广义升流式污泥床反应器与相分离反应器的开发与应用论文

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1、广义升流式污泥床反应器与相分离反应器的开发与应用论文.freelm，以避免上升气泡进入沉淀室；⑤在出水堰之间应该设置浮渣挡板。1.2污泥颗粒化高速率厌氧生物处理系统，必须满足两个基本条件，一是能够保持大量的厌氧活性污泥，二是使进入废水和保持的污泥之间充分接触。在成功运转的UASB反应器中，厌氧污泥往往形成颗粒状结构，颗粒污泥的存在大大改善了污泥的沉降性能，提高了厌氧微生物的浓度，因此满足高效反应器的第一个条件。同时向上流的水流方式，在此过程中形成的污水与污泥的接触以及产生沼气的扰动，更加促进了废水与污泥之间的

2、充分接触，从而满足了上述的第二个条件。这使得传统厌氧工艺的处理时间从几十天缩短为一天甚至几小时。有机负荷从几千克提高到几十千克，使反应效率提高几倍乃至上百倍。Lettinga等人2认为，UASB系统的选择压是颗粒化的重要因素，选择压来源于系统的水力负荷(上升流速)，另外是沼气负荷。在UASB反应器内逐渐增加的选择压，使得松散的沉降性能差的污泥颗粒被冲出系统，而沉降性能较好的附着和相互附着生长的絮体被保持在反应器中。逐渐淘汰的结果使得沉降性能良好的细菌絮凝体得到不断地发展，最终形成直径约0.3～2mm的厌氧颗粒

3、污泥。厌氧颗粒污泥主要有三种类型:杆型颗粒、由疏松的纤丝状细菌所形成的球形团粒和致密球形颗粒。虽然，颗粒污泥的形成尚未完全认识，但是UASB反应器结构型式所造成的流态特点，无疑是最重要的因素之一。事实上，微生物的自固定化是带有普遍意义的现象，在脱氮工艺、好氧SBR工艺、流化床反应器和利用硫细菌的工艺中3，都曾有微生物自固定化形成高微生物群体的颗粒污泥报道。在多级升流式生物反应器(MRB)的研究中3，利用厌氧细菌(硫酸盐还原菌)和微氧菌(硫的氧化菌)的共生关系同样产生了颗粒污泥。污水中的有机物渗透进入颗粒污泥内

4、部，被厌氧菌转化为有机酸，然后被硫酸盐还原菌所利用。虽然供氧十分有限，但是在颗粒污泥表层的硫氧化菌仍然可以竞争获取到溶解氧。2升流式好氧污泥床反应器笔者根据UASB反应器的成功经验，将其概念推广到好氧处理领域。在厌氧后处理中采用的微需氧升流式(MUSB)污泥床工艺4，完全利用实验室的UASB反应器在好氧条件下运行，水力停留时间为1.0h(图2)，进水被引入反应器的底部，通过水力混合和最低程度的曝气(气水比为1∶1)使污泥床保持悬浮并处于微氧条件。MUSB系统运行的实验结果列于表1。实验发现，虽然升流速度超过2

5、.0m/h，但建立的活性污泥层很好地保持在反应器内，培养的微需氧污泥沉淀性能良好，MUSB反应器还可承受由于更强的曝气或水力条件引起高上升流速或更强的扰动。因此，升流式污泥床的概念原则上也可以应用于微需氧系统和好氧处理。3好氧相分离流化床反应器的应用3.1构造和原理好氧相分离反应器(简称相分离反应器)的命名，主要是从与UASB反应器具有共同的三相分离器这一特征考虑。如果根据这一原则分类，还包括厌氧与好氧流化床反应器，这样的分类在一定程度上反映了这类反应器的共性，被称为反应器或三相内循环流化床或者CIRCOX等

6、商品名，但这并不能反映反应器本质特性。相分离反应器是由以下各个部分组成:曝气区、升流区、降流区和气、固、液三相分离器(图3)。其工作原理为:通过底部曝气头曝气，造成升流区与降流区之间出现一定的密度差，进而推动液体(包括载体)在升流区与降流区间循环流动。大多数载体进行循环流化，少数载体随气泡上升至分离器，气体在此得到释放。分离器的工作和设计原理与厌氧三相分离器是一致的，但是不用回收释放的气体。随着气体释放，分离固体颗粒得以沉淀进入到降流区，继续参与循环流动。分离后的液体从出水堰流出。相分离反应器不仅具有一般好氧

7、流化床的特点，还兼有:①流化性能好，反应器处于完全混合状态:反应器内大部分载体都参与循环流动，因此不存在床中载体分层现象，载体流化具有良好的均匀性，这为生物膜形成提供了条件；②氧的转移效率高:由于反应器构造特征造成大量液体循环流动，在此过程中会夹带一些细小的气泡，这样使气——液接触时间延长，从而提高了氧的转移效率。实测表明，空气利用率可达30%～50%；③载体流失量小，不需专门的脱膜设备:由于反应器独特的三相分离器可以在不增加脱膜设备的情况下，保证反应器中生物载体的膜不会过度增长，同时又不会流失载体，这样就大

8、大简化了原来流化床处理污水所需的辅助设备。3.2相分离反应器的应用相分离反应器是一种高效新型污水处理装置，特别适宜于处理高、中等浓度的有机废水。国内在80年代末开始进行相分离反应器的研究，并基本解决了其设计问题。笔者1993年首次在国内生产性装置上，采用相分离反应器处理油脂污水，处理水量500m3/d，反应器容积20m3。并于1997年在某染料厂的污水处理工程中，采用了单体容积达120m3的相分离反