IC反應(yīng)器設(shè)計(jì)參數(shù)的說(shuō)明

1、IC反應(yīng)器設(shè)計(jì)參數(shù)的說(shuō)明作者:日期:IC反應(yīng)器設(shè)計(jì)參數(shù)的說(shuō)明1。設(shè)計(jì)說(shuō)明IC反應(yīng)器，即內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器，相似由2層UASB反應(yīng)器串聯(lián)而成。其由上下兩個(gè)反應(yīng)室組 成。在處理高濃度有機(jī)廢水時(shí)，其進(jìn)水負(fù)荷可提高至3550kgCOD/ (m3d)。與UASB反應(yīng)器相比,在獲得相同處理速率的條件下，IC反應(yīng)器具有更高的進(jìn)水容積負(fù)荷率和污泥負(fù)荷率，IC反應(yīng)器的平均升流速度可達(dá)處理同類廢水UASB反應(yīng)器的20倍左右。(3 ) IC反應(yīng)器的循環(huán)量V 1206進(jìn)水在反應(yīng)器中的總停留時(shí)間為tHRT = Q =150/2 =i6h設(shè)第二反應(yīng)室內(nèi)液體升流速度為 4m/h ,則需要循環(huán)泵的循環(huán)量為 256m3/h.第一

2、反應(yīng)室內(nèi)液體升流速度一般為1020m/h ,主要由厭氧反應(yīng)產(chǎn)生的氣流推動(dòng)的液流循環(huán)所帶動(dòng).第一反應(yīng)室產(chǎn)生的沼氣量為Q沼氣=Q (C0 Ce)X 0.8 X 0.35 =3600/2 X (24。074 X0o 8X0o 35 = 10313 X 2 =20626m3/d每立方米沼氣上升時(shí)攜帶12m3左右的廢水上升至反應(yīng)器頂部，則回流廢水量為 10313 20620 m3/d ，即430859 m3/h,加上IC反應(yīng)器廢水循環(huán)泵循環(huán)量 256 m3/h,則在第一反應(yīng)室 中總的上升水量達(dá)到了 6861115 m3/h ,上流速度可達(dá)10。7917。53m/h ,可見(jiàn)IC反應(yīng)器 設(shè)計(jì)符合要求。研究快

3、速啟動(dòng)厭氧反應(yīng)器的技術(shù)一、外加物質(zhì)效應(yīng)1投加無(wú)機(jī)絮凝劑或高聚物為了保證反應(yīng)器內(nèi)的最佳生長(zhǎng)條件，必要時(shí)可改變廢水的成分，其方法是向進(jìn)水中投加養(yǎng)分、 維生素和促進(jìn)劑等.Macarie和Guyot研究發(fā)現(xiàn)，在處理生物難降解有機(jī)污染物亞甲基安息香酸廢水時(shí),向廢水中投加FeSO4和生物易降解培養(yǎng)基后，可以有效地降低原系統(tǒng)的氧化還原能力，達(dá)到一個(gè) 合適的亞甲基源水平，縮短U A S B的啟動(dòng)時(shí)間。Imai研究了向接種污泥中添加吸水性聚合物（ WAP ）的作用。WAP主要成分為丙烯酸顆粒樹(shù) 脂，具有可供微生物附著的高的比表面和復(fù)雜網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。而且密度低（濕密度 1.0g/ml ）,與砂及其 他物質(zhì)相比提高了顆

4、粒與微生物間的接觸，明顯強(qiáng)化了以葡萄糖或VFA為基質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模和中試規(guī)1H UASB反應(yīng)器的顆粒化過(guò)程。在顆粒污泥形成之后 WAP被厭氧微生物慢慢降解，這造成顆粒分 裂成多個(gè)小碎塊，然后再次生長(zhǎng)為成熟顆粒.逐漸地，所有顆粒被降解。根據(jù)試驗(yàn)提出用于強(qiáng)化顆?；?過(guò)程的反應(yīng)器體積內(nèi)WAP投加量為約750mg/L.王林山等人向厭氧接種污泥中投加膨潤(rùn)土 （BT）和聚丙烯酰胺（PAM）,采用常溫間歇式進(jìn)料， 在一月內(nèi)獲得了顆粒污泥。膨潤(rùn)土的特征成分是蒙脫石。聚丙烯酰胺的酰胺基與蒙脫石生成氫鍵，起吸附和架橋作用，從而使膨潤(rùn)土、污泥和細(xì)菌聚集成直徑510mm的絮凝團(tuán)，成為顆粒污泥生長(zhǎng)核心，絮凝團(tuán)絲狀菌網(wǎng)絡(luò)內(nèi)

5、菌體繼續(xù)生長(zhǎng)，使其成為密實(shí)的，近似為球形的顆粒污泥.2 投加細(xì)微顆粒物L(fēng)ettinga等人研究表明粘土和其他無(wú)機(jī)顆粒似乎對(duì)顆粒污泥的形成有害.他們的實(shí)踐表明：在無(wú)分散無(wú)機(jī)物質(zhì)中能形成很好的顆粒污泥，顆粒揮發(fā)性固體含量很高。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為：有助于懸浮污泥形成顆粒的因素之一是存在微生物能附著生長(zhǎng)的晶核或生物 載體。細(xì)胞附著在這些顆粒上是顆?；牡谝徊?。第二步是在惰性載體上形成致密和厚實(shí)的生物膜.所以，添加惰性載體的UASB反應(yīng)器中污泥顆?；^(guò)程可解釋為生物膜形成現(xiàn)象。周律在反應(yīng)器中投加了少量陶粒、顆粒活性炭等，啟動(dòng)時(shí)間明顯縮短，這部分細(xì)顆粒物的體積 約占反應(yīng)器有效容積的2%3%。用石化廠含有機(jī)氯化

