2013年環(huán)保工程師考前輔導(dǎo)6

　　厭氧生物處理反應(yīng)器

　　1.厭氧接觸法

　　普通消化池具有不能保留或補(bǔ)充厭氧活性污泥的缺點(diǎn)，為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，在消化池后設(shè)沉淀池，將沉淀污水回流至消化　　池，形成了厭氧接觸法。在機(jī)械或水力或壓縮沼氣的攪拌下，消化池內(nèi)呈完全混合狀態(tài)。該系統(tǒng)既使污泥不流失、出水水質(zhì)穩(wěn)定，又可提高消化池內(nèi)污泥濃度，從而提高了設(shè)備的有機(jī)負(fù)荷和處理效率。然而，從消化池排出的混合液在沉淀池中進(jìn)行固液分離有一定的困難。為了提高沉淀池中混合液的固液分離效果，要進(jìn)行脫氣，沉淀采用較多的是真空脫氣裝置。

　　厭氧接觸法具有如下特點(diǎn)：

　　⑴耐沖擊能力強(qiáng);⑵消化池的容積負(fù)荷較普通消化池大大縮短;⑶可以直接處理懸浮固體含量較高或顆粒較大的料液;⑷出水的水質(zhì)好，但需增加沉淀池、污泥回流和脫氣設(shè)備;⑸混合液難于在沉淀池中進(jìn)行固液分離，污泥中脫氣不徹底。

　　2.兩相厭氧消化工藝

　　兩相厭氧消化工藝實(shí)現(xiàn)了生物相的分離，使產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相成為兩個(gè)獨(dú)立的處理單元以便于分別調(diào)控，確保發(fā)揮兩大類微生物各自優(yōu)勢(shì)所需的條件，大幅度提高了廢水處理能力和反應(yīng)器的運(yùn)行穩(wěn)定性，又進(jìn)一步提高了厭氧法處理廢水的能力和范圍。兩相厭氧消化工藝的主要特征是：⑴產(chǎn)酸相反應(yīng)器可以在高的負(fù)荷下運(yùn)行，產(chǎn)甲烷相反應(yīng)器也在最佳的工作狀態(tài)下運(yùn)行，兩相厭氧工藝總體負(fù)荷比單相工藝有明顯提高。⑵兩相厭氧消化工藝運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定，承受沖擊負(fù)荷的能力強(qiáng)。⑶當(dāng)污水中含有大量硫酸鹽等抑制物時(shí)，可以通過在兩相反應(yīng)器中間增設(shè)硫化氫等有害物質(zhì)脫除裝置，降低產(chǎn)甲烷菌受抑制的程度。⑷工藝系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜。

　　3.厭氧生物濾池

　　厭氧生物濾池的構(gòu)造類似于一般的生物濾池，池內(nèi)放置濾料，但池頂密封，產(chǎn)生的沼氣聚焦在池頂部罩內(nèi)，并從頂部引出。處理水所挾帶的生物膜，一般在濾后高沉淀池分離。按水流方向，厭氧生物濾池可分為升流式、降流式和升流式混合型。

　　填料是厭氧生物濾池的主要部分，其選擇對(duì)濾池的運(yùn)行有著重要的影響，影響因素主要有材質(zhì)、粒度、表面性質(zhì)、比表面積和空隙率等。工程中，設(shè)計(jì)的填料堆積高度一般控制在2m左右。升流式厭氧生物濾池中，生物量除大部分以生物膜的形式附在濾料表面，還有少部分以厭氧活性污泥的形式存在于濾料間隙中，其生物總量比降流式高，因此效率高，但是升流式厭氧生物濾池底部易于堵塞，污泥濃度沿深度分布不均，而降流式堵塞則較輕。厭氧生物濾池的主要優(yōu)點(diǎn)是：微生物濃度較高，因此能承受較高的有機(jī)負(fù)荷及沖擊負(fù)荷，不需攪拌和回流污泥，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，能耗低，啟動(dòng)時(shí)間短，泥齡長(zhǎng)，水力停留時(shí)間較短，反應(yīng)器的體積小。

　　4.升流式厭氧污泥床反應(yīng)器

　　簡(jiǎn)稱UASB反應(yīng)器，是一種懸浮生長(zhǎng)型的消化器，由反應(yīng)區(qū)、沉淀區(qū)和氣室三部分組成。在反應(yīng)器底部是濃度較高的污泥層，稱為污泥床，在污泥床上部是濃度較低的懸浮污泥層，通常把污泥層和懸浮層稱為反應(yīng)區(qū)，在反應(yīng)區(qū)上部設(shè)有氣、液、固三相分離器。

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　　污泥床位于整個(gè)反應(yīng)器的底部，污泥床內(nèi)具有很高的污泥生物量，由于污泥層中的污泥量比懸浮層大，底物濃度高，酶的活性也高，有機(jī)物的代謝速度較快，因此，大部分有機(jī)物在污泥層被去除。

　　⑵污泥懸浮層

　　污泥懸浮層位于污泥床的上部，由高度絮凝的污泥組成，一般為非顆粒狀污泥，其沉速要明顯小于顆粒污泥的沉速，靠來自污泥床中上升的氣泡使此層污泥得到良好的混合。這一層污泥擔(dān)負(fù)著整個(gè)反應(yīng)器有機(jī)物降解量的10%～30%左右。

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　　位于反應(yīng)器的頂部，作用是使得由于水流的挾帶作用而隨上升水流進(jìn)入出水區(qū)的固體顆粒在沉淀區(qū)沉淀下來，并沿沉淀區(qū)底部的斜壁滑下而重新回到反應(yīng)區(qū)內(nèi)，以保證反應(yīng)器中的污泥不至于流失，保證了污泥床中污泥的濃度。

