環(huán)保水圈PPT講技術(shù)1、第三代厭氧反應(yīng)器簡介2、EGSB反應(yīng)器3、IC反應(yīng)器4、UBF反應(yīng)器簡介5、ABR反應(yīng)器簡介第三代厭氧生物反應(yīng)器簡介微生物以顆粒污泥固定化方式存在于反應(yīng)器中，反應(yīng)器單位容積的生物量更高；能承受更高的水力負(fù)荷，并具有較高的有機(jī)污染物凈化效能；具有較大的較大徑比，一般在5-10以上；能力消耗小共同特點(diǎn)第三代厭氧生物反應(yīng)器簡介主要技術(shù)性能反應(yīng)器技術(shù)指標(biāo)EGSBICUBF反應(yīng)器高度/m12-1618-2412-14流速（包括回流）/（m/h）2.5-126-162-8回流比20-30020-3005-100微生物SS濃度/(g/L)50-10045-9240-85出水懸浮物SS濃度/(mg/L)10-6020-10010-45于20世紀(jì)90年代初由荷蘭Wageingen

的Lettinga等人率先開發(fā)的。其構(gòu)造與UASB反應(yīng)器有相似之處，可以分為進(jìn)水配水系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)、三相分離區(qū)和出水渠系統(tǒng)。與UASB反應(yīng)器不同之處是，EGSB反應(yīng)器設(shè)有專門的出水回流系統(tǒng)。E

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（厭氧膨脹顆粒污泥床）反應(yīng)器反應(yīng)器結(jié)構(gòu)EGSB反應(yīng)器中裝有一定量的顆粒污泥，當(dāng)有機(jī)廢水及其所產(chǎn)生的沼氣自下而上地流過顆粒污泥床層時，污泥床層與液體間會出現(xiàn)相對運(yùn)動，導(dǎo)致床層不同高度呈現(xiàn)出不同的工作狀態(tài)。當(dāng)廢水上升流速較低時，顆粒污泥相對，床層空隙率操持穩(wěn)定；當(dāng)流速達(dá)到一定數(shù)值時，床層空隙便開始增加，床層也相應(yīng)膨脹。當(dāng)上升流速超過臨界流速后，污泥顆粒呈懸浮狀態(tài)，顆粒床被流態(tài)化，再進(jìn)一步提高進(jìn)水流速到最大流化速度時，載體顆粒將產(chǎn)生大量的流失。E

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（厭氧膨脹顆粒污泥床）反應(yīng)器工作原理工作原理從顆粒污泥流態(tài)化的工作狀況可以看出EGSB反應(yīng)器的工作區(qū)為流態(tài)化的初期，即膨脹階段，進(jìn)水流速較低，一方面可保證進(jìn)水基質(zhì)與泥泥顆粒的充分接觸和混合，另一方面有利于減輕或消除靜態(tài)床（UASB）中常見的底部負(fù)荷過重的狀況，從而增加了反應(yīng)器對有機(jī)負(fù)荷、毒性物質(zhì)的承受能力。E

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（厭氧膨脹顆粒污泥床）反應(yīng)器顆粒污泥顆粒污泥的特性：EGSB工藝中顆粒污泥的沉降性能好，有效地減少了懸浮于消化液中的微生物

數(shù)量，避免了微生物隨消化液大量流失的可能性，保證了厭氧反應(yīng)器中高濃度活性污泥的滯留量，進(jìn)而為反應(yīng)器的高效、穩(wěn)定運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。E

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（厭氧膨脹顆粒污泥床）反應(yīng)器顆粒污泥的4個形成階段：①將細(xì)胞運(yùn)到惰性物質(zhì)或其他細(xì)胞（基底）的表面。②通過物理化學(xué)作用力可逆吸附于基底上。③通過微生物表面的鞭毛、纖毛或胞外多聚物將細(xì)胞吸附于基底上。④細(xì)胞的倍增和顆粒污泥的形成。E

