❶ 污水處理的工藝流程
現代污水處理技術,按處理程度劃分,可分為一級、二級和三級處理。
一級處理,主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質,物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水,BOD一般可去除30%左右,達不到排放標准。一級處理屬於二級處理的預處理。
二級處理,主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質(BOD,COD物質),去除率可達90%以上,使有機污染物達到排放標准。
三級處理,進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法,混凝沉澱法,砂濾法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲分析法等。
整個過程為通過粗格柵的原污水經過污水提升泵提升後,經過格柵或者砂濾器,之後進入沉砂池,經過砂水分離的污水進入初次沉澱池,以上為一級處理(即物理處理),初沉池的出水進入生物處理設備,有活性污泥法和生物膜法,(其中活性污泥法的反應器有曝氣池,氧化溝等,生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法和生物流化床),生物處理設備的出水進入二次沉澱池,二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理,一級處理結束到此為二級處理,三級處理包括生物脫氮除磷法,混凝沉澱法,砂濾法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲析法。二沉池的污泥一部分迴流至初次沉澱池或者生物處理設備,一部分進入污泥濃縮池,之後進入污泥消化池,經過脫水和乾燥設備後,污泥被最後利用。 工藝流程
原水→格柵→調節池→提升泵→生物反應器→循環泵→膜組件→消毒裝置→中水貯池→中水用水系統
MBR污水處理工藝說明
污水經格柵進入調節池後經提升泵進入生物反應器,通過PLC控制器開啟曝氣機充氧,生物反應器出水經循環泵進入膜分離處理單元,濃水返回調節池,膜分離的水經過快速混合法氯化消毒(次氯酸鈉、漂白粉、氯片)後,進入中水貯水池。反沖洗泵利用清洗池中處理水對膜處理設備進行反沖洗,反沖污水返回調節池。通過生物反應器內的水位控制提升泵的啟閉。膜單元的過濾操作與反沖洗操作可自動或手動控制。當膜單元需要化學清洗操作時,關閉進水閥和污水循環閥,打開葯洗閥和葯劑循環閥,啟動葯液循環泵,進行化學清洗操作。 膜生物處理技術應用於廢水再生利用方面,具有以下幾個特點:
(1)能高效地進行固液分離,將廢水中的懸浮物質、膠體物質、生物單元流失的微生物菌群與已凈化的水分開。分離工藝簡單,佔地面積小,出水水質好,一般不須經三級處理即可回用。
(2)可使生物處理單元內生物量維持在高濃度,使容積負荷大大提高,同時膜分離的高效性,使處理單元水力停留時間大大的縮短,生物反應器的佔地面積相應減少。
(3)由於可防止各種微生物菌群的流失,有利於生長速度緩慢的細菌(硝化細菌等)的生長,從而使系統中各種代謝過程順利進行。
(4)使一些大分子難降解有機物的停留時間變長,有利於它們的分解。
〔5〕膜處理技術與其它的過濾分離技術一樣,在長期的運轉過程中,膜作為一種過濾介質堵塞,膜的通過水量運轉時間而逐漸下降有效的反沖洗和化學清洗可減緩膜通量的下降,維持MBR系統的有效使用壽命。
