UASB、EGSB和IC是在高负荷有机废水处理中最常见的三种厌氧反应器。这三种反应器结构不同,处理能力各异,今天我们将这三种厌氧反应器进行详细比较,分别说一说他们的优缺点。
一、厌氧生物处理的基本原理
厌氧生物处理,就是利用厌氧微生物的代谢特性,将废水中有机物进行还原,同时产生甲烷气体的一种经济而有效的处理技术。废水厌氧生物处理技术(厌氧消化),就是在在无分子氧条件下,通过厌氧微生物的作用,将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等。厌氧与好氧过程的根本区别,就是不以分子态氧作为受氢体,而以化合态的氧、碳、硫、氢等作为受氢体。
二、厌氧处理技术发展历史
时间 | 国家 | 事件 | 特点 |
1881 | 法国 | “cosmos”杂志报道应用厌氧生物技术处理市政污水 | 污泥与废水完全混合SRT与HRT相同,厌氧微生物浓度低,处理效果差 |
1896 | 英国 | 第一座处理生活污水的厌氧消化池,沼气用于照明 |
1914 | 美国 | 14座城市建立了厌氧消化池 |
1940 | 澳大利亚 | 连续搅拌的厌氧消化池 |
20世纪50年代 | | 厌氧接触反应器 | 增设污泥回流装置SRT>HRT,提高了负荷与处理效率 |
三、三代厌氧反应器的演变
名称 | 特点 | 代表 |
第一代 | 用于污泥和粪肥的消化,生活污水的处理 | 普通厌氧接触工艺 厌氧消化器 |
第二代 | 以提高微生物浓度和停留时间,强化传质作用,缩短液体停留时间为基础。实现SRT和HRT相分离,提高反应器内污泥浓度 | 厌氧滤器(AF) 厌氧流化床(AFB) 上流式厌氧污泥床(UASB) |
第三代 | 解决污泥流失问题 | 厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB) 内循环式厌氧反应器(IC) 厌氧上流污泥床过滤器(UBF) 厌氧折返式反应器(ABR) 厌氧序批式间歇反应器(ASBR) |
四、三种厌氧反应器比较
1、UASB反应器
UASB反应器是第二代厌氧反应器,它的优缺点如下:
优点:
1)有机负荷居第二代反应器之首;
2)污泥颗粒化使反应器对不利条件抵抗性增强;
3)简化工艺,节约投资与运行费用;
4)提高容积利用率,避免堵塞问题。
缺点:
1)内部泥水混合较差不利于微生物和有机物之间的传质;
2)当液相和气相上升流速较高时会出现污泥流失,导致运行不稳定;
3)水力负荷和反应器有机负荷无法进一步提高。
2、EGSB反应器
EGSB反应器相当于改进型UASB反应器,属于第三代厌氧反应器,它的优缺点如下:
优点:
1)提高反应器内的液体上升流速;
2)颗粒污泥床层充分膨胀;
3)污水与微生物之间充分接触,加强传质效果;
4)避免反应器内死角和短流的产生;
5)占地面积较UASB小。
缺点:
1)反应器较高;
2)采用外循环,动力消耗大。
3、IC反应器
IC反应器属于第三代厌氧反应器,它的内部结构相当于两个UASB叠加。
优点:
1)内循环结构,利用沼气膨胀做功,无须外加能源,实现内循环污泥回流;
2)实现了“高负荷与污泥流失相分离”;
3)引入分级处理,并赋予其新的功能;
4)抗冲击负荷能力强;
5)基建投资省,占地面积少,节能。
缺点:
1)进水需预处理;
2)结构复杂,维护困难;
3)出水需后处理。
UASB、EGSB和IC比较表 |
指标 | IC(内循环厌氧反应器) | UASB(升流式厌氧污泥床反应器) | EGSB(厌氧膨胀床反应器) |
(I级)初期投资比较 | 高 | 低 | 中 |
设备成熟型 | 较成熟(90年代发明) | 最成熟(70年代发明) | 较成熟(90年代发明)国内大多仿IC |
微生物温度范围要求℃ | 常温20~25℃,中温35~40℃,高温50~55℃ |
微生物pH范围要求 | 6.8~7.2,进水6.0~8.0 |
污泥要求 | 颗粒污泥 | 颗粒或絮状污泥 | 颗粒污泥 |
反应器脂肪含量要求mg/L | ≤45mg/L | ≤30mg/L | ≤40mg/L |
容积负荷(kgCOD/m3/d) | 15~30 | 5~8.絮状小于5 | 8~20 |
高径比 | 4~8 | 1~3 | 3~8,可达20 |
占地面积 | 较小 | 较大 | 一般 |
厂家推荐设备材质 | 碳钢+防腐 | 钢砼 | 碳钢+防腐 |
设备耐久性能 | 一般 | 较好 | 一般 |
施工难度 | 较大 | 一般 | 较大 |
动力消耗情况 | 较大 | 一般 | 较大 |
COD去除效率 | 85~90% | 80~90% | 85~90% |
出水溢流堰截面 | 最小 | 一般 | 较小 |
毒性抑制(i)的耐受力 | 强 | 一般 | 强 |
耐负荷冲击 | 最强 | 较强 | 强 |
维修维护 | 较复杂 | 简单 | 较复杂 |
有效水深 | | 5~8 | 15~24 |
上流速度 | 3~8m/h | 0.5~2m/h | 5~10m/h(教材),3~7(规范) |
悬浮物(SS)要求 | 较高(要求SS含量低) | 一般,小于5000(教材),小于1500(规范) | 较高(要求SS含量低),小于2000(规范) |
系统总运行价格(元/吨) | 中 | 低 | 高 |
单个设备价格 | 较高 | 一般 | 稍高 |
污泥是否容易解体 | 更容易 | 容易 | 更容易 |
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