營口市IC厭氧反應器選型

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厭氧生物處理的主要特點些?

⑴ 能耗較：因為厭氧生物處理不需要供氧，能消耗約為好氧活性污泥法的1/10，還能產(chǎn)生具較高熱值的甲烷氣(CH4)。每去除1gCODcr可以產(chǎn)生0.35規(guī)準升甲烷或0.7規(guī)準升沼氣。沼氣的熱值為22.7KJ/L,甲烷的熱值為39300KJ/m3，一般天然氣的熱值為34300KJ/m3 。

⑵ 污泥產(chǎn)量：因為厭氧微生物的增殖速率比好氧微生物得多，好氧生物處理系統(tǒng)每處理1kgCODcr產(chǎn)生的污泥量為0.25～0.6kg，而厭氧生物處理系統(tǒng)每處理1kgCODcr產(chǎn)生的污泥量只0.02～0.18kg。

⑶可對好氧生物處理系統(tǒng)不能降解的一些大分子機物進行*降解或部分降解。

⑷ 厭氧微生物對溫度、PH等環(huán)境因素的變化更為敏感，運行管理好厭氧生物處理系統(tǒng)的難度較大。

⑸ 水溫適應廣：好氧處理水溫在10～35℃之間，當高溫時就需采取降溫措施;而厭氧處理水溫適應，分溫厭氧(10～30℃)、中溫厭氧(30～40℃)和高溫厭氧(50～60℃)。

   IC運行溫度的設計完和UASB一樣，在調(diào)試運行上和UASB區(qū)別不大，只是在剛進水調(diào)試時盡可能采用水力負荷高些，然后逐步交互提升水力、機負荷，盡可能在負荷提升過程中一反應室上升流速大于10m/小時，但大水力負荷應控制在20m/小時以下，這樣即一反應室污泥床的傳質(zhì)效果，也避免污泥流失．冬季進水管道及反應器要保溫，因為厭氧菌對溫度波動敏感，對負荷波動適應要相對好的多．其實IC的調(diào)試比UASB要好調(diào)的多，能調(diào)試好UASB的，應該調(diào)試好IC沒太大問題．不是因為上升流速大，會不好控制而延長調(diào)試周期．IC它對進水水質(zhì)的要求僅是相對穩(wěn)定就行，它要求高的上升流速僅是滿足一反應室污泥床處于膨化狀態(tài)，加大傳質(zhì)效果，IC的高度較高，你不必太擔心會污泥流失，因為內(nèi)部它兩層三相分離，更何況一反應室產(chǎn)氣量較大，絕大部分沼氣被一反應室分離收集提升到部的氣水分離氣進行氣與泥水的分離．二反應室氣量少泥水更易分離沉降．若接種顆粒污泥基本一個月便可達到設計負荷是沒問題的，絮狀污泥可能需三到五個月．

厭氧處理生活污水時的參考設計數(shù)據(jù)

具體思想如下

1、假定條件

a、厭氧處理該污水過程中主要受溫度、傳質(zhì)速率、基質(zhì)濃度以及微量元素的影響；b、微量元素可以通過外界條件的干預給予補充；c、反應器為一體化反應器；d、產(chǎn)甲烷單元反應也近似遵循莫諾方程。

2、模型總體方程

Kst－溫度響應半反應速率常數(shù) mg/l

Ksv－傳質(zhì)速率半反應速率常數(shù) mg/l

K－修正系數(shù)

   在上式中，Kst針對不同的廢水是可以確定的，Ksv對不同的反應器差別比較大，我們可以通過外界干預給以降到一固定值偏差不大的范圍內(nèi)，比如通過強制攪拌或是提高反應器的高徑比，出水回流都是比較好的解決辦法。

3、通過眾多的工程實例以及文獻報道，初步確定Kst在15攝氏度時針對生活污水值為3200mg/l左右。Ksv在攪拌足夠的情況下15攝氏度時針對生活污水值為532mg/l。K值在重慶地區(qū)可以取0.85，μmax按照碳水化合物可取5KgCOD/KgMLSS.d，這樣針對進水濃度為300mg/l的生活污水大反應速率為：