(6)MBR技術應用在城市污水處理中,由於其工藝簡單,操作方便,可以實現全自動運行管理。 概要
SBR污水處理工藝即序批式活性污泥法,全稱為:序列間歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)。
簡稱(SBR-Sequencing Batch Reactor)間歇式活性污泥法污水處理工藝 ,SBR工藝。
它是基於以懸浮生長的微生物在好氧條件下對污水中的有機物、氨氮等污染物進行降解的廢水生物處理活性污泥法的工藝。按時序來以間歇曝氣方式運行,改變活性污泥生長環境的,被全球廣泛認同和採用的污水處理技術。
工藝流程
一種具有代表性的SBR工藝流程是: 通過格柵預處理的廢水,進入集水井,由潛污泵提升進入SBR反應池,採用水流曝氣機充氧,處理後的水由排水管排出,剩餘污泥靜壓後,由SBR 池排入污泥井,污泥作為肥料。
分批式操作: 時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式,如SBR運行周期由進水時間、反應時間、沉澱時間、潷水時間、排泥時間和閑置時間,可以適當靈活調節。
計算方法:
沉澱排水時間( Ts+D) 一般按2~4h 設計。閑置時間( Tx) 一般按0.5~1h 設計。 設定反應時間為( Tf) 。一個周期所需時間T≥Tf+Ts+D+Tx。[1]
時間分配例子,如:運行周期12h,其中進水2h,曝氣4~8h,沉澱2h,排水1h。 SBR工藝作為一種活性污泥工藝,也有活性污泥工藝的優缺點,如活性污泥工藝優點:污水適應性強,建設費用較低。
活性污泥工藝的缺點:運行穩定性差,容易發生污泥膨脹和污泥流失,分離效果不夠理想。
SBR工藝還有獨有的特點。其總的優缺點參見以下:
優點
處理工藝流程簡單:
工藝過程五個階段:進水、曝氣、沉澱、排水、待機。
間歇式曝氣、非穩定生化反應替代穩態生化反應,
靜置理想沉澱 靜置理想沉澱替代傳統的動態沉澱。
構築物數量少、造價低:
不需要設初沉地,也不需要二沉地,污泥迴流設施,調節池、初沉池也可省略。
便於操作和維護管理。 避免了傳統厭氧反應器處理效率低、佔地大的缺點。
結構簡單
組合式構造方法,利於廢水處理廠的擴建和改造。
處理後出水水質好。
良好的自控系統,良好的脫氮除磷效果,廢水達標排放,有數據稱CODCr平均去除率能達到 94 %以上,強於單級好氧處理工藝。
運行上的有序和間歇操作。
特別適用在難生化降解的廢水處理。
解決了UASB等高效厭氧反應器,容易在出現水解酸化階段酸性積累從而抑制產甲烷段處理效率的問題。
佔地少,能耗低,投資省,運行管理方便
缺點
嚴重依靠現代自動化控制技術。
自動化程度要求較高,操作、管理、維護,對操作管理人員素質要求較高。
如採用人工操作,會出現因進出水工序操作繁鎖,曝氣板容易堵塞。
適用范圍
中小城鎮生活污水和廠礦企業的工業污水,尤其是間歇排放和流量變化較大的地方。需要較高出水水質的地方,如風景游覽區、湖泊和港灣等,不但要去除有機物,還要求出水中除磷脫氮,防止河湖富營養化。水資源緊缺的地方。SBR系統可在生物處理後進行物化處理,不需要增加設施,便於水的回收利用。用地緊張的地方。對已建連續流污水處理廠的改造等。非常適合處理小水量,間歇排放的工業污水與分散點源污染的治理。
SBR設計要點
