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IC厭氧反應器

IC厭氧反應器的小型機器

IC厭氧反應器小型設備

IC厭氧反應器大型設備

IC厭氧反應器大型設備


一、概述
厭氧生物反應器是一種利用厭氧微生物處理污水中有機污染物的主要設備之一。其特點是處理費用低(無需鼓風曝氣)、可處理高濃度有機污染物污水、可回收利用沼氣、設備占地面積小(容積負荷高、設備高度高)等。隨著研究的深入,厭氧生物反應器在處理高難度有機廢水方面的特殊效果也引起了高度觀注。
目前世界上應用最多的厭氧生物反應器是UASB厭氧生物反應器。這種反應器被稱為第二代厭氧生物反應器。其特點是技術成熟、制造簡便。隨著流化反應理論的運用,以相對穩定的厭氧生物床為特點的UASB反應器顯示出反應效率低的劣勢。而主流第三代反應器如EGSB、IC等厭氧生物反應器運用流化反應理論,將厭氧生物反應器的應用領域和反應效率都大大推進一步,市場占有率也逐年提升。
CASB(專利號ZL 200720037207.1)也是一種在UASB基礎上發展起來的新型高效厭氧生物反應器,且同時也是對EGSB、IC等第三代厭氧生物反應器的改進。從外形上看,CASB、EGSB、IC等都較UASB高大,因此在相同的容積下,CASB、EGSB、IC等都較UASB占地面積小;但EGSB一般擁有一個巨大的“腦殼”,這個“腦殼”的作用是用來進行氣、固、液三相分離,如果這個“腦殼”不夠大則氣、固、液三相分離的效果就達不到,這種情況給EGSB的建造帶來很大的負擔;EGSB還擁有一個外回流系統,依靠此系統,反應器內的厭氧生物得以流化,但也增加了大量的動力消耗;IC不需要巨大的“腦殼”,也不需要外回流系統,但需要更高的“個頭”,這個高出的“個頭”的作用除提供氣、固、液三相分離外,更主要的作用是實現依靠反應器自身產生的沼氣進行反應器內回流,但這個高出的“個頭”卻不參與厭氧生物流化反應,因此消耗了部分反應器有效容積。CASB采用了特殊的內部構造,使其不需要巨大的“腦殼”,不需要外回流系統,也不需要額外高出的“個頭”,卻能獲得更好的流化效果,適用領域更為廣闊。
因此我公司擬采用CASB反應器對該污水進行處理。
二、CASB工作原理
如圖1所示,CASB厭氧生物反應器中A區是主反應區,進水與反應器中的厭氧生物菌在該區充分混合并反應,是反應器的主要產沼氣區。在A區,厭氧生物菌和進水混合物隨沼氣向上移動,水質逐漸被凈化,到達B區時,進水中有機物已經大部分得到降解,產氣量明顯降低。在B區,A區所產沼氣被分離出來由沼氣管排出,厭氧生物菌和水流夾帶著少量的沼氣進入C區。C區是副反應區,在C區,水中有機物進一步被厭氧生物菌降解,有少量產氣,比重較大的厭氧生物菌直接落入A區,比重較小的厭氧生物菌附著著少量沼氣隨出水到達三相分離器。在經過三相分離器時,沼氣被分離出來通過沼氣管排出,比重較大的厭氧生物菌重新回到C區,比重較小的厭氧生物菌則隨出水到達D區。在D區,比重較大的厭氧生物菌會形成一個不穩定的厭氧床繼續降解有機物,比重較小的厭氧生物菌則隨出水排出反應器。
CASB厭氧生物反應器中A區是主反應區,進水與反應器中的厭氧生物菌在該區充分混合并反應,是反應器的主要產沼氣區。在A區,厭氧生物菌和進水混合物隨沼氣向上移動,水質逐漸被凈化,到達B區時,進水中有機物已經大部分得到降解,產氣量明顯降低。在B區,A區所產沼氣被分離出來由沼氣管排出,厭氧生物菌和水流夾帶著少量的沼氣進入C區。C區是副反應區,在C區,水中有機物進一步被厭氧生物菌降解,有少量產氣,比重較大的厭氧生物菌直接落入A區,比重較小的厭氧生物菌附著著少量沼氣隨出水到達三相分離器。在經過三相分離器時,沼氣被分離出來通過沼氣管排出,比重較大的厭氧生物菌重新回到C區,比重較小的厭氧生物菌則隨出水到達D區。在D區,比重較大的厭氧生物菌會形成一個不穩定的厭氧床繼續降解有機物,比重較小的厭氧生物菌則隨出水排出反應器。
如圖1所示,A區與B區、B區與C區、C區與A區之間分別有一豎向通道,三個通道中,A區與B區通道內的沼氣含量遠遠高于其余兩通道,從而A區與B通道區內的混合液比重也遠遠小于其余兩通道,由此使A區與C區之間產生了壓力差,C區壓力大于A區,因此C區的厭氧生物菌和水就重新回到A區,從而產生了由A區到B區、B區到C區、C區再回到A區的內循環。
內循環增大了A區的上升流速,使A區的有機物與厭氧生物菌接觸面積增大,加快了水質凈化速率;內循環稀釋了進水濃度,減小了反應器內有機酸濃度梯度,改善了厭氧生物菌的生存環境,提高了厭氧生物菌的降解速率。由于CASB構造巧妙,其內循環量可數倍于現有厭氧反應器,同時出水水質高且穩定,不需要多級設置即可一次達到設計厭氧出水要求,處理效率因此可高于現有厭氧生物反應器一倍以上,投資可減少50%以上。