μ1=5KgCOD/KgMLSS.d×（300/（3200+300））×（300/（532+300））×0.85

=0.132 KgCOD/KgMLSS.d

4、在一體式反應器中由于出水濃度很，導致總體反應速率降，但對于幾種厭氧反應器（括UASB、EGSB、IC內(nèi)循環(huán)反應器、流化床、上流式厭氧生物濾池）可以假設其為推流式厭氧反應器，濃度隨反應器高度的增加均勻的減少，即反應器中的濃度分布與高度成反比。這樣我們可以通過設定的出水濃度計算一個反應器反應速率，后取平均值就得到整個反應器的平均反應速率。

同樣根據(jù)前面的莫諾模型，得出出水COD=80mg/l的厭氧反應速率：

μ2=5KgCOD/KgMLSS.d×（80/（3200+80））×（80/（532+80））×0.85

=0.014 KgCOD/KgMLSS.d

所以反應器的平均反應速率為

μ=（μ1+μ2）/2=0.073 KgCOD/KgMLSS.d

   如果我們能夠在反應器內(nèi)保持穩(wěn)定的污泥濃度為20KgMLSS/m3，則整個反應器的容積反應速率為FV=0.073 KgCOD/KgMLSS.d×20KgMLSS/m3

=1.46 KgCOD/m3.d

5、在實際反應器的設計時，需要考慮污泥、氣體、液體分離的容積，反應部分容積只占整個反應器容積的40%，這樣實際整個反應器設計平均負荷變?yōu)椋?/span>

FV‘=1.46 KgCOD/m3.d×0.4=0.99 KgCOD/m3.d

核算停留時間為：HRT=7.5h

中試與工程應注意的問題

   通過上述實驗室里理論的研究和推斷，采用厭氧反應器處理城市污水完是可行的。在中試和工程設計中，我們應該從上述分析角度出發(fā)，厭氧系統(tǒng)，以下措施是必要的：

1、在反應器的形式上考慮推流式的活塞反應器；

2、為了減少濃度時，基質(zhì)傳質(zhì)速率（括液相中的機物向菌膠團或顆粒污泥傳質(zhì)以及細胞壁外向細胞壁內(nèi)傳質(zhì)）對整個反應速率的影響，在反應器底部投加一定數(shù)量的活性炭作為載體是非常必要的，但考慮到沼氣和布水的影響，投加數(shù)量不宜過多，初步考慮為40g/L顆粒狀活性炭；

3、建議在反應器的上部設置氣、水、固三相分離系統(tǒng)；

4、設置一套的出水回流系統(tǒng)，并可以調(diào)節(jié)回流量，用儀表顯示并控制；

5、出水設置MLSS濃度計加以監(jiān)測，隨時了解反應器的污泥情況；

6、在反應器的底部、中部、部設置堿度監(jiān)測系統(tǒng)，隨時監(jiān)測反應器內(nèi)的生物反應條件；

7、設置一套啟動用的營養(yǎng)物質(zhì)和微量元素添加系統(tǒng)是十分必要的；

8、設置溫度傳感器，了解原水水溫的變化對反應器的沖擊影響；

9、進水設置流量傳感器和機物在線監(jiān)測儀器，并通過程序加以顯示到控制室中，隨時計算進水污泥負荷以及上升流速；

10、必要的預處理措施，比如除渣處理措施；

11、在北方的廢水處理系統(tǒng)，反應器建議修建在室內(nèi)或采取嚴密的保溫措施；

12、其他必要的輔助系統(tǒng)，如消除泥水界面泥渣層的噴淋系統(tǒng)。

營口市IC厭氧反應器選型

結論

   通過對厭氧微生物處理污水的機理研究得出，厭氧在常溫狀態(tài)下處理城市污水是可能的，我們在實際中由于種種非生物本身反應的原因而錯過了利用厭氧處理城市污水的機會，并且在外已經(jīng)了成功的厭氧處理城市污水的情況，出水COD<40mg/l。完能滿足機物排放規(guī)準，如果加上簡短脫硝曝氣工藝（在去除了BOD后，只需要1.5H的時間就可以進行NH3-N到NO-N的轉(zhuǎn)化），就是一個非常適合情的濃度廢水處理工藝，但在設計中，應詳細認真的作出設計前的調(diào)查和設計后的啟動工作。