1、運行周期(T)的確定SBR的運行周期由充水時間、反應時間、沉澱時間、排水排泥時間和閑置時間來確定。充水時間(tv)應有一個最優值。如上所述,充水時間應根據具體的水質及運行過程中所採用的曝氣方式來確定。當採用限量曝氣方式及進水中污染物的濃度較高時,充水時間應適當取長一些;當採用非限量曝氣方式及進水中污染物的濃度較低時,充水時間可適當取短一些。充水時間一般取1~4h。反應時間(tR)是確定SBR 反應器容積的一個非常主要的工藝設計參數,其數值的確定同樣取決於運行過程中污水的性質、反應器中污泥的濃度及曝氣方式等因素。對於生活污水類易處理污水,反應時間可以取短一些,反之對含有難降解物質或有毒物質的污水,反應時間可適當取長一些。一般在2~8h。沉澱排水時間(tS+D)一般按2~4h設計。閑置時間(tE)一般按2h設計。一個周期所需時間tC≥tR﹢tS﹢tD周期數 n﹦24/tC2、反應池容積的計算假設每個系列的污水量為q,則在每個周期進入各反應池的污水量為q/n·N。各反應池的容積為:V:各反應池的容量1/m:排出比n:周期數(周期/d)N:每一系列的反應池數量q:每一系列的污水進水量(設計最大日污水量)(m3/d)3、曝氣系統序批式活性污泥法中,曝氣裝置的能力應是在規定的曝氣時間內能供給的需氧量,在設計中,高負荷運行時每單位進水BOD為0.5~1.5kgO2/kgBOD,低負荷運行時為1.5~2.5kgO2/kgBOD。
在序批式活性污泥法中,由於在同一反應池內進行活性污泥的曝氣和沉澱,曝氣裝置必須是不易堵塞的,同時考慮反應池的攪拌性能。常用的曝氣系統有氣液混合噴射式、機械攪拌式、穿孔曝氣管、微孔曝氣器,一般選射流曝氣,因其在不曝氣時尚有混合作用,同時避免堵塞。4、排水系統
⑴上清液排除出裝置應能在設定的排水時間內,活性污泥不發生上浮的情況下排出上清液,排出方式有重力排出和水泵排出。⑵為預防上清液排出裝置的故障,應設置事故用排水裝置。⑶在上清液排出裝置中,應設有防浮渣流出的機構。序批式活性污泥的排出裝置在沉澱排水期,應排出與活性污泥分離的上清液,並且具備以下的特徵:1) 應能既不擾動沉澱的污泥,又不會使污泥上浮,按規定的流量排出上清液。(定量排水)2) 為獲得分離後清澄的處理水,集水機構應盡量靠近水面,並可隨上清液排出後的水位變化而進行排水。(追隨水位的性能)3) 排水及停止排水的動作應平穩進行,動作準確,持久可靠。(可靠性)排水裝置的結構形式,根據升降的方式的不同,有浮子式、機械式和不作升降的固定式。5、排泥設備設計污泥干固體量=設計污水量×設計進水SS濃度×污泥產率/1000在高負荷運行(0.1~0.4 kg-BOD/kg-ss·d)時污泥產量以每流入1 kgSS產生1 kg計算,在低負荷運行(0.03~0.1 kg-BOD/kg-ss·d)時以每流入1 kgSS產生0.75 kg計算。在反應池中設置簡易的污泥濃縮槽,能夠獲得2~3%的濃縮污泥。由於序批式活性污泥法不設初沉池,易流入較多的雜物,污泥泵應採用不易堵塞的泵型。
SBR設計主要參數
序批式活性污泥法的設計參數,必須考慮處理廠的地域特性和設計條件(用地面積、維護管理、處理水質指標等)適當的確定。用於設施設計的設計參數應以下值為准:項 目 參 數BOD-SS負荷(kg-BOD/kg-ss·d) 0.03~0.4MLSS(mg/l) 1500~5000排出比(1/m) 1/2~1/6安全高度ε(cm)(活性污泥界面以上的最小水深) 50以上序批式活性污泥法是一種根據有機負荷的不同而從低負荷(相當於氧化溝法)到高負荷(相當於標准活性污泥法)的范圍內都可以運行的方法。序批式活性污泥法的BOD-SS負荷,由於將曝氣時間作為反應時間來考慮,定義公式如下:QS:污水進水量(m3/d)CS:進水的平均BOD5(mg/l)CA:曝氣池內混合液平均MLSS濃度(mg/l)V:曝氣池容積e:曝氣時間比 e=n·TA/24n:周期數 TA:一個周期的曝氣時間序批式活性污泥法的負荷條件是根據每個周期內,反應池容積對污水進水量之比和每日的周期數來決定,此外,在序批式活性污泥法中,因池內容易保持較好的MLSS濃度,所以通過MLSS濃度的變化,也可調節有機物負荷。