6、物的廢水進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明，在其它條件相同時(shí)，投加粒徑小于0.4 mm的顆?；钚蕴亢?，啟動(dòng)時(shí)間幾乎縮短了一半。啟動(dòng)階段投加的細(xì)顆粒物似 乎僅起著初期顆粒污泥晶核的作用，這是利用顆粒物的表面性質(zhì)，在短期內(nèi)加快那些易于形成顆粒污 泥的細(xì)菌在細(xì)顆粒物表面的富集。另外，初期投加細(xì)顆粒物后，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和最大有機(jī)負(fù)荷都有明 顯的提高。實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，以前啟動(dòng)UASB反應(yīng)器時(shí)要求嚴(yán)格的水力負(fù)荷和有機(jī)負(fù)荷控制，在投加 細(xì)顆粒物后這些控制措施顯得并不重要了 .Huishoff Pol說(shuō)明了惰性載體顆粒在顆?；^(guò)程中的重要性。當(dāng)從接種生活污水污泥中去除惰 性顆粒（尺寸為40- 100心m ），在不去除惰性顆粒的分散

7、污泥顆?；璧臅r(shí)間內(nèi)沒(méi)有觀察到顆?；?。同一學(xué)者觀察到添加水一無(wú)煙煤顆粒（尺寸為0.25-0.42mm）顯著減少中溫條件下顆?；钑r(shí)間。Yoda等報(bào)道當(dāng)添加100am粉末沸石作為載體比無(wú)沸石時(shí)顆粒污泥形成得快。Fukuzaki等 發(fā)現(xiàn)添加聚亞安酯泡沫提高了甲烷菌群的停留。所以處理富含丙酸污水 UASB反應(yīng)器在短的啟動(dòng)時(shí)間獲得高的甲烷發(fā)酵效率.但是，在高溫顆?；性诮臃N消化污泥中添加或不添加砂（50- 10am ）沒(méi)有差別，盡管形成的顆粒包括砂顆粒這能歸因于一些惰性顆粒相對(duì)于微生物比重較大，如砂粒。更多的微生物可能在反應(yīng)器上部積累，而砂粒趨向于在反應(yīng)器底部積累.所以有利于微生物附著生長(zhǎng)的顆粒與

8、微生物之間的接觸機(jī)會(huì)顯著減少，導(dǎo)致顆粒化過(guò)程不顯著。Verrier等證明在厭氧消化池中添加細(xì)菌生長(zhǎng)的載體能提高甲烷產(chǎn)量。Munoz等也表明載體如海泡石和輝綠巖在中試規(guī)模厭氧消化池中提高甲烷產(chǎn)量.Ross報(bào)道粉末活性炭的存在提高了處理玉米加工廢水污泥的可沉降性。Morgan等和Yu等觀察到活性炭能強(qiáng)化顆?；^(guò)程，顆?；钚蕴康奶砑犹岣吡松镂綇亩?刺激顆粒污泥的形成和其吸附污染物以固定狀態(tài)降解的能力.Yu等研究了在UASB反應(yīng)器啟動(dòng)期間粉末活性炭（PAC）和顆?；钚蕴浚℅AC）對(duì)于污泥顆?；尼苡谩＝Y(jié)果表明 PAC或GAC的添加能明 顯強(qiáng)化污泥顆?；^(guò)程并加速工藝啟動(dòng)。污泥顆?；x為當(dāng)10 %

9、顆粒大于2.0mm,在不添加惰性物質(zhì)時(shí)約需95天，添加PAC和GAC反應(yīng)器中分別減少25和35天.此外，通過(guò)試驗(yàn)PAC或GAC 的添加使得微生物濃度更高，更早觀察到肉眼可見(jiàn)顆粒，提高單位容積COD去除能力.而且，添加GAC 對(duì)于UASB反應(yīng)器啟動(dòng)的有益作用略高于 PACo通過(guò)添加PAC或GAC強(qiáng)化的顆?；^(guò)程歸因于絲 狀菌在活性炭表面更好的附著.但是，此研究未詳細(xì)研究 PAC或GAC的性質(zhì).PAC和GAC性質(zhì)差異可能是添加 PAC和GAC 反應(yīng)器間微小差異的原因。下表列出了添加不同惰性載體對(duì)污泥顆?；挠绊懚栊圆牧辖臃N污泥反應(yīng)器介質(zhì)尺寸（mm ）基質(zhì)顆?；s短時(shí)間（d）顆粒大?。╩m）優(yōu)勢(shì)菌種

10、泡沫塑料絮狀污泥填充床（85和200ml）5。0丙酸一7。8-8.0甲烷絲菌沸石-上向流反應(yīng)器（9。4和4.01 ）0.1葡萄糖201。0-2。0甲烷絲菌水無(wú)煙煤非顆?；瘏捬跸勰?。1VFA142.0甲烷絲菌WAPUASB1。310.10。2葡萄糖201.8 1.9桿狀甲烷絲菌GACUASB101VFA模擬顆粒污泥*2。1 2.3絲狀甲烷絲菌10-GACUASB0。7510.32蔗糖 一0。4甲烷絲菌PACUASB7.310.4葡萄糖+蛋白豚+肉湯提取物352.0-4 。 0甲烷絲菌0.2302。0-4.0甲烷絲菌由此可見(jiàn)，惰性材料確實(shí)能加快 UASB的啟動(dòng)。盡管這些載體僅為惰性材料，在基

11、質(zhì)降解中不 起重要作用，但是也應(yīng)非常仔細(xì)地挑選載體，并應(yīng)具有以下性質(zhì)：a比表面積高b比重接近厭氧污泥c好的憎水性d球形形狀投加過(guò)量的惰性顆粒會(huì)在水力沖刷和沼氣攪拌下相互撞擊、摩擦，造成強(qiáng)烈的剪切作用，阻礙初成體的聚集和粘結(jié)，對(duì)于顆粒污泥的成長(zhǎng)有害無(wú)益。另一方面,污水中高濃度絮凝性差的懸浮物質(zhì)又t于顆粒污泥的形成是有害的.并且高濃度分散惰性固體對(duì)于顆粒化過(guò)程也是不利的，因?yàn)樵谶@些情況下，對(duì)于細(xì)菌用于生長(zhǎng)的表面積太大，聚集生長(zhǎng)受 到限制.顆粒化完全取決于細(xì)菌生長(zhǎng)，所以生長(zhǎng)減慢導(dǎo)致顆?；^(guò)程減緩。在高組分細(xì)小分散懸浮固 體的污水中，細(xì)菌附著在分散顆粒上會(huì)導(dǎo)致活的細(xì)菌的流失。二、選擇壓理論該理論認(rèn)為U