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（厭氧膨脹顆粒污泥床）反應(yīng)器顆粒污泥結(jié)構(gòu)方面操作方面適宜范圍高徑比大，占地面積大大縮小；均勻布水，污泥床處于膨脹狀態(tài)，不易產(chǎn)生溝流和死角；三相分離器工作狀態(tài)和條件穩(wěn)定；反應(yīng)器啟動時間短，COD有機(jī)負(fù)荷率可以高達(dá)40kg/（m3·d），污泥不易流失；液體表面上升流速通常為2.5-6m/h，最高可達(dá)10m/h，液固混合狀態(tài)好；

反應(yīng)器設(shè)有出水回流系統(tǒng)，更適合于處理含有懸浮性固體和

物質(zhì)的廢水；進(jìn)水流速大，有利于污泥與廢水間充分混合、接觸、，因而在低溫、處理低濃度有機(jī)廢水時有明顯優(yōu)勢；以顆粒污泥接種，顆粒污泥活性高，沉降性能好，粒徑較大，強(qiáng)度較好；適合處理中低濃度的有機(jī)廢水；對難降解有機(jī)物、大分子脂肪酸類化合物、低溫、低基質(zhì)濃度、高含鹽量、高懸浮性固體的廢水有相當(dāng)好的適應(yīng)性；E

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（厭氧膨脹顆粒污泥床）反應(yīng)器工藝特點(diǎn)E

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（厭氧膨脹顆粒污泥床）反應(yīng)器工程應(yīng)用20世紀(jì)90年代荷蘭Biothane

System公司推出了一系列工業(yè)規(guī)模的EGSB反應(yīng)器，應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)涉及啤酒、食品、化工等行業(yè)。實際運(yùn)行表明，EGSB反應(yīng)器的處理能力可達(dá)到UASB的2-5倍。IC

厭氧反應(yīng)器IC厭氧反應(yīng)器是20世紀(jì)80年代中期由荷蘭PAQUES公司推出的。目前，該工藝已經(jīng)成功地應(yīng)用于啤酒、造紙及食品加工等行業(yè)的生產(chǎn)污水處理中，由于其處理容量高、投資少、占地省和運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)引起了各國水處理

的矚目，被稱為第三代厭氧生化反應(yīng)器的代表工藝之一。IC反應(yīng)器基本構(gòu)造

，它相似由2層UASB反應(yīng)器串聯(lián)而成。按功能劃分，反應(yīng)器由下而上共分為5個區(qū)：混合區(qū)、第1厭氧區(qū)、第2厭氧區(qū)、沉淀區(qū)和氣液分離區(qū)。反應(yīng)器結(jié)構(gòu)IC

厭氧反應(yīng)器混合區(qū)：反應(yīng)器底部進(jìn)水、顆粒污泥和氣液分離區(qū)回流的泥水混合物有效地在此區(qū)混合。第1厭氧區(qū)：混合區(qū)形成的泥水混合物進(jìn)入該區(qū)，在高濃度污泥作用下，大部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣。混合液上升流和沼氣的劇烈擾動使該反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥呈膨脹和流化狀態(tài)，加強(qiáng)了泥水表面接觸，污泥由此而保持著高的活性。隨著沼氣產(chǎn)量的增多，一部分泥水混合物被沼氣提升至頂部的氣液分離區(qū)。氣液分離區(qū)：被提升的混合物中的沼氣在此與泥水分離并導(dǎo)出處理系統(tǒng)，泥水混合物則沿著回流管返回到最下端的混合區(qū)，與反應(yīng)器底部的污泥和進(jìn)水充分混合，實現(xiàn)了混合液的