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　　一般設(shè)在沉淀區(qū)的下部，但有時(shí)也可將其設(shè)在反應(yīng)器的頂部，其主要作用是將氣、固、液三相加以分離，將沼氣引入集氣室，將處理出水引入出水區(qū)，將固體顆粒導(dǎo)入反應(yīng)區(qū)。

　　升流式厭氧污泥床的混合是靠上流的水流和消化過程中產(chǎn)生的沼氣氣泡來完成的。因此，一般采用多點(diǎn)進(jìn)水，使進(jìn)水較均勻地分布在污泥床的斷面上。常采用穿孔管布水和脈沖進(jìn)水。

　　該反應(yīng)器的特點(diǎn)是：⑴反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高;⑵有機(jī)負(fù)荷高，水力停留時(shí)間短，中溫消化;⑶反應(yīng)器內(nèi)設(shè)三相分離器，一般無污泥回流設(shè)備;⑷無混合攪拌設(shè)備;⑸污泥床內(nèi)不填載體，節(jié)省造價(jià)。缺點(diǎn)：反應(yīng)器內(nèi)有短流的現(xiàn)象，影響處理能力，運(yùn)行啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)水質(zhì)和負(fù)荷突然變化比較敏感。

　　5.厭氧膨脹顆粒污泥床

　　是對(duì)UASB反應(yīng)器的改進(jìn)，運(yùn)行中維持高的上升流速，因此反應(yīng)器中的顆粒污泥處于膨脹懸浮狀態(tài)，從而保證了進(jìn)水與污泥顆粒的充分接觸，運(yùn)行效果較好。該反應(yīng)器常采用較大的高徑比和回流比，其中高徑比可達(dá)20以上。

　　厭氧膨脹顆粒污泥床具有以下特征：⑴具有出水回流系統(tǒng)，對(duì)于超高濃度或含有難降解或有毒有機(jī)物的廢水，出水回流可以稀釋進(jìn)水有機(jī)物的濃度，降低難降解有機(jī)物或有毒有機(jī)物對(duì)微生物的抑制;⑵在高負(fù)荷條件下能取得較好的處理效果;⑶反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥粒徑大，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng);⑷混合程度高，可有效地解決短流和反應(yīng)死角的問題;⑸占地面積小。

　　6.厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器

　　構(gòu)造上由第一反應(yīng)室和第二反應(yīng)室疊加而成，如同兩個(gè)UASB反應(yīng)器的上下重疊串聯(lián)。進(jìn)水由反應(yīng)器底部進(jìn)入第一反應(yīng)室，與厭氧顆粒污泥均勻混合。大部分有機(jī)物在這里被轉(zhuǎn)化成沼氣，并且被第一反應(yīng)室的集氣罩收集進(jìn)入升流管，使升流管內(nèi)的液體持氣率增加，密度降低，在管內(nèi)外液體形成的密度差的作用下，第一反應(yīng)室的混合液升至反應(yīng)器頂?shù)臍庖悍蛛x器，被分離出的沼氣從氣液分離器頂部的導(dǎo)管排走，分離出的泥水混合液同樣在液體密度差作用下，沿著回流管返回到第一反應(yīng)室的底部。經(jīng)過第一反應(yīng)室處理過的廢水，會(huì)自動(dòng)地進(jìn)入第二反應(yīng)室，廢水中的剩余有機(jī)物可被第二反應(yīng)室內(nèi)的厭氧顆粒污泥進(jìn)一步降解，使廢水得到更好的凈化;產(chǎn)生的沼氣由第二反應(yīng)室的集氣罩收集，通過集氣管進(jìn)入氣液分離器，泥水混合液在沉淀區(qū)進(jìn)行固液分離，上清液由出水管排走，沉淀的顆粒污泥可自動(dòng)返回第二反應(yīng)室，這樣污水就完成了處理過程。

　　該反應(yīng)器的主要特征是：⑴反應(yīng)器具有很高的容積負(fù)荷率;⑵占地面積省，可降低基建投資;⑶耐沖擊負(fù)荷;⑷處理的穩(wěn)定性好，出水的水質(zhì)較好。

　　7.厭氧膨脹床和厭氧流化床

　　兩種裝置都是填有比表面積很大的惰性載體顆粒的厭氧生物處理反應(yīng)器，待處理廢水從反應(yīng)器的底部進(jìn)入，向上流動(dòng)，床內(nèi)載體附著生長(zhǎng)的微生物與進(jìn)水混合進(jìn)行生化反應(yīng)，處理后的水由上部排出。為了保證填料的流化狀態(tài)，厭氧膨脹床或厭氧流化床的一部分出水回流，以提高床內(nèi)水流的上升速度，使載體顆粒在整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)均勻分布，增強(qiáng)傳質(zhì)效果。厭氧膨脹床床體內(nèi)載體在運(yùn)行中略有松動(dòng)，載體間孔隙增加但保持互相接觸，當(dāng)床體內(nèi)上升流速增大到可以使得載體在床內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)時(shí)，即為厭氧流化床。

　　工藝特點(diǎn)是：⑴可以承受較大的有機(jī)負(fù)荷，水力停留時(shí)間短，耐沖擊負(fù)荷，運(yùn)行穩(wěn)定。⑵顆粒載體處于流化狀態(tài)，可以消除反應(yīng)死角和固定床中常產(chǎn)生的溝流、堵塞等問題。⑶不需要回流污泥，泥齡長(zhǎng)，剩余污泥量少。⑷適用的處理對(duì)象廣。⑸能耗較高，系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行管理要求高。水解酸化-好氧生物處理工藝和厭氧消化設(shè)備的運(yùn)行管理。

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