12、ASB反應(yīng)器顆?；^(guò)程的本質(zhì)是反應(yīng)器中存在污泥顆粒的連續(xù)選擇過(guò)程。Hulshoff Pol等人的研究認(rèn)為：在高選擇壓條件下，輕的和分散的污泥被洗出而較重的組分保持在反 應(yīng)器中。從而使細(xì)小分散的污泥生長(zhǎng)最小化，細(xì)菌生長(zhǎng)主要局限在有限數(shù)量由惰性有機(jī)和無(wú)機(jī)載體物 質(zhì)或種泥中存在的小的細(xì)菌聚集體組成的生長(zhǎng)核心.這些生長(zhǎng)核心的粒徑增加直至達(dá)到顆粒污泥和生 物膜部分產(chǎn)生脫落的特定最大尺寸，形成新生長(zhǎng)核，如此反復(fù)。顆?；跫?jí)階段出現(xiàn)的絲狀顆粒隨著 時(shí)間的增長(zhǎng)變得更致密。低選擇壓條件下，主要是分散微生物的生長(zhǎng)，這產(chǎn)生膨脹型污泥 .當(dāng)這些微生物不附著在固體支 撐顆粒上生長(zhǎng)時(shí)，形成沉降性能很差的松散絲狀纏繞結(jié)構(gòu)。

13、而且 ，氣泡附著在這些松散纏繞的絲狀菌 上時(shí)，污泥甚至有上浮的趨勢(shì).在生物反應(yīng)器中，因氣體流動(dòng)或者液體流動(dòng)和顆粒間碰撞引起的脫膜力是影響厭氧顆粒污泥的 形成、生物結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素.在一個(gè)生物膜系統(tǒng)中，高的水力剪切力能夠產(chǎn)生比較結(jié)實(shí)的生物膜，而剪切力比較弱的時(shí)候，生物膜容易成為一個(gè)異質(zhì)多孔和比較脆弱的生物膜。另一方面，有證 據(jù)表明，在好氧和厭氧顆粒污泥形成的過(guò)程中需要有一定的水力剪切力.當(dāng)剪切力比較弱的時(shí)候，很少觀察到污泥顆?；F(xiàn)象。這些也表明了水力剪切力在生物附著和自固定化過(guò)程中的重要性。但是， 水力剪切力對(duì)顆粒污泥的形成、結(jié)構(gòu)和代謝機(jī)理的影響還不十分清楚從上面的討論顯示，UASB反應(yīng)

14、器中的上升流速對(duì)污泥顆?；^(guò)程具有顯著的影響.因此，研究者在通過(guò)控制UASB反應(yīng)器中的水力剪切力來(lái)加速污泥顆?；M(jìn)程的研究方面付出了許多努力。Alphenaar等人發(fā)現(xiàn)UASB反應(yīng)器中高的液體上升流速和短的水力停留時(shí)間（HRT ）兩者結(jié)合有利于污泥顆?；^(guò)程。Noyola和Moreno進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)來(lái)研究 UASB反應(yīng)器中液體上升流速 對(duì)厭氧顆粒污泥形成的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明通過(guò)水剪切力作用使絮狀厭氧污泥能夠通過(guò)在非常短的時(shí) 間里（不到8小時(shí)）而被轉(zhuǎn)化為活性相對(duì)比較好的厭氧顆粒污泥.這些厭氧顆粒污泥的SVI和污泥沉淀速度顯著改善，并且顆粒污泥的沉降性的增加將導(dǎo)致流失 污泥從46 %減少到2%。

15、清華大學(xué)的實(shí)踐表明將水力負(fù)荷提高到0.6m3/ （m2h ），可以沖走大部分的絮狀污泥，使密度較大的顆粒狀污泥積累在反應(yīng)器的底部，形成顆粒污泥層，這部分污泥層可首先 獲得充足的營(yíng)養(yǎng)而較快地增長(zhǎng)。因此，通過(guò)提高 UASB反應(yīng)器中液體上升流速，將水剪切力作用于絮 狀厭氧污泥上，使得厭氧顆粒污泥的形成速度得到顯著增強(qiáng)。但是，提高水力負(fù)荷不能過(guò)快，否則大 量絮狀污泥的過(guò)早淘汰會(huì)導(dǎo)致污泥負(fù)荷過(guò)高，影響反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行。探討三相分離器在厭氧顆粒污泥膨脹床中的優(yōu)化設(shè)計(jì)厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）反應(yīng)器是荷蘭Lettinga教授和他同事在20世紀(jì)80年代后期對(duì) UASB反應(yīng)器進(jìn)行改良而開(kāi)發(fā)的第三代反應(yīng)器。因

16、具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、負(fù)荷高、適應(yīng)性廣等特點(diǎn)，受到國(guó)內(nèi) 外普遍重視，已被用于多種工業(yè)有機(jī)廢水（如淀粉、啤酒、酒精、屠宰、味精、檸檬等）的處理14. 自EGSB開(kāi)發(fā)以來(lái)，因三相分離器是EGSB反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，而且在日益發(fā)展的三相流態(tài)化技 術(shù)中也有著廣泛的應(yīng)用前景，故反應(yīng)器的設(shè)計(jì)重點(diǎn)集中在氣一液一固三相分離器方面。但到目前為止:用于大規(guī)模生產(chǎn)的三相分離器結(jié)構(gòu)在國(guó)外仍屬專利，有關(guān)設(shè)計(jì)方法也是沿用UASB的設(shè)計(jì)方法.國(guó)內(nèi)已有的報(bào)道對(duì)EGSB的三相分離器大多按固液和氣液兩相分離的方法進(jìn)計(jì)設(shè)計(jì)5，主要是針對(duì)低濃度的有機(jī)廢水，而對(duì)于高濃度的有機(jī)廢水分高效果不太理想，出現(xiàn)污泥流失，限制了反應(yīng)器負(fù)荷的提 高。因此，