進一步說,由於曝氣時間容易調節,故通過改變曝氣時間,也可調節有機物負荷。在脫氮和脫硫為對象時,除了有機物負荷之外,還必須對排出比、周期數、每日曝氣時間等進行研究。在用地面積受限制的設施中,適宜於高負荷運行,進水流量小負荷變化大的小規模設施中,最好是低負荷運行。因此,有效的方式是在投產初期按低負荷運行,而隨著水量的增加,也可按高負荷運行。不同負荷條件下的特徵有機物負荷條件(進水條件) 高負荷運行 低負荷運行間歇進水 間歇進水、連續運行條件 BOD-SS負荷(kg-BOD/kg-ss·d) 0.1~0.4 0.03~0.1周期數 大(3~4) 小(2~3)排出比 大 小處理特性 有機物去除 處理水BOD<20mg/l 去除率比較高脫氮 較低 高脫磷 高 較低污泥產量 多 少維護管理 抗負荷變化性能比低負荷差 對負荷變化的適應性強,運行的靈活性強用地面積 反應池容積小,省地 反應池容積較大適用范圍 能有效地處理中等規模以上的污水,適用於處理規模約為2000m3/d以上的設施 適用於小型污水處理廠,處理規模約為2000m3/d以下,適用於不需要脫氮的設施。
❷ 酒精廢水的常用處理工藝
厭氧反應器採用鋼結構,其外形結構類似於第三代厭氧反應器EGSB和IC,能承受高濃度的固體懸浮物(SS),是三代厭氧反應器EGSB和IC不具備的特點,採用高溫發酵,容積負荷可高達7.0kgCOD/(m3.d), 高於傳統全渣厭氧發酵工藝的2—3倍, COD 去除率高達90%。該工藝有以下優點:
①對高濃度污染物高SS的酒精有機廢水,耐沖擊力高承受力強,可完全達到高濃度懸浮物廢水處理的要求。
②在高濃度懸浮液的情況下,雖不能或很難形成顆粒污泥,但高效厭氧裝置可以培養出沉澱性能很好和活性很高的污泥,這對於保證COD 去除率是關鍵的。
③在高濃度懸浮液的情況下,容積負荷比普通全渣反映罐高很多,所以產沼氣量很大,能產生較好的經濟效益。 上流式厭氧污泥反應器(UASB)技術在國內外已經發展成為厭氧處理的主流技術之一,在UASB中沒有載體,污水從底部均勻進入,向上流動,顆粒污泥(污泥絮體)在上升的水流和氣泡作用下處於懸浮狀態。反應器下部是濃度較高的污泥床,上部是濃度較低的懸浮污泥層,有機物在此轉化為甲烷和二氧化碳氣體。在反應器的上部有三相分離器,可以脫氣和使污泥沉澱回到反應器中。UASB的COD負荷較高,反應器中污泥濃度高達100—150 g/L,因此COD去除效率比普通的厭氧反應器高三倍,可達80%~95%。
缺氧池具有雙重作用,一是對廢水進行生物預處理,改善其生化性,並吸附、降解一部分有機物;二是對系統的污泥進行消化處理。可以與後續的接觸氧化形成A/O模式,具有同步脫氮除磷作用,其中厭氧段主要作用是去除有機污染物和釋放磷,缺氧段的主要作用是反硝化脫氮,由於具有同步去除有機污染物、脫氮、除磷作用,因而該工藝廣泛應用在需要脫氮除磷的污水處理方案中。
生物接觸氧化法是生物膜法的一種,屬於好氧生化處理工藝。整個系統由池體、填料、曝氣設備等組成。好氧生化法是細菌及菌類的微生物、後生動物等一類的微型動物在填料載體上生長繁殖,微生物攝取污水中的有機物作為養份,吸附分解污水中的有機物,微生物不斷新陳代謝,保持活性,從而使污水得以凈化。在溶解氧和食物都充足的情況下,微生物繁殖十分迅速,生物膜逐漸增厚,溶解氧和污水中的有機物憑借擴散作用,被微生物利用。當生物膜達到一定厚度時,氧氣無法向生物膜內部擴散,好氧菌死亡,而兼性細菌和厭氧菌開始大量繁殖,形成厭氧層,利用死亡的好氧菌為基質,並在此基礎上不斷繁殖厭氧菌,經過一段時間後在數量上開始下降,加上代謝氣體的逸出,使生物膜大塊脫落。在脫落的生物膜表面新的生物膜又重新發展起來,在接觸氧化池內,由於填料表面積大,所以生物膜發展的每一個階段都是存在的,使去除有機物的能力穩定在一個水平上。接觸氧化工藝的主要優點如下:
① 體積負荷高,處理時間短,節約佔地面積。生物接觸氧化法的體積負荷最高可達3~6kgBOD(m3·d),污水在池內停留時間最短只需0.5~1.5h。同樣體積的設備,生物接觸氧化的處理能力高出幾倍,處理效率高,所以節約佔地面積。
② 生物活性高。由於曝氣系統設置在填料之下,不僅供氧充分而且對生物膜起到擾動作用,加速生物膜的更新,大大提高生物膜的活性。曝氣形成的紊流使得生物膜不斷的連續的與污水中有機物接觸,避免形成死角。經過我們在類似工程中的檢測,同樣濕重的絲狀菌生物膜,其好氧速率比活性污泥法高1.8倍。
③ 微生物濃度高,一般的活性污泥法的污泥濃度為2~3g/L,微生物在池中處於懸浮狀態;而接觸氧化池中絕大多數微生物附著在填料上,單位體積內水中和填料上的微生物濃度可達到10~20g/L。由於生物接觸氧化工藝的微生物濃度高,所以有利於提高容積負荷,從而降低佔地面積。
④ 污泥產量低。
⑤ 出水水質好而且穩定。在進水短期發生變化時,出水水質受的影響很小,而且生物膜活性恢復快,適合短期間斷運行的需要。
⑥ 運行管理方便
工藝流程如右所示: EGSB與UASB非常相似,其區別在於,EGSB採用高達2.5~6m/h的上升流速,使得反應器中的顆粒污泥處於部分或者完全膨脹化。污泥顆粒之間的距離加大從而使污泥床的體積加大。在高的上升流速以及產氣的作用下,廢水中的有機物與污泥床更充分的接觸。因此可以允許廢水在反應器中有更短的停留時間,從而,EGSB可以用於處理較低濃度的廢水。與UASB相比,它比UASB布水更容易均勻,傳質效果更好,有機物去除率更高,能適應高濃度有機廢水和低濃度有機廢水,容積負荷高,COD去除率高。
EGSB優點:
1、使用范圍廣,不需要預酸化,流程簡單;
2、對進水的溫度,pH要求不高,進水COD可達~30,000mg/L;
3、依靠進水和產氣達到自行膨脹,並且會根據負荷的變化自動改變床層的膨脹度,無須另外增加循環泵保證膨脹,因此動力消耗小;
4、反應器中床層的膨脹度由下自上逐漸增大,屬於變速膨脹床,其抗沖擊負荷能力較強,有機物去除率較高(一般為75%~95%以上);5、三項分離器:三相分離器專利設計,有效地將氣固液分離開,保證有效的污泥停留時間;
6、反應器沒有內循環,上升流速慢,負荷高時也不影響分離;
7、操作維護容易,便於管理。
SBR工藝集進水、曝氣、沉澱在一個池子中完成。一般由多個池子構成一組,各池工作狀態輪流變換運行,單池由潷水器潷水,間歇出水,故又稱為序批式活性污泥法。
該工藝將傳統的曝氣池、沉澱池由空間上的分布改為時間上的分布,形成一體化的集約構築物,並利於實現緊湊的模塊布置,最大的優點是節省佔地。另外,可以減少污泥迴流量,
有節能效果。典型的SBR工藝沉澱時停止進水,靜止沉澱可以獲得較高的沉澱效率和較好的水質。隨著自動化技術的發展和PLC控制系統的普及化,SBR工藝的工程應用又進入了一個新的時代。
工藝流程如右所示: IC反應器即膨脹顆粒污泥床反應器,是在UASB反應器的基礎上發展起來的第三代厭氧生物反應器,它通過出水迴流再循環,大大提高了污水的上升流速,反應器中顆粒污泥始終處於膨脹狀態,加強污水與微生物之間的接觸和傳質,獲得較高的去除效率,反應器的高度高達16-25m。從外觀上看,IC反應器由第一厭氧反應室和第二厭氧反應室疊加而成,每個厭氧反應器的頂部各設一個氣-固-液三相分離器。如同兩個UASB反應器的上下重疊串聯。