循環(huán)。反應(yīng)器結(jié)構(gòu)IC

厭氧反應(yīng)器第2厭氧區(qū)：經(jīng)第1厭氧區(qū)處理后的廢水，除一部分被沼氣提升外，其余的都通過三相分離器進(jìn)入第2厭氧區(qū)。該區(qū)污泥濃度較低，且廢水中大部分有機(jī)物已在第1厭氧區(qū)被降解，因此沼氣產(chǎn)生量較少。沼氣通過沼氣管導(dǎo)入氣液分離區(qū)，對第2厭氧區(qū)的擾動很小，這為污泥的停留提供了有利條件。沉淀區(qū)：第2厭氧區(qū)的泥水混合物在沉淀區(qū)進(jìn)行固液分離，上清液由出水管排走，沉淀的顆粒污泥返回第2厭氧區(qū)污泥床。反應(yīng)器結(jié)構(gòu)顆粒污泥顆粒污泥的物理性質(zhì)：IC反應(yīng)器顆粒的平均直徑在0.66～0.87mm，略大于UASB反應(yīng)器顆粒的平均直徑0.51～0.83mm；IC反應(yīng)器最大顆粒直徑為3.14～3.57mm，UASB反應(yīng)器顆粒的最大直徑3.38～3.43mm；IC反應(yīng)器顆粒密度為1.041～1.057g/cm3，與UASB反應(yīng)器顆粒的密度1.039～1.065g/cm3較為接近。IC反應(yīng)器顆粒相對剪切強(qiáng)度比UASB顆粒的強(qiáng)度差，如以UASB顆粒的相對強(qiáng)度為100%，則IC顆粒為32%～53%，這是由于IC反應(yīng)器的污泥負(fù)荷率大大高于UASB反應(yīng)器的污泥負(fù)荷率之故。IC顆粒污泥的灰分占0.13～0.15，低于UASB顆粒污泥的灰分0.2～0.26，這說明IC顆粒污泥中有機(jī)成分含量更高，污泥的活性更高。IC

厭氧反應(yīng)器顆粒污泥顆粒大小分布：有研究

比較了IC反應(yīng)器與UASB反應(yīng)器污泥樣品顆粒大小尺寸的分布，比較的結(jié)果表明，IC反應(yīng)器顆粒尺寸較粗和分布較寬，這是由于IC反應(yīng)器升流速度較大，使細(xì)小顆粒更易于被沖刷從而反應(yīng)器內(nèi)小顆粒比例減小，而留在反應(yīng)器內(nèi)的顆粒獲得更充分的營養(yǎng)，在長期滯留情況下顆粒長得更大，因此IC反應(yīng)器內(nèi)顆粒大小的分布范圍比UASB反應(yīng)器更寬。顆粒沉降速率：UASB和IC反應(yīng)器內(nèi)顆粒的沉降速度一般都高于液體升流速度。IC顆粒（粒徑<0.5mm）的沉降速度僅略高于液體的升流速度（2.6mm/s）。在IC反應(yīng)器的第二反應(yīng)室，由于氣體負(fù)荷率較低，創(chuàng)造了一個較為平穩(wěn)的沉淀條件，有利于細(xì)小顆粒的滯留。污泥的活性：IC反應(yīng)器污泥的活性遠(yuǎn)高于UASB反應(yīng)器的污泥活性。這是由于IC反應(yīng)器的污泥顆粒完全趨于流化狀態(tài)，傳質(zhì)的限制因素小，

UASB反應(yīng)器污泥床局部地方的污泥濃度很高，甚至存在死區(qū)，傳質(zhì)受到一定限制。因此，IC反應(yīng)器的平均污泥去除負(fù)荷率遠(yuǎn)高于UASB反應(yīng)器的污泥去除負(fù)荷率。IC

厭氧反應(yīng)器工藝特點(diǎn)容積負(fù)荷高：IC反應(yīng)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(jìn)水有機(jī)負(fù)荷可超過普通厭氧反應(yīng)器的3倍以上。IC