17、在高濃度有機(jī)廢水中 EGSB反應(yīng)器的三相分離器設(shè)計(jì)是一項(xiàng)值得探討的課題。本文運(yùn)用 流體力學(xué)理論來(lái)對(duì)互相分離器進(jìn)行理論分析和優(yōu)化計(jì)算.以便對(duì)三相分離器的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。1三相分離器的基本要求及工作原理三相分離器是EGSB反應(yīng)器的重要結(jié)構(gòu)，它對(duì)污泥床的正常運(yùn)行和獲得良好的出水水質(zhì)起 著十分重要的作用。它同時(shí)具有以下兩個(gè)功能：一是收集從分離器下反應(yīng)室產(chǎn)生的沼氣；二是使得在 分離器之上的懸浮物沉淀下來(lái)。 要實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)功能，在厭氧反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置的三相分離器應(yīng)滿足以下條 件：水和污泥的混合物在進(jìn)入沉淀室之前，氣泡必須得到分離。沉淀區(qū)的表面負(fù)荷應(yīng)在 3.0 m3 /(m2h )以下，混合液進(jìn)入沉淀區(qū)前，通過(guò)

18、入流孔道的 流速不大于顆粒污泥的沉降速度。由于厭氧污泥具有凝結(jié)的性質(zhì)，液流上升通過(guò)泥層時(shí)，應(yīng)有利于在沉淀器中形成污泥層o沉淀區(qū)斜壁角度要適當(dāng)，應(yīng)使沉淀在斜底上的污泥不積聚，盡快滑回反應(yīng)區(qū)內(nèi)。應(yīng)防止氣室產(chǎn)生大量的泡沫；并控制氣室的高度，防止浮渣堵塞出氣管。現(xiàn)以圖1所示三相分離器為例來(lái)說(shuō)明其工作原理.氣、液、固混合液上升到三相分離器內(nèi) 沼氣氣泡碰到分離器下部的反射板時(shí)，折向氣室而被有效地分離排出，與固、液分離。與氣泡分離后 的污泥在重力作用下一部分落回反應(yīng)區(qū)，另一部分隨流體沿一狹道上升，進(jìn)入沉淀區(qū)。澄清液通過(guò)溢 流堰排出，污泥在沉淀區(qū)絮凝、沉降和濃縮，然后沿斜壁下滑，通過(guò)污泥回流口返回反應(yīng)區(qū)。由于

19、沉 淀區(qū)內(nèi)液體無(wú)氣泡，故污泥回流口以上的水柱密度大于反應(yīng)器內(nèi)液體密度，使?jié)饪s后的污泥能夠返回 反應(yīng)區(qū)，達(dá)到固液分離.2三相分離器的設(shè)計(jì)一般來(lái)說(shuō)，三相分離器的設(shè)計(jì)包括沉淀區(qū)設(shè)計(jì)、回流縫設(shè)計(jì)和氣液分離設(shè)計(jì).現(xiàn)對(duì)矩形結(jié)構(gòu)反應(yīng)器內(nèi)的三相分離器設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。2.1沉淀區(qū)設(shè)計(jì)沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)方法可參考普通二次沉淀池的設(shè)計(jì)6,主要考慮沉淀面積和水深。沉淀池的面積根據(jù)廢水量和沉淀區(qū)的表面負(fù)荷確定，在處理高濃度的有機(jī)廢水時(shí)，由于在沉淀區(qū)的厭氧污泥 與水中殘余的有機(jī)物還能產(chǎn)生生化反應(yīng)，對(duì)固液分離有一定的干擾，但EGSB反應(yīng)器中的顆粒污泥比 UASB中的絮狀污泥直徑大，凝聚和沉降性能好，機(jī)械強(qiáng)度也較高，不易被水流沖碎而

20、流失，因此，表面 負(fù)荷UASB(小于1 o 0m3/ (m2h )中的大，一般小于 3.0m3/ ( m2h )。對(duì)于一個(gè)已知的反應(yīng) 器來(lái)說(shuō)，沉淀區(qū)的面積是已知，故只須設(shè)汁沉淀區(qū)的水深。根據(jù)淺池沉降原理及工程實(shí)踐，一般沉降 區(qū)的體積是總體積的15%-20%,這樣不僅能收集部分沼氣，而且能提高反應(yīng)器的沉降效率。2。2回流縫的設(shè)計(jì)由圖2可知，三相分離器由上、下兩組三角形集氣罩所組成，根據(jù)幾何關(guān)系可得： TOC o 1-5 h z tg 0 =h3/b1(1)b2=b-2b1(2)v1=Q/S1(3 )S1=ab2(4)v2=Q/S2(5)S2=2ca(6 )元三網(wǎng)分高器幾軻尺寸美嘛其中0為下三角形

21、集氣罩斜面的水平夾角，一般采用45 600 ,為了利于回流，。取600 ; h3為下三角形集氣罩的垂直高度，m ; bl為下三角形集氣罩的1 /2寬度，m ； b2為兩個(gè)下三角形 集氣罩之間的水平距離，即污泥的回流縫之一，m； b為單元三相分離器的寬度，m； Q為反應(yīng)器進(jìn)水流量，m3/h; S1為下三角形集氣罩回流縫的總面積，m2 ; S2為上三角形集氣罩回流縫的總面 積，m2 ； c為C點(diǎn)到下三角形斜面的垂直距離，即 CE, m； a為反應(yīng)器寬度，即三相分流器的長(zhǎng) 度，m ； v1下三角形集氣罩之間的污泥回流縫中混合液的上升流速，m/h ; v2為混合液通過(guò)上三角形集氣罩與下三角集氣罩之間回

