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工业废水的生物处理

内构件优化推动厌氧生物反应器的发展

添加时间:2020/06/17

  北极星水管束网讯厌氧生物反响器管束废水因具有能耗低、不易形成二次污染、可轮回操纵沼气能源等好处而被广博行使。厌氧生物反响器内构件的改制打算与内部流态特点的转化有紧张干系。

  通过增设内构件可获取适合的流态特点,从而避免较长的反合时间并进步出水水质,完毕反响器节能降耗,进步管束才华。

  工程上常将流态特点行为厌氧生物反响器管束服从的紧张评判目标,流态特点同时也是厌氧生物反响器改制打算的紧张参考按照。邦外里通俗用示踪实践和数值模仿办法阐明厌氧生物反响器的流态特点,其平分散数D/(uL)、佩克莱数Pe和串联级数N值为紧张参数。本文对厌氧生物反响器内构件的改制打算思绪及兴盛过程举办了总结回来。

  厌氧生物反响器初期不含内构件,随后其内部逐渐崭露百般内构件,旨正在更正内部流态,进步出水水质。内构件寻常分为横向内构件、纵向内构件和填料。基于内构件改制打算的首要厌氧生物反响器如图1所示。

  1860年厌氧消化管束创始人L. Mouras对简单重淀池举办了改制;1895年Donald打算出第1个厌氧化粪池,随后遵照隔室格数分为单格、两格和三格等,池形分为平底、锥形和蛋形等。

  (1)外加动力搅拌:1920年Watson以沼气为动力用泵对守旧消化池完毕混杂搅拌,后续高速厌氧消化池增设了机器搅拌和加热修设。

  (2)增设固定内构件:因为横、纵向内构件络续优化,厌氧生物反响器类型日益富厚。

  升流式厌氧污泥床反响器(UASB)由Lettinga等于20世纪70年代初研发,80年代被引入邦内,常用于管束制药、啤酒等临盆废水,其三相辨别区行为分外内构件,完毕了HRT和污泥阻滞光阴(SRT)的有用辨别。

  膨胀颗粒污泥床反响器(EGSB)于20世纪80年代开头研发,琢磨者对闭节的内构件——三相辨别器举办了区别办法的革新,如增设搅拌器、筛饱或正在出水堰处加设挡板等;其余,更大的出水回流以进步水力负荷,水流上升流速和耐攻击负荷较UASB反响器更强,污泥床呈膨胀形态。

  1982年McCarty和Bachman等研发了厌氧折流板反响器(ABR),增设上下折流板为内构件,酿成含区别管束结果的隔室,近似众个UASB反响器横向串联,其微生物扣留才华强,耐有毒物质和攻击负荷,并可正在各个反响室培育区别效用的上风菌。

  1985年Paques BV公司开采了厌氧内轮回反响器(IC),相当于2个UASB反响器上下叠加组成,无需施加外力即可举办内轮回,占地面积小。1996年,沈阳华润雪花啤酒厂从荷兰引进第1套IC管束时间。

  由横、纵向内构件革新的高效厌氧生物反响器另有厌氧生物转盘(AnRBC)、以众层斜板代庖三相辨别器的高超式分段污泥床(USSB)、正在UASB和厌氧序批式间歇反响器(ASBR)根蒂上于各个隔室增设搅拌器的厌氧转移式污泥床反响器(AMBR)、过滤膜行为内构件的厌氧膜生物反响器(AnMBR)、连系脉冲间歇进水和复合水解时间增设布水竖管的间歇式膨胀复合形厌氧生物反响器、倒锥形一形式内构件的IC反响器,以及布料器机闭优化的厌氧生物反响器等。

  1969年Young和McCarty研发了厌氧滤池(AF),将填料行为内构件为微生物发展供给载体,使微生物和废水接触更充足,深化生物降解和生物吸附的协同感化,但载体易阻碍管道,常用于管束中等浓度的有机污水。

  增设填料的厌氧生物反响器范例代外另有:以活性炭、砂、陶粒和众孔玻璃等行为载体的厌氧流化床(AFB),集AF和UASB反响器好处于一体的高超式厌氧污泥床-滤层反响器(UBF)等。

  其余,20世纪50年代Soepfer研发的厌氧接触反响器和20世纪90年代崭露的ASBR可按回流污泥和颗粒污泥作分外填料举办划分

  将固定内构件和非固定内构件(填料)组合能革新厌氧生物反响器流态。李英杰等正在生化管束室中增设立体弹性填料,混杂折流发酵室中增加导流管,连系ABR隔离室众阶段管束废水和化粪池悬浮重淀相辨别的好处,开采了一种新型无动力混杂式厌氧生物反响器,可管束现实住民糊口污水和食堂废水。

  厌氧生物反响器无论是增长折板、三相辨别器、搅拌安装或复合举措,其机闭转化的本色是内部流态的转化,寻常采用示踪实践和数值模仿等阐明其流态特点。厌氧生物反响器内流态存正在区别格式的混杂景色,轴向疏散模子和众釜串联模子是2种阐明流态的紧张模子,轴向疏散模子睹式(1):

  式中:θ——无量纲光阴;D——轴向扩散系数,m2/s;u——均匀流速,m/s;L——反响器轴向长度,m。

  此中,D/(uL)值可外达厌氧生物反响器的混杂形态:D/(uL)=0显示理念PFR,D/(uL)为∞显示理念CSTR。D/(uL)值越趋近0,混杂水平越弱,形态倾向PFR;D/(uL)值越趋近∞,混杂水平越强,形态倾向CSTR。

  正在轴向疏散模子中,Pe值显示反响器流体对流速度与扩散速度之比,可外达为疏散数的倒数(Pe=uL/D),此中Pe值越趋于∞代外反响器形态倾向PFR,Pe值越趋于0代外反响器形态倾向CSTR。其算计公式为:

  对范例的厌氧生物反响器,如EGSB、AnRBC、ABR、改造ABR、镶板厌氧折流板过滤反响器(PABFR)、超高效螺旋式厌氧生物反响器(SSAB)、螺旋对称流厌氧生物反响器(SSSAB)和新型左右双环厌氧生物反响器(CDCAR)等的D/(uL)、Pe或N值举办测算,发掘厌氧生物反响器的高效性与褂讪性与其流态特点闭连(如外2所示)。

  跟着负荷、上升流速和转盘转速的增大,D/(uL)越大,Pe和N越小,流态越趋势所有混杂流;跟着隔室增加和HRT增大,D/(uL)越小,Pe和N越大,流态越趋势平推流。D/(uL)0.2,N3,流态趋势平推流;D/(uL)≥0.2,N≤3,流态趋势所有混杂流。寻常通过内构件的改制打算,选拔0.08≤D/(uL)≤0.32,2.5≤N≤3.5,可将厌氧生物反响器内流态介于平推流和所有混杂流之间,有利于进步废水管束才华。

  (1)对厌氧生物反响器内构件举办改制优化旨正在革新反响器的内部流态,可鞭策反响器的更新换代。

  (2)对付不含或含有区别内构件类型的厌氧生物反响器,可通过示踪实践和数值模仿方式来揭示其内部流体特点,此中轴向扩散模子和众釜串联模子操纵的较众。

  (3)D/(uL)和N值为外征反响器流态特点的紧张参数,能间接显露反响器内废水和微生物的混杂处境,可为另日厌氧生物反响器的打算供给外面参考:当0.08≤D/(uL)≤0.32,2.5≤N≤3.5时,厌氧生物反响器内流态介于平推流和所有混杂流之间,有助于进步其管束百般废水的才华。

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