IC的特點:
(1)容積負荷率高,水力停留時間短
IC反應器生物量大(可達到60g/L),污泥齡長。特別是由於存在著內、外循環,傳質效果好。處理高濃度有機廢水,進水容積負荷率可達15~25kgCOD/m3·d。
(2)抗沖擊負荷強
在IC反應器中,當COD負荷增加時,沼氣的產生量隨之增加,由此內循環的氣提增大。處理高濃度廢水時,循環流量可達進水流量的10~20倍。廢水中高濃度和有害物質得到充分稀釋,大大降低有害程度,從而提高了反應器的耐沖擊負荷能力;當COD負荷較低時,沼氣產量也低,從而形成較低的內循環流。因此,內循環實際為反應器起到了自動平衡COD沖擊負荷的作用。
(3)避免了固形物沉積
有一些廢水中含有大量的懸浮物質,會在UASB等流速較慢的反應器內容易發生累積,將厭氧污泥逐漸置換,最終使厭氧反應器的運行效果惡化乃至失效。而在IC反應器中,高的液體和氣體上升流速,將懸浮物沖擊出反應器。
(4)基建投資省和佔地面積小
由於IC反應器的容積負荷率比普通的UASB反應器要高3~4倍以上,則IC反應器的體積為普通UASB反應器的1/4~1/3左右。而且有很大的高徑比,所以,佔地面積特別省,非常使用於佔地面積緊張的廠礦企業採用。並且,可降低反應器的基建投資。
(5)依靠沼氣提升實現自身的內循環,減少能耗
厭氧流化床載體的膨脹和流化,是通過出水迴流出水泵加壓實現。依次必須消耗一部分動力。而IC反應器正常運行時是以自身產生的沼氣作為提升的動力,實現混合液內循環,不必開水泵實現強制循環,從而減少能耗。
(6)減少葯劑投量,降低運行費用
內外循環的液體量相當於第一級厭氧出水的迴流,對pH起緩沖作用,使反應器內的pH保持穩定。可減少進水的投鹼量,從而節約葯劑用量,而減少運行費用。
(7)出水的穩定性好
因為,IC反應器相當有上、下兩個UASB反應器串聯運行,下面一個UASB反應器具有很高的有機負荷率,起「粗」處理作用,上面一個UASB反應器的負荷較低,起「精」處理作用。一般說,多級處理工藝比單級處理的穩定性好,出水水質穩定。
(8)IC可以在較高溫度下運行,非常適合於生產廢水溫度較高的情況,可節省污水蒸汽加熱的運行費用。
A/O工藝系Anoxic/Oxic(兼氧/好氧)工藝的簡寫。是常規二級生化處理基礎上發展起來的生物去碳除氮技術,是考慮污水脫氮採用較多的一種處理工藝。充分利用缺氧生物和好氧生物的特點,使廢水得到凈化。
典型A/O工藝是把缺氧工段提前到好氧工段前,利用原水中有機物作為有機碳源,故稱為前置反硝化作用,轉化為硝化態氮,在缺氧段時,活性污泥中的反硝化細菌利用硝
化態氨和廢水中的含碳有機物進行反硝化作用,使化合態氨轉化為分子態氨,獲得去碳脫氮的效果,同時具有生物選擇的作用,防止污泥膨脹。因此A/O工藝不但具有穩定的脫氮功能,而且對COD、BOD有較高的去除率,處理深度高,剩餘污泥量少。
工藝流程圖如右所示: 該工藝特別適合於建在郊區的木薯酒精生產企業,氧化塘的廢水停
留時間可達數月,由於這類企業多處於市郊或鄉鎮,而且每年的生產期為間歇式生產,從而為這種佔地面積大,處理時間長的污水處理方式提供了可能。
❸ 什麼是厭氧反應器
厭氧反應器也叫厭氧處理工藝有以下幾種
一、沼氣池(厭氧消化器)採用技術分析和評價
在我國已建成的沼氣工程中,所採用的厭氧消化工藝,主要有以下四類,即塞流式消化器,升流式固體反應器,升流式厭氧污泥床和污泥床濾器。
1塞流式反應器(Plug Flow Reactor,簡稱PFR)
塞流式反應器也稱推流式反應器,是一種長方形的非完全混合式反應器。高濃度懸浮固體發酵原料從一端進入,從另一端排出。