適用范圍

   IC厭氧反應器是一種的多級內(nèi)循環(huán)反應器，為三代厭氧反應器的代表類型(UASB為二代厭氧反應器的代表類型)，與二代厭氧反應器相比，它具占地少、機負荷高、抗沖擊能力更強，性能更穩(wěn)定、操作管理更簡單。當COD為10000-15000mg/1時的高濃度機廢水;二代UASB反應器一般容積負荷為5-8kgCOD/m3;三代AIC厭氧反應器容積負荷率可達15-30kgCOD/m3。IC厭氧反應器適用于機高濃度廢水，如，玉米淀粉廢水、檸檬酸廢水、啤酒廢水、土豆廢水、酒精廢水。

發(fā)展歷程

   在相當長的一段時間內(nèi)，厭氧消化在理論、技術和上遠遠落后于好氧生物處理的發(fā)展。20世紀60年代以來，能短缺問題日益突出，這促使人們對厭氧消化工藝進行重新認識，對處理工藝和反應器結構的設計以及甲烷回收進行了大量研究，使得厭氧消化技術的理論和實踐都了很大進步，并得到。厭氧消化具下列特點：需攪拌和供氧，動力消耗少；能產(chǎn)生大量含甲烷的沼氣，是很好的能物質(zhì)，可用于發(fā)電和庭燃氣；可高濃度進水，保持高污泥濃度，所以其溶劑機負荷達到規(guī)準仍需要進一步處理；初次啟動時間長；對溫度要求較高；對毒物影響較敏感；遭破壞后，恢復期較長。污水厭氧生物處理工藝按微生物的凝聚形態(tài)可分為厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法。厭氧活性污泥法括普通消化池、厭氧接觸消化池、升流式厭氧污泥床（upflow anaerobic sludge blanket,UASB）、厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）等；厭氧生物膜法括厭氧生物濾池、厭氧流化床和厭氧生物轉(zhuǎn)盤。

技術機理

   厭氧生物處理技術在水處理行業(yè)中一直都受到工作者們的青睞，由于其具良好的去除效果，更高的反應速率和對毒性物質(zhì)更好的適應，更重要的是由于其相對好氧生物處理廢水來說不需要為氧的傳遞提供大量的能耗，使得厭氧生物處理在水處理行業(yè)中十分。

   但由于總體反應式基于莫諾方程的厭氧處理受到濃度廢水Ks的限制，所以厭氧在處理濃度廢水方面沒太大的空間，可近的一些報道和試驗表明，厭氧如果提供合適的外部條件，在處理濃度廢水方面仍然非常高的處理效果。厭氧反應四個階段

   一般來說，廢水中復雜機物物料比較多，通過厭氧分解分四個階段加以降解：

（1）水解階段：高分子機物由于其大分子體積，不能直接通過厭氧菌的細胞壁，需要在微生物體外通過胞外酶加以分解成小分子。廢水中的機物質(zhì)比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被分解成短肽和氨基酸。分解后的這些小分子能夠通過細胞壁進入到細胞的體內(nèi)進行下一步的分解。

（2）酸化階段：上述的小分子機物進入到細胞體內(nèi)轉(zhuǎn)化成更為簡單的化合物并被分配到細胞外，這一階段的主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸（VFA），同時還部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等產(chǎn)物產(chǎn)生。

（3）產(chǎn)乙酸階段：在此階段，上一步的產(chǎn)物進一步被轉(zhuǎn)化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細胞物質(zhì)。

（4）產(chǎn)甲烷階段：在這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇都被轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳和新的細胞物質(zhì)。這一階段也是整個厭氧過程為重要的階段和整個厭氧反應過程的限速階段。