22、流縫的流速，m/h; v0為廢水的上升流速，m/h。設(shè)X =b2/b,則有0人 1 ,為了使回流縫和沉淀區(qū)的水流穩(wěn)定，確保良好的固液分離效果和污泥的順利回流，通過(guò)理論計(jì)算和工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)優(yōu)化人值，使得v2v1。c可以通過(guò)調(diào)節(jié)h4來(lái)實(shí)現(xiàn)。最終確定流速池，以使回流縫的水流穩(wěn)定，污泥能順利地回流。一個(gè)性能優(yōu)良的三相分離器應(yīng)使沉淀區(qū)的濃縮污泥能夠順利回流至反應(yīng)區(qū)，污泥在沉淀區(qū)的停留時(shí)間要短.因此分離器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是回流口的尺寸?；亓骺谙路降奈勰酀舛萷 ms越低,沉淀區(qū)濃縮污泥回流的推動(dòng)力也越大.下三角形集氣罩回流縫面積 S1減小，進(jìn)入三相分離器的氣量減小，p ms降低，但同時(shí)下三角形集氣罩回流縫處的縱向流速

23、增大，又使 p ms增加。p ms與懸浮污泥層濃 度、通過(guò)回流口的氣量、液體流速及污泥沉降速度有關(guān)。P ms可參照文獻(xiàn)7計(jì)算懸浮層污泥濃度的公式并通過(guò)小試實(shí)驗(yàn)歸納為下式：仆二3工其中*i -pmd為懸浮層污泥濃度，KgSS /m3 ；/ / gd /為單位時(shí)間每平方米懸浮層頂部產(chǎn)氣體積,m3 ；” 9例單位時(shí)間每平方米反應(yīng)器產(chǎn)氣體積，m3 ； Ksg為單位有機(jī)物甲烷轉(zhuǎn)化量，m3CH4 /Kg COD ; fme為氣體中的甲烷含量；p 0為進(jìn)水COD的質(zhì)量濃度，Kg COD /m3 ; pe為出水COD的質(zhì)量濃度，KgCOD /m3;vsl為污泥的界面沉降速度，m/h;Kls為污泥模型常數(shù).集氣

24、罩最小斷面的污泥濃度較高，而且被上升氣體夾帶到這一部分的污泥沉降性較差，污泥的沉降為擁擠沉降。污泥的界面沉降速度可用下列經(jīng)驗(yàn)公式表示7 :(8)vsl =a p nmd有機(jī)質(zhì)的厭氧消化在具有固定床性質(zhì)的污泥床和具有流化床性質(zhì)的懸浮層兩部分完成，三 相分離器不參與有機(jī)質(zhì)的消化過(guò)程。在一定的有機(jī)負(fù)荷下懸浮層濃度可根據(jù)Van Der Meer 等人提出的上流式反應(yīng)器厭氧消化過(guò)程的數(shù)學(xué)描述求得。這樣三相分離器的設(shè)計(jì)首先要找出p ms值最小時(shí)的人，即可獲得集氣罩的最佳橫向尺寸.2。3氣液分離設(shè)計(jì)由圖2可知，欲達(dá)到氣液分離的目的，上下三角形集氣罩的斜邊必須重疊，重疊的水平距 離越大，氣體分離效果越好，去除

25、氣泡的直徑越小，對(duì)沉淀區(qū)同液分離效果的影響越小。由反應(yīng)區(qū)上 升的水流從下三角形集器罩回流縫過(guò)渡到上三角形集氣罩回流縫再進(jìn)入沉淀區(qū)，其水流狀態(tài)比較復(fù)雜。當(dāng)混合液上升到 A點(diǎn)后，將沿著AB方向斜面流動(dòng)，并設(shè)流速為 Va,同時(shí)假定A點(diǎn)的氣泡以速 度Vb垂直上升，所以氣泡的運(yùn)動(dòng)軌跡將沿著Va和Vb合成的方向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度的平行四邊形法則，有： TOC o 1-5 h z Vb/Va=BC/AB(9)要使氣泡分離后不進(jìn)入沉淀區(qū)的必要條件是：Vb/Va BC/AB(10 )氣泡上升速度Vb與其直徑、水溫、液體和氣體的密度、廢水的粘度系數(shù)等因素有關(guān).當(dāng)氣泡的直徑很小(d0o 1mm =時(shí)、在氣泡周圍的水流呈

26、層流狀態(tài)，Re1,這時(shí)氣泡的上升速度可用 如下的斯托克斯公式計(jì)算：Vb=d1g( p L pG) /18 a(11 )式中：pL為廢水的密度，Kg/m3 ; pG為氣泡的密度，Kg/m3。由圖二可知，如果c已知，則BC = c/cos8,由式(10 ),可求得AB,而上三角形集氣罩 的高滿足如下的關(guān)系式：ABcosB +b 入/2=h4ctg 0(12)從而可以求得h4.從式(12)可以看出，h4是依據(jù)人而變化的。bl已由前面人確定,這樣給定縫隙寬度C即可求出脫除直徑為db的氣泡所需最小h40h4 越大，上三角形集氣罩的覆蓋面就越寬， 氣體的分離效果就越好，去除的氣泡也越小。但h4不能太大，

27、否則上下兩個(gè)三角形集氣罩之間的截面面積減少，從而使得流經(jīng)該截面的流速 V2高于3m/h，使?jié)饪s 污泥回流困難。由于三相混合液在進(jìn)入三相分離器前大部分氣體已被排除，沉淀區(qū)下方污泥濃度較低，氣量也少，此時(shí)濃縮污泥顆粒的沉降速度可用自由沉降速度來(lái)代替，并用下列公式來(lái)計(jì)算不同粒徑的污泥沉降速度9:vp= （ p t p G）gd2P/18u（Rev2 sin 0及vp v2 ,即可求出使?jié)饪s污泥能夠順利回流的上部集氣罩最小斷面面 積。從而求出上三角形集氣罩的高度.考慮到顆粒形狀不規(guī)則及仍有一定的干擾作用，實(shí)際沉降速度要 比計(jì)算值低.另外，下部集氣罩最小斷面的污泥沉降速度應(yīng)高于料液縱向流速，即 vsl