優點:1不需要攪拌,池形結構簡單,能耗低;2適用於高SS廢水的處理,尤其適用於牛糞的厭氧消化,用於農場有較好的經濟效益;3運行方便,故障少,穩定性高。
缺點:1固體物容易沉澱於池底,影響反應器的有效體積,使HRT和SRT降低,效率較低;2需要固體和微生物的迴流作為接種物;3因該反應器面積/體積比較大,反應器內難以保持一致的溫度;4易產生厚的結殼。
北京市大興區留民營的雞糞高溫沼氣工程採用了該反應器。實踐表明,該反應器耐粗放管理,採用高溫(55℃)發酵,產氣率較高,並且可以殺滅有害生物。但因雞糞沉渣較多,易生成沉澱而影響反應器的效率。
2升流式固體反應器(Upflow Solids Reactor,簡稱USR)
升流式固體反應器是一種結構簡單、適用於高懸浮固體原料的反應器。原料從底部進入消化器內,與消化器里的活性污泥接觸,使原料得到快速消化。未消化的生物質固體顆粒和沼氣發酵微生物靠自然沉降滯留於消化器內,上清液從消化器上部溢出,這樣可以得到比水力滯留期高得多的固體滯留期(SRT)和微生物滯留期(MRT),從而提高了固體有機物的分解率和消化器的效率。
首都師范大學利用USR進行了雞糞沼氣發酵研究,其進料濃度為TS=5%~6%,COD=42~55g/l,懸浮固體為45~55g/l,在35℃條件下,USR的負荷可達10kgCOD/m3•d,產氣率488m3/m3•d,CH4含量60%左右,COD去除率85%左右,SS去除率為6616%。據計算當HRT為5天時SRT為25天。
留民營雞糞污水中溫沼氣發酵工程、房山區琉璃河豬糞廢水沼氣發酵工程、房山區南韓繼和平谷縣南獨樂河豬糞廢水沼氣工程的厭氧消化器均採用USR工藝,運行穩定,效果較好。
3升流式厭氧污泥床(Upflow Anaerobic Sludge Bed,簡稱UASB)
UASB是由Lettinga等於1974~1978年研究成功的一項新工藝,是世界上發展最快的消化器。由於該消化器結構簡單,運行費用低,處理效率高而引起人們的普遍興趣。該消化器適用於處理可溶性廢水,要求較低的懸浮固體含量。北京環境科學院於1983年首先開展了利用UASB處理丙酮丁醇生產廢水的工藝研究,至今我國已對COD為300~500mg/l的生活污水,1000~2000mg/l啤酒廢水,3000~5000mg/l的屠宰廢水,8000~10000mg/l的豆製品廢水及30000~40000mg/l的酒醪濾液等進行了研究工作,並且多數已投產應用。該工藝將污泥的沉降與迴流置於一個裝置內,降低了造價。
該工藝的優點為:1除三相分離器外,消化器結構簡單,沒有攪拌裝置及供微生物附著的填料;2長的SRT和MRT使其達到了很高的負荷率;3顆粒污泥的形成,使微生物天然固定化,改善了微生物的環境條件,增加了工藝的穩定性;4出水的懸浮固體含量低。
缺點:1需要安裝三相分離器;2進水中只能含有低濃度的懸浮固體;3需要有效的布水器使其進料能均勻分布於消化器的底部;4當沖擊負荷或進料中懸浮固體含量升高,以及遇到過量有毒物質時,會引起污泥流失,要求較高的管理水平。
UASB是近年來在沼氣發酵工程中應用最多的工藝,多用於工業廢水和生活污水的厭氧消化。經過固液分離後的畜禽糞便污水也可以採用UASB進行厭氧消化處理。UASB工藝在工廠廢水處理中已得到廣泛應用。北京啤酒廠採用UASB工藝的厭氧消化工程已被國家環保局定為重點推廣項目。
4污泥床濾器(UBF)
它是將UASB和厭氧濾器結合為一體的厭氧消化器。其下部為污泥床,上部設置纖維填料。由於附著於纖維填料上的生物膜補充了污泥床上部微生物的不足,所以效益較高。但每