左右，大大降左右，大大降 低了反應器的基建投資。而且低了反應器的基建投資。而且IC反應器高徑比很大反應器高徑比很大 一般為一般為48），所以占地面積特別省，非常適合用地），所以占地面積特別省，非常適合用地 緊張的工礦企業(yè)。緊張的工礦企業(yè)。 （3抗沖擊負荷能力強 處理低濃度廢水COD=20003000mg/L時，反 應器內(nèi)循環(huán)流量可達進水量的23倍；處理高濃度廢水 COD=1000015000mg/L時，內(nèi)循環(huán)流量可達進水 量的1020倍。大量的循環(huán)水和進水充分混合，使原水 中的有

54、害物質(zhì)得到充分稀釋，大大降低了毒物對厭氧消 化過程的影響。 （4抗低溫能力強 溫度對厭氧消化的影響主要是對消化速率的影響。 IC反應器由于含有大量的微生物，溫度對厭氧消化的影 響變得不再顯著和嚴重。通常IC反應器厭氧消化可在常 溫條件2025 ）下進行，這樣減少了消化保溫的困 難，節(jié)省了能量。 （5具有緩沖pH的能力 內(nèi)循環(huán)流量相當于第1厭氧區(qū)的出水回流，可利用 COD轉(zhuǎn)化的堿度，對pH起緩沖作用，使反應器內(nèi)pH保 持最佳狀態(tài)，同時還可減少進水的投堿量。 （6內(nèi)部自動循環(huán)，不必外加動力 普通厭氧反應器的回流是通過外部加壓實現(xiàn)的，而 IC反應器以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動力來實現(xiàn)混合 液內(nèi)循環(huán)，

55、不必設(shè)泵強制循環(huán)，節(jié)省了動力消耗。 （7出水穩(wěn)定性好 利用二級UASB串聯(lián)分級厭氧處理，可以補償厭氧 過程中Ks高產(chǎn)生的不利影響。Van Lier在1994年證明， 反應器分級會降低出水VFA濃度，延長生物停留時間， 使反應進行穩(wěn)定。 （8啟動周期短 IC反應器內(nèi)污泥活性高，生物增殖快，為反應器快 速啟動提供有利條件。IC反應器啟動周期一般為12個 月，而普通UASB啟動周期長達46個月。 （9沼氣利用價值高 反應器產(chǎn)生的生物氣純度高，CH4為7080， CO2為2030，其它有機物為15，可作為 燃料加以利用。 四、四、IC處理技術(shù)應用現(xiàn)狀及發(fā)展前景處理技術(shù)應用現(xiàn)狀及發(fā)展前景 IC處理技術(shù)從

56、問世以來已成功應用于土豆加工、菊處理技術(shù)從問世以來已成功應用于土豆加工、菊 苣加工、啤酒、檸檬酸和造紙等廢水處理中。苣加工、啤酒、檸檬酸和造紙等廢水處理中。 1、土豆加工廢水、土豆加工廢水 1985年荷蘭首次應用年荷蘭首次應用IC反應器處理土豆加工廢水，反應器處理土豆加工廢水， 容積負荷以容積負荷以COD計高達計高達3550kg/(m3d)，停留時，停留時 間間46h；而處理同類廢水的；而處理同類廢水的UASB反應器容積負荷僅反應器容積負荷僅 有有1015 kg/(m3d)，停留時間長達十幾到幾十個小時。，停留時間長達十幾到幾十個小時。 2、啤酒廢水、啤酒廢水 在啤酒廢水處理工藝中，在啤酒廢水

57、處理工藝中，IC技術(shù)應用得較多，目前技術(shù)應用得較多，目前 我國已有我國已有3家啤酒廠引進了此工藝。從運行結(jié)果看，家啤酒廠引進了此工藝。從運行結(jié)果看，IC 工藝容積負荷以工藝容積負荷以COD計可達計可達1530 kg/(m3d)，停，停 留時間留時間24.2 h，COD去除率去除率COD75；而；而UASB反反 應器容積負荷僅有應器容積負荷僅有47 kg/(m3d)，停留時間近，停留時間近10 h。 3、高濃度和高鹽度的有機廢水、高濃度和高鹽度的有機廢水 對于處理高濃度和高鹽度的有機廢水，對于處理高濃度和高鹽度的有機廢水，IC反應器反應器 也有成功的經(jīng)驗。位于荷蘭也有成功的經(jīng)驗。位于荷蘭Roos

58、endaal的一家菊苣加的一家菊苣加 工廠的廢水，工廠的廢水，COD約約7900mg/L，SO42-為為250mg/L， Cl-為為4200mg/L。采用。采用22m高、高、1100m3容積的容積的IC反應器，反應器， 容積負荷以容積負荷以COD計達計達31 kg/(m3d)，COD80， 平均停留時間僅平均停留時間僅6.1 h。 4、其他、其他 我國無錫羅氏中亞檸檬有限公司的我國無錫羅氏中亞檸檬有限公司的IC厭氧處理系厭氧處理系 統(tǒng)自統(tǒng)自2019年年12月運行以來一直都很穩(wěn)定，進水月運行以來一直都很穩(wěn)定，進水COD一一 般在般在8000mg/L以上，以上，pH5.0左右，容積負荷以左右，容積

59、負荷以COD 計可達計可達30 kg/(m3d)，出水，出水COD基本在基本在2000mg/L以下，以下， 且每千克且每千克COD產(chǎn)沼氣產(chǎn)沼氣0.42m3。 2019年年IC反應器首次應用于紙漿造紙行業(yè)，并迅反應器首次應用于紙漿造紙行業(yè)，并迅 速獲得客戶歡迎，至今全世界造紙行業(yè)已建造速獲得客戶歡迎，至今全世界造紙行業(yè)已建造IC反應反應 器器23個。個。 五、出現(xiàn)的新問題五、出現(xiàn)的新問題 1、從構(gòu)造上看，、從構(gòu)造上看，IC反應器內(nèi)部結(jié)構(gòu)比普通厭氧反應器反應器內(nèi)部結(jié)構(gòu)比普通厭氧反應器 復雜，設(shè)計施工要求高。反應器高徑比大，一方面增復雜，設(shè)計施工要求高。反應器高徑比大，一方面增 加了進水泵的動力消耗

60、，提高了運行費用；另一方面加了進水泵的動力消耗，提高了運行費用；另一方面 加快了水流上升速度，使出水中細微顆粒物比加快了水流上升速度，使出水中細微顆粒物比UASB多，多， 加重了后續(xù)處理的負擔。另外內(nèi)循環(huán)中泥水混合液的加重了后續(xù)處理的負擔。另外內(nèi)循環(huán)中泥水混合液的 上升還易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，使內(nèi)循環(huán)癱瘓，處理效果變上升還易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，使內(nèi)循環(huán)癱瘓，處理效果變 差。差。 2、發(fā)酵細菌通過胞外酶作用將不溶性有機物水解成可溶性有機 物，再將可溶性的大分子有機物轉(zhuǎn)化成脂肪酸和醇類等，該類細 菌水解過程相當緩慢。IC反應器較短的水力停留時間勢必影響不 溶性有機物的去除效果。 3、在厭氧反應中，有機負荷、產(chǎn)