28、v1.3模型算法及其設(shè)計(jì)應(yīng)用示例在一定的反應(yīng)器負(fù)荷下，pms為人的單目標(biāo)函數(shù)，其優(yōu)化模型為：目標(biāo)函數(shù)p ms = fgd入），v1 （入） 求人，使得p ms最小。約束條件O入 1.由于目標(biāo)函數(shù)的表達(dá)式復(fù)雜，自變量的取值范圍不大 ，因此可以采用比較法來(lái)尋求，其可靠 性和準(zhǔn)確性通過(guò)人的離散密集程度來(lái)保證。確定下三角形的回流縫寬度以后，就可以求得分離器的其 它結(jié)構(gòu)尺寸.計(jì)算步驟如下：確定p 0, p e, v0 ;查Ksg , fme及有關(guān)參數(shù)；找出滿足pms最小值的人；由公式（1 ）（7）和（9）（13 ）求出b2和h4;校核.應(yīng)用此方法對(duì)實(shí)驗(yàn)室小試中 EGSB反應(yīng)器的三相分離器進(jìn)行了設(shè)計(jì)，用此

29、三相分離器來(lái)分 離混合液中的氣體和污泥顆粒，取得了較滿意的結(jié)果。進(jìn)水的COD質(zhì)量濃度為4 000 mg /L,廢水的上升流速為6 m /h,在一定的水力停留 時(shí)間下可獲得80 %的穩(wěn)定去除率，模型中有關(guān)參數(shù)由參照有關(guān)資料及菌種馴化實(shí)驗(yàn)所得如下：Ksg=0.35 m3 CH4 / kg COD ; fme =0.85 ;p md= 10kgSS / m3 ； vs1 =31m /h；Kts =0。2;dp = 0.5 mm ；p 日 X103kg /m3 ； p 尸 l.05kg /m3 ；心二0。8X10-3NS /m2;g =10N/kg。將上述參數(shù)代入式（1 ）（13 ）,可得到反應(yīng)器及三

30、相分離器的最佳結(jié)構(gòu)尺寸，結(jié)果如下反應(yīng)器的邊長(zhǎng) b = 16cm ； v0=6m/h；入=0。38;b2 = 6cm ； b1 =5cm ； C = l。5Cm;BC = 3cm;AB =3cm ; h4=7。5 cm由上述尺寸確定的三相分離器可脫除直徑為0.lmm 以上的氣泡，并能使直徑為 0.5 mm的顆粒污泥順利返回反應(yīng)區(qū).海南某淀粉廠黃漿廢水EGSB處理工藝中三相分離器的設(shè)計(jì)采用此方法也獲得了很好的效 果。它是由三層多個(gè)三相分離器單元組成的箱式設(shè)備，具體的單元尺寸為：b = 100cm ； b1 =30Cm ； b2 =40cm;人=0.4；h4 = 52cm ; BC = 35cm ;

31、 AB = 20cm4結(jié)語(yǔ)本文運(yùn)用流體力學(xué)理論，根據(jù) EGSB反應(yīng)器中互相分離器的工作原理，在Van Der Mer 的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，建立了一個(gè)改進(jìn)型三相分離器的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)資料及實(shí)驗(yàn)得出一些參數(shù)后，進(jìn) 行了優(yōu)化計(jì)算，得出了較為合理的回流縫尺寸和三角形集氣罩的高度，為設(shè)計(jì)穩(wěn)定高效的EGSB反應(yīng)器提供理論依據(jù)。厭氧生物處理的運(yùn)行與管理研究厭氧消化系統(tǒng)的啟動(dòng)主要是培養(yǎng)消化污泥，消化污泥培養(yǎng)正常的一個(gè)主要標(biāo)志是產(chǎn)酸菌與甲烷 菌數(shù)量上的動(dòng)態(tài)平衡。產(chǎn)酸菌繁殖速度快，對(duì)環(huán)境條件要求較低，極易大量培養(yǎng)繁殖，而甲烷菌很脆 弱,對(duì)環(huán)境條件要求高，初期培養(yǎng)較困難，因此，試運(yùn)行中生物培養(yǎng)的主要目標(biāo)是甲烷菌的培養(yǎng)

32、.一般來(lái)說(shuō)，甲烷菌培養(yǎng)良好時(shí)，產(chǎn)酸菌必然良好 ，但產(chǎn)酸菌的過(guò)度繁殖，不利于甲烷菌的培養(yǎng)，有時(shí)甚至不 可能培養(yǎng)起來(lái)。向消化池內(nèi)投入消化種污泥，種污泥可以取自其他處理廠，如無(wú)條件，可從廢坑塘種取部 分腐爛的污物或污泥投入消化池作為種污泥。向消化池內(nèi)逐步投入生污泥，使消化污泥自行逐漸形成。此法培養(yǎng)時(shí)間較長(zhǎng)，一般需 2-3個(gè)月才能將消化污泥培養(yǎng)正常。在培養(yǎng)消彳t污泥時(shí)，必須控制有機(jī)物的投配負(fù)荷，投配負(fù)荷太高，會(huì)導(dǎo)致?lián)]發(fā)性脂肪酸的大 量積累，使酸衰退階段時(shí)間太長(zhǎng)，從而大大延長(zhǎng)培養(yǎng)時(shí)間.一般有兩種控制方法：一是降低投泥的濃度；二是用初沉出水或二沉出水注滿消化池，稀釋投入的污泥。1、厭氧濾池的啟動(dòng)厭氧濾池的

33、啟動(dòng)即完成反應(yīng)器內(nèi)污泥的增殖與馴化，通過(guò)形成生物膜和細(xì)胞聚集體使污泥 達(dá)到預(yù)定的濃度和活性，從而使反應(yīng)器可在設(shè)計(jì)負(fù)荷下正常運(yùn)行。通常可采用已有的污水處理廠的消 化污泥作為接種污泥，污泥在投加前可與部分原水混合，在反應(yīng)器仲停留3-5d,然后開(kāi)始連續(xù)進(jìn)水.開(kāi) 始時(shí)，COD負(fù)荷應(yīng)低于1.0kg/（m3d） o對(duì)于高濃度的廢水要進(jìn)行適當(dāng)?shù)南♂專⒃趩?dòng)過(guò)程中逐漸減少稀釋倍數(shù)，增加負(fù)荷。當(dāng)廢水中可生物降解的 COD去除率達(dá)到80 %左右時(shí)，即可按設(shè)計(jì)負(fù)荷連 續(xù)運(yùn)行了。2、UASB系統(tǒng)的啟動(dòng)對(duì)于一個(gè)新建的上流式厭氧污泥床（UASB）系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，啟動(dòng)過(guò)程主要是用未經(jīng)馴化的絮狀 污泥（如污水處理廠的消化污泥）對(duì)

34、其進(jìn)行接種，使反應(yīng)器達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷并實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的去除效果， 通常這一過(guò)程伴隨著顆?；耐瓿桑虼艘卜Q為污泥的顆?；?。由于厭氧微生物，特別是甲烷菌增殖很慢，厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)需要很長(zhǎng)時(shí)間.但是，一旦啟動(dòng)完成，在停止運(yùn)行后的再次啟動(dòng)可以迅速完 成。當(dāng)沒(méi)有現(xiàn)成的厭氧污泥和顆粒污泥時(shí)，采用最多的是城市污水廠的消化污泥。除了消化污 泥之外，可用作接種的污泥和沉淀物或富微生物的河泥也可以培養(yǎng)出顆粒污泥。污泥 VSS的接種濃 度至少不低于10kg/m3 反應(yīng)器容積.接種污泥的填充量應(yīng)不超過(guò)反應(yīng)器容積的60%。當(dāng)用非顆粒污泥接種時(shí)，為了培養(yǎng)顆粒污泥或沉降性能好的污泥，都存在一個(gè)將絮狀污泥 和分散的細(xì)小污泥由反應(yīng)器

35、 洗出”的階段，這是反應(yīng)器完成顆?；南葲Q條件。這一階段是一個(gè)緩慢 和微生物逐步進(jìn)化的過(guò)程，控制的關(guān)鍵要素之一是水力停留時(shí)間或上升流速。一般升流速度未0.4 -1.0m/h ,如果有必要可以采用出水的回流。但是出水沖走的污泥絕對(duì)沒(méi)有必要回流到反應(yīng)器。從負(fù)荷角度考慮UASB的初次啟動(dòng)和顆粒化過(guò)程分為 3個(gè)階段.階段1 ,即啟動(dòng)的初始階段，這一階段是低 COD負(fù)荷的階段2kg/ （m3 o d）階段2即當(dāng)反應(yīng)器COD負(fù)荷上升至25kg/（m3.d） 的啟動(dòng)階段。在這階段在反應(yīng)器里 對(duì)較重的污泥顆粒和分散的、 絮狀的污泥進(jìn)行選擇。使這一階段的末期留下的污泥中開(kāi)始產(chǎn)生顆粒污 泥和保留沉淀性能良好的污泥

36、。所以COD負(fù)荷在5kg/m3.d 左右是反應(yīng)器中以顆粒污泥或絮狀污泥 為主的一個(gè)重要的分界。階段3這一階段是指反應(yīng)器 COD負(fù)荷超過(guò)5kg/m3a 此時(shí)，絮狀污泥變得迅速減少，而 顆粒污泥加速形成直到反應(yīng)器內(nèi)不再有絮狀污泥存在。當(dāng)反應(yīng)器COD負(fù)荷大于5kg/m3 o d,由于顆粒污泥的不斷形成反應(yīng)器大部分被顆粒污泥 充滿時(shí)，其最大COD負(fù)荷可以超過(guò)20kg/m3 。d,當(dāng)反應(yīng)器運(yùn)行 COD負(fù)荷小于5kg/m3.d 時(shí)， 系統(tǒng)中雖然可能形成顆粒污泥，但是反應(yīng)器的污泥性質(zhì)是由占主導(dǎo)地位的絮狀污泥所確定。厭氧生物處理新工藝之厭氧序批式反應(yīng)器的探討刖百在高效的廢水處理工藝方面，各國(guó)學(xué)者相繼開(kāi)發(fā)了各種

37、高效厭氧生物反應(yīng)器，如厭氧生物濾 池（AF）上流式厭氧污泥床（UASB ）和厭氧流化床（AFB）等。美國(guó)教授Dague等人把好氧生物處 理的序批式反應(yīng)器（SBR ）運(yùn)用于厭氧處理，開(kāi)發(fā)了厭氧序批式反應(yīng)器（ Anaerobic SequencingBatch Reactor ),簡(jiǎn)稱為ASBR。Dague等人發(fā)現(xiàn)在ASBR中可以形成顆粒污泥，污泥沉降快且易 于保留在反應(yīng)器內(nèi)，具有高SRT,低HRT。雖然ASBR運(yùn)行上類似于厭氧接觸法，但 ASBR的固液 分離在反應(yīng)器內(nèi)部進(jìn)行，不需另設(shè)澄清池 ，不需真空脫氣設(shè)備。出水時(shí)反應(yīng)器內(nèi)部生物氣的分壓使沉 淀污泥不易上浮，沉降性能良好。另外， ASBR中不需

38、UASB中的復(fù)雜的三相分離器。ASBR具有 工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行方式靈活、生化反應(yīng)推動(dòng)力大并耐沖擊負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)。本文將介紹 ASBR的特點(diǎn)，運(yùn) 行條件及ASBR運(yùn)行中各階段所需時(shí)間的確定.1形成顆粒污泥是ASBR的基本特征顆粒污泥中厭氧微生物鄰近程度遠(yuǎn)小于絮狀體污泥。厭氧消化成功的關(guān)鍵在于反應(yīng)器中保 持多種微生物之間的平衡，特別是能夠保持低氫分壓.從熱力學(xué)上考慮，產(chǎn)乙酸菌把長(zhǎng)鏈揮發(fā)酸轉(zhuǎn)化為乙酸的反應(yīng)只有在氫分壓 一5低于101.325 X 10kPa情況下才能發(fā)生，這說(shuō)明利用CO2和H2的 產(chǎn)甲烷菌對(duì)產(chǎn)乙酸菌關(guān)系重大。厭氧顆粒污泥中不同菌種之間鄰近的共生關(guān)系有利于厭氧消化過(guò)程的 順利進(jìn)行，中間產(chǎn)物及

