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厌氧反应器的种类大全 效率最高的厌氧反应器是哪种?

文章出处:绿创环境 人气: 发表时间:2019-12-20 10:15

  厌氧反应器也叫厌氧处理工艺,是一种高效的生物膜处理方法,利用砂等大表面积的物质为载体,厌氧微生物以膜形式结在砂或其它载体的表面,在污水中成流动状态,微生物与污水中的有机物进行接触吸附分解有机物,从而达到处理的目的。

  目前厌氧反应器的发展已经历了三代,下面分别进行介绍。

  第一代厌氧反应器

  第一代反应器以厌氧消化池为代表,废水与厌氧污泥完全混合,属低负荷系统。包括:常规厌氧反应器(CADT)、全混式反应器(CSTR)、厌氧接触消化器(ACP)等。

  1、常规厌氧反应器(CADT)

  常规厌氧反应器也叫常规沼气池,是一种结构简单、应用广泛的工艺类型。

  该消化器无搅拌装置,原料在其中呈自然沉淀状态,一般分为 4 层,自上而下依次为浮渣层、上清液层、活性层和沉渣层,其中易于消化、活动旺盛的场所只限活性层,因而效率较低。我国农村较为常见。

  2、全混式反应器(CSTR)

  全混式消化器是在常规消化器中安装了搅拌装置,使得原料处于完全混合状态,因而,使得活性区域遍布于整个消化区,效率相比于常规消化器明显提高,故又称高效消化器。该消化器常采用恒温连续投料或半连续投料运行,适用于高浓度及含有大量悬浮固体原料的处理。

  3、厌氧接触消化器(ACP)

  厌氧接触工艺反应器是完全混合式的,是在 CSTR 基础上进行了改进的一种较高效率的厌氧反应器。反应器排出的混合液首先在沉淀池中进行固液分离,污水由沉淀池上部排出,沉淀池下部的污泥被回流至厌氧消化池内。

  第二代厌氧反应器

  第二代反应器可以将固体停留时间和水力停留时间分离,能保持大量的活性污泥和足够长的污泥龄,并注重培养颗粒污泥,属高负荷系统。包括:厌氧滤池(AF)、厌氧流化床和膨胀床反应器(AFBR)、升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧折流板反应器(ABR)等。

  1、附着膜型消化器

  附着膜型消化器的特征是在反应器内安装有惰性支持物(又称填料)供微生物附着,并形成生物膜。进料中的液体和固体在穿过填料时,滞留微生物附着在生物膜内,并且在 HRT 相当短的情况下,可阻止微生物冲出。因其具有短的 SRT 而影响固体物的转化,这类反应器只适用于处理低浓度、低 SS 有机废水。这种消化器主要有厌氧滤器、流化床和膨胀床两种。

  1)厌氧滤器(AF)

  AF 是采用填充材料作为微生物载体的一种高速厌氧反应器,厌氧菌在填充材料上附着生长,形成生物膜。生物膜与填充材料一起形成固定的滤床。厌氧滤床可分为上流式厌氧滤床和下流式厌氧滤床二种。

  2)厌氧流化床和膨胀床反应器(AFBR)

  流化床和膨胀床反应器属于附着生长型生物膜反应器,在其内部填有像砂粒一样大小的(半径 0.2~0.5mm)惰性颗粒供微生物附着,如焦炭粉、硅藻土、粉炭灰和合成材料等,当有机污水自下而上穿过细小的颗粒层时,污水和所产气体的升流速度足以使介质颗粒呈膨胀或流动状态,每一个颗粒表面都被生物膜所覆盖,能支持更多的微生物附着,使 MRT 比 HRT 更长,因而使消化器具有更高的效率。

  2、升流式厌氧污泥床反应器(UASB)

  UASB 是目前发展最快的消化器之一,其特征是自下而上流动的污水流过膨胀的颗粒状的污泥床。消化器分为三个区,即污泥床、污泥层和三相分离器。分离器将气体分流并阻止固体物漂浮和冲出,使 MRT 比 HRT 大大增长,产甲烷效率明显提高,污泥床区平均只占消化器体积的 30%,但 80~90% 的有机物在这里降解。

  三相分离器是 UASB 厌氧消化器的关键设备,主要功能是气液分离、固液分离和污泥回流,但均由气封、沉淀区和回流缝组成。

  3、厌氧折流板反应器(ABR)