厭氧反應工作原理系統圖


了解了IC厭氧反應器的概述和工作原理,接下來我們再了解下IC厭氧反應器的調試
厭氧工藝處理設備主要是IC厭氧反應器,其主要的控制參數有以下內容:
PH值:反應器進水PH值要求控制在6.5~8.0之間,過低或過高的PH值都會對工藝造成巨大的影響,其影響主要體現在對厭氧菌(主要是產甲烷菌)的方面,包括:①影響菌體及酶系統的生理功能和活性;②影響環境的氧化還原電位③影響基質的活性。產甲烷菌的這些性質功能遭到破壞后,處理COD的活性就會大大的降低。
溫度:反應器進水溫度要求控制在35.5~37.5之間,因為產甲烷菌大多數都屬于中溫菌,在這個范圍內,其處理效率是很高的。溫度高于40℃時,處理效率會急劇下降;最好也不要低于35℃,溫度過低,處理效率也會下降很多。
預酸化度:廢水進入厭氧反應器之前要保持足夠的預酸化度,一般在30%~50%之間,最好是在40%左右。預酸化度高的情況下,VFA高,進水PH值會降低,為調解PH值,會增高污水處理的運行費用,同時還會影響污泥的顆粒化。
有毒物質:對厭氧顆粒污泥有抑制性作用的有毒物質主要是H2S和亞硫酸鹽。H2S的允許濃度為小于150㎎/L,否則可能會使大部分產甲烷菌降低50%的活性;亞硫酸鹽的允許濃度是小于150ppm,否則將會導致一半的產甲烷菌失去活性,所以一定要嚴格控制這兩樣有毒物質的含量,對其進行定期的檢測。
容積負荷率:厭氧反應器具有很高的容積負荷率,操作手冊上為16~24㎏COD /m3/d,而一些學者認為其容積負荷率還可以更高可達30~40㎏COD /m3/d,但是這個數值的短期內變化幅度最好不要過大,就是說要讓厭氧菌有一定的適應時間,逐步增加或降低負荷。如果條件可以,盡量使其負荷率在一個范圍之間,趨于穩定的狀態。
上升流速:IC反應器的上升流速一般在4~10m/h,當污水的進水COD值濃度較低時,需要提高流量來增加COD的負荷率,較高的上升流速會有助于顆粒污泥與有機物之間的傳質過程,避免了混合不均勻對設備的影響。
污泥菌種的成分:厭氧污泥中具有處理污染物能力的就是細菌等有機物質,菌群的組成及菌種的成分決定了其顆粒強度、產甲烷活性及對污水的適應能力。一般來說,污泥中有機物的成分占70%左右,污泥外部菌種主要為絲菌,污泥內部主要為桿菌、球菌等。
除了以上這些因素外,IC反應器的運行控制條件還有很多,如進水COD濃度,污泥顆粒化程度等等,工藝正常運行,每個工藝條件都是不可缺少的,因為各個條件之間是環環相扣的的關系,一個參數出了問題,所有的問題就都會顯現出來。為了避免問題的出現,就應該及時監測、化驗、分析,發現異常現象,立即采取措施進行處理,防止更多問題的出現。
污水經過厭氧反應器處理后,會進入好氧段進行氧化處理。好氧段分為兩個部分,即兼氧池和曝氣池,兼氧池作為厭氧段與好氧段過度過成,主要用于處理N、P等富營養化物質,根據硝化和反硝化作用去處富營養化物質;曝氣池是利用好氧菌去處余下的有機物質,利用氧化作用把有機物轉化為自身組成物質和二氧化碳。好氧階段污泥凈化過成一般包括絮凝吸附、生物代謝、泥水分離等幾個部分,其主要控制參數有如下幾個方面:
1.營養物質