39、H2及時(shí)被不同菌種消耗掉可以使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，這是顆粒污泥在機(jī)理上的優(yōu) 勢(shì)。絮狀體污泥盡管也發(fā)生 H2及中間產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化，但顆粒污泥中的微生物固定在顆粒上，使中間產(chǎn)物 所需傳送的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)要近于離散的絮狀污泥 .Mecart和Smith1發(fā)現(xiàn)顆粒污泥與分散的絮狀體污泥 相比較，前者的氫分壓低對(duì)。利用速率快，Thide等人對(duì)比研究了顆粒污泥與懸浮污泥運(yùn)行的情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以乙醇為基質(zhì)時(shí)，顆粒污泥較懸浮污泥的基質(zhì)轉(zhuǎn)化率高75%,以甲酸為基質(zhì)時(shí)，在顆粒污泥中基質(zhì)轉(zhuǎn)化速率為0.275 /min。這充分證明顆粒污泥中厭氧微生物鄰近度近于絮狀體污泥，可以提高污泥活性。由于在ASBR中形成了顆粒污泥，使處理效果好，

40、運(yùn)行穩(wěn)定，能夠處理高濃度有機(jī)廢水。在接種成熟的顆粒污泥時(shí)，ASBR啟動(dòng)所需時(shí)間可以大大縮短，這就克服了普通厭氧法啟 動(dòng)慢的缺點(diǎn).2 ASBR能在常溫下處理低濃度廢水大多數(shù)高效厭氧反應(yīng)器主要為中溫消化。ASBR能夠在常溫時(shí)處理廢水，溫度低時(shí)基質(zhì)去除 率低，但ASBR出水中微生物流失量少，使反應(yīng)器內(nèi)可保持高的生物量，這可以抵消由于低溫造成的基 質(zhì)去除率低的影響。低濃度有機(jī)廢水在總污水排放量中占很大的比重，甲烷化能力低，采用常規(guī)的厭氧消化處 理技術(shù)難于奏效，好氧生物處理成本昂貴，ASBR能有效地處理低濃度有機(jī)廢水。Ndon和Dague3 1997年研究了 ASBR處理CODCr為1000、800、6

41、00和400mg /L的人工合成廢水，當(dāng)溫度為3515C、HRT為48h和24h時(shí),各種進(jìn)水濃度 CODcr去除率超過(guò)了 90%,在15 c低溫 下進(jìn)水CODcr為600和400mg /L時(shí)，ASBR對(duì)CODcr的去除率仍然超過(guò)了 85 %。3影響ASBR運(yùn)行的因素o 1進(jìn)水時(shí)間（tf）與反應(yīng)時(shí)間（tr）之比ASBR藝過(guò)程是一個(gè)非穩(wěn)定過(guò)程，反應(yīng)器中有機(jī)物濃度是時(shí)間的函數(shù).進(jìn)水結(jié)束時(shí)達(dá)最高值， 這說(shuō)明充水時(shí)間影響著ASBR的工藝的處理效果。AS BR工藝運(yùn)行分為進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀和排水4 個(gè)階段.沉淀和排水時(shí)間在同一反應(yīng)中一般固定且時(shí)間短，而進(jìn)水時(shí)間與反應(yīng)時(shí)間是工藝運(yùn)行的主要參數(shù)，其比值影響 AS

42、BR藝的處理效率。過(guò)去曾有人認(rèn)為快速進(jìn)水可使相應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間加長(zhǎng)，且可 提高反應(yīng)速率。但是當(dāng)基質(zhì)濃度超過(guò)半飽和常數(shù)時(shí)， 反應(yīng)速率成零級(jí)反應(yīng)，且在ASBR中不能以CODcr 去除率作為唯一指標(biāo).快速進(jìn)水由于產(chǎn)酸菌產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸 （VFA）速率高于產(chǎn)甲烷菌消耗有機(jī)酸的 速率，使反應(yīng)器中大量積累 VFA,當(dāng)負(fù)荷大于某一值時(shí)，甲烷化能力急劇下降.進(jìn)水時(shí)間長(zhǎng)，盡管反應(yīng) 速度慢，但中間產(chǎn)物VFA的及時(shí)消耗有利于ASBR順利進(jìn)行。在低負(fù)荷時(shí)tf/tr值對(duì)反應(yīng)影響較小， 高負(fù)荷情況下tf/tr造成的影響大。處理有毒有害廢水時(shí)應(yīng)適當(dāng)控制tf/tr值。3。2堿度ASBR運(yùn)行時(shí)要求混合7具有一定的 pH緩沖能力，啟

43、動(dòng)初期顆粒污泥沒(méi)有形成時(shí)，對(duì) pH 值極為敏感，一旦pH值低于7.0產(chǎn)氣不活躍。把pH值調(diào)為7。0-7.5時(shí)，產(chǎn)氣明顯增加，說(shuō)明進(jìn)水 堿度對(duì)形成的顆粒污泥作用很關(guān)鍵，特別在低溫時(shí)，混合液粘滯性大，使生物氣泡附著于污泥上不容易釋放，當(dāng)附著的生物氣泡越集越多時(shí)，容易造成污泥上浮使污泥大量流失。出現(xiàn)這種情況時(shí)不應(yīng)增 加污泥負(fù)荷，而應(yīng)加人適當(dāng)堿度使生物氣泡釋放出來(lái)，使沉降性能變好。操作穩(wěn)定時(shí)，適于增大負(fù)荷，此時(shí)顆粒污泥生長(zhǎng)加快，當(dāng)顆粒污泥形成并穩(wěn)定一段時(shí)間后，操作適當(dāng)時(shí)不易解體。此時(shí)堿度可比啟動(dòng)階段有所降低，但要保持足夠的堿度，處理以碳水化