  在这种消化器里,由于挡板的阻隔使污水上下折流穿过污泥层。这样每个单元就相当于一个反应器,反应器的总数等于各反应器之和。我国前些年曾引起该型消化器,用来处理酒精废醪的丙酮丁醇废醪,但在实际应用过程中其效果一直欠佳。同时由于要造成折流,使得消化器结构复杂、施工难、造价高。目前难以在生产中获得广泛应用。

  第三代厌氧反应器

  第三代反应器在将固体停留时间和水力停留时间相分离的前提下,使固、液两相充分接触,既能保持大量污泥又能使废水和活性污泥之间充分混合、接触,以达到真正高效的目的。包括:膨胀颗粒污泥床(EGSB)、内循环厌氧反应器(IC)、上流式污泥床过滤器(UBF)等。

  1、膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB)

  EGSB 与 UASB 反应器的结构相似,不同的是 EGSB 反应器采用相当高的流动速度,因此,在 EGSB 反应器中颗粒污泥处于完全或部分 “膨胀化” 的状态,即污泥床的体积由于颗粒之间平均距离的增加而扩大。为了提高上升速度,EGSB 反应器采用较大的高度与直径比和很大的回流比。

  2、内循环厌氧反应器(IC)

  内循环厌氧反应器,是目前世界上效率最高的厌氧反应器。该反应器集 UASB 反应器和流化床反应器于一身,利用反应器内所产生沼气的提升力实现发酵料液的内循环。

  工艺优点

  1. 通过内循环自动稀释进水,保证反应室进水浓度的稳定性。

  3. 运行稳定,抗冲击负荷效果好,容积负荷高,投资成本少。

  2. 仅需要较短的停留时间,适用于可生化性较好的废水处理。

  4. 上升流速大,SS 不会在反应器内大量积累,可保持污泥较高活性。

  3、上流式污泥床反应器(UBF)

  UBF 反应器是有 UASB 和 AF 结构的复合式反应器。反应器的下面是高浓度颗粒污泥组成的污泥床,上部是填料及其附着的生物膜组成的滤料层。其突出优势是反应器上部空间所架设的填料,不但在其表面生长微生物,且在其空隙截留悬浮微生物,利用原有的无效容积增加了生物总量,防止生物量的突然洗出,且由于填料的存在,夹带污泥的气泡在上升过程中与之碰撞,加速了污泥与气泡的分离,从而降低了污泥的流失。

  其它几种厌氧消化器

  1、升流式固定床反应器(USR)

  USR 是一种结构简单、适用于高悬浮固体原料的反应器。原料从底部进入消化器内,与消化器里的活性污泥接触,使原料得到快速消化。未消化的生物质固体颗粒和沼气发酵微生物靠自然沉降滞留于消化器内,上清液从消化器上部溢出,这样可以得到比水力滞留期高得多的固体滞留期(SRT)和微生物滞留期(MRT),从而提高了固体有机物的分解率和消化器的效率。在当前畜禽养殖行业粪污资源化利用方面,有较多的应用。许多大中型沼气工程,均采用该工艺。

  2、塞流式反应器(PFR)

  塞流式反应器也称推流式反应器,是一种长方形的非完全混合式反应器。高浓度悬浮固体发酵原料从一端进入,从另一端排出。消化器内沼气的产生可以为料液提供垂直的搅拌作用,料液在沼气池内无纵向混合,发酵后的料液借助于新鲜料液的推动作用而排走。

  3、纤维填料生物膜消化器

  纤维填料固定床生物膜消化器实质上是 AF 结构形式的一种。采用维纶制成的纤维填料。

  4、单元混合塞流式厌氧消化器(RPR)

  RPR 是在高浓度、塞流及搅拌三结合厌氧消化器(HCPF)基础上根据厌氧发酵的不同阶段,将消化器分解成若干个单元,并通过厌氧单元内的不同搅拌强度及单元之间的料液混合,实现高效厌氧消化的过程。

  山东绿创环境科技PK10计划专注于工业污水的处理,专业制作和生产、应用IC厌氧反应器、UASB厌氧反应器等各种类型的厌氧反应器,工程案例丰富,欢迎与我们联系。


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