厭氧反應(yīng)器節(jié)省投資和占地面積：IC反應(yīng)器容積負(fù)荷率高出普通UASB反應(yīng)器3倍左右，其體積相當(dāng)于普通反應(yīng)器的1/4~1/3左右，大大降低了反應(yīng)器的基建投資。而且IC反應(yīng)器高徑比很大（一般為4~8），所以占地面積特別省，非常適合用地緊張的工礦企業(yè)。抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)：處理低濃度廢水（COD=2000~3000mg/L）時，反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水量的2~3倍；處理高濃度廢水（COD=10000~15000mg/L）時，內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水量的10~20倍[5]。大量的循環(huán)水和進(jìn)水充分混合，使原水中的有害物質(zhì)得到充分稀釋，大大降低了毒物對厭氧消化過程的影響。工藝特點(diǎn)抗低溫能力強(qiáng)：溫度對厭氧消化的影響主要是對消化速率的影響。IC反應(yīng)器由于器厭氧消化可在常溫條件（20~25

℃）下進(jìn)行，這樣減少了消化保溫的的微生物，溫度對厭氧消化的影響變得不再顯著和嚴(yán)重。通常IC反應(yīng)，節(jié)省了能量。具有緩沖pH的能力：內(nèi)循環(huán)流量相當(dāng)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(yīng)器內(nèi)pH保持最佳狀態(tài)，同時還可減少進(jìn)水的投堿量。IC

厭氧反應(yīng)器自動循環(huán)，不必外加動力：普通厭氧反應(yīng)器的回流是通過外部加壓實現(xiàn)的，而IC反應(yīng)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)，不必設(shè)泵強(qiáng)制循環(huán)，節(jié)省了動力消耗。工藝特點(diǎn)出水穩(wěn)定性好：利用二級UASB串聯(lián)分級厭氧處理，可以補(bǔ)償厭氧過程中K

s高產(chǎn)生的不利影響。Van

Lier在1994年證明，反應(yīng)器分級會降低出水VFA濃度，延長生物停留時間，使反應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定。啟動周期短：IC反應(yīng)器內(nèi)污泥活性高，生物增殖快，為反應(yīng)器快速啟動提供有利條件。IC反應(yīng)器啟動周期一般為1～2個月，而普通UASB啟動周期長達(dá)4～6個月。IC

厭氧反應(yīng)器沼氣利用價值高：反應(yīng)器產(chǎn)生的生物氣純度高，CH4為70％～80％，CO2為20％～30％，其它有機(jī)物為1％～5％，可作為加以利用。工程應(yīng)用IC

厭氧反應(yīng)器IC處理技術(shù)從問世以來已成功應(yīng)用于土豆加工、啤酒、檸檬酸和造紙等廢水處理中。1985年荷蘭首次應(yīng)用IC反應(yīng)器處理土豆加工廢水，容積負(fù)荷（以COD計）高達(dá)35～50kg/(m3?d)，停留時間4～6

h；而處理同類廢水的UASB反應(yīng)器容積負(fù)荷僅有10～15

kg/(m3.d)，停留時間長達(dá)十幾到幾十個小時。在國內(nèi)沈陽、

率先采用了IC厭氧工藝處理啤酒廢水，進(jìn)水COD一般在5000mg/L以上，pH5.0左右，容積負(fù)荷（以COD計）可達(dá)30

kg/(m3?d)，出水COD基本在1000mg/L以下，且每千克COD產(chǎn)沼氣0.42m3。1996年IC反應(yīng)器首次應(yīng)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IC反應(yīng)器23個。PAQUES公司在

省內(nèi)造紙行業(yè)應(yīng)用IC反應(yīng)器。U

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厭氧反應(yīng)器上流式污泥床過濾器UBF反應(yīng)器是由上流式污泥床（UASB）和厭氧濾器（AF）構(gòu)成的復(fù)合式反應(yīng)器。反應(yīng)器的下面是高濃度顆粒污泥組成的污泥

部是填料及其附著的生物膜組成的濾料層。UBF系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)器上部空間所架設(shè)的填料，不但在其表面生長微生物，而且在其空隙截留懸浮微生物，利用原有的無效容積增加了生物總量，防止生物量的突然洗出，且由于填料的存在，夾帶污泥的氣泡在上升過程中與之碰撞，加速了污泥與氣泡的分離