污水中各種營養物質的量及比例營養衛生物的生長、繁殖,從而影響好氧階段的處理效果。主要的營養物質包括:C、N、P、Ca、H、Mg等,次要營養物之包括:Zn、Na、Cl、Cu等,一般來說,廢水中所含有的營養物質均能達到細菌所需要的營養物質的要求,滿足微生物的新陳代謝作用。
2.溶解氧
溶解氧是影響好氧處理運行系統重要的影響因素。溶解氧不足時,氧在水與微生物之間的傳遞速率會下降,會使好氧微生物活性受到影響,新陳代謝能力減弱,從而使有機物氧化過程不能徹底進行,出水有機物濃度變高,處理效果降低,同時其濃度降低時,厭氧微生物會大量繁殖,好氧微生物受到抑制會大量死亡。濃度過高也不可以,一般來說容易出現污泥膨脹現象。一般來說溶解氧濃度應該不低于2.0。
3.溫度
溫度對好氧階段的影響是多方面的,溫度的改變,參與凈化的生物種屬于活性以及生化反應的速率都會隨之變化。溫度通過兩種方式來影響生化反應:一方面是影響酶的反應速率,另一方面是影響基質向細菌的擴散速率。好氧處理中大多數作用菌屬于中溫菌,而濃度在20~35℃范圍內生長良好。在這個范圍內,其處理有機物的活性隨溫度提高而增高,直至溫度上升至使其酶的活性消失為止。
4.污泥微生物濃度MLVSS
好氧階段污泥濃度MLSS設計為5g/L,一般來說MLVSS/ MLSS值為0.75左右,也就是說微生物濃度MLVSS應該為3.75g/L左右,污泥中微生物濃度的高低會影響污泥的絮凝性和沉降性。我公司污水站現在的污泥濃度基本在要求之內,但是微生物濃度還有些低,MLVSS/ MLSS比值在0.5左右,也就是說污泥結構組成不好,所以會經常出現死泥,漂泥等現象。
5.污泥有機負荷N:如果條件允許的話,污水站一般采用的都是低負荷處理
(〈0.3KgBOD5/KgTSS.d〉,高負荷處理會增加污水的處理費用,不如厭氧處理經濟,效果也不是很好,影響出水水質。由于公司現在還不能進行BOD分析化驗,暫時污泥COD負荷和容積COD負荷來監測耗氧階段的運行。
6.微生物停留時間MCRT
微生物停留時間MCRT即泥齡,為池內的污泥量與每日排放污泥量的比值。微生物的停留時間一般維持在5~8d為宜,污泥量少,會使負荷變大,進而減少對廢水中有機物處理的量,污泥齡過高,污泥老化嚴重,會影響后續設施的處理難度,使沉淀池的內的沉降困難,出水水質變差。
7.水力負荷
水力負荷是一個不易控制的因素,它取決厭氧階段的來水量,厭氧階段正常運行時,水力負荷比較高,當厭氧階段出現問題后,水力負荷又會迅速下降。水力負荷的影響表現在污水在好氧池內的停留時間及二沉池的沉降效果,如何使污水的流量趨于一個穩定值是以后應該考慮的問題。
8.污泥容積指數SVI
污泥容積指數是對污泥沉降性能和污泥絮凝性能等指標的評價。作為污泥沉降性能和污泥絮凝性能的硬性評價,其值可以由污泥30分鐘沉降比/污泥濃度來計算。其范圍一般在50~150之間,SVI小于50,表明污泥活性低,SVI大于150,表明污泥有可能發生膨脹。

IC厭氧反應器調試圖

IC厭氧反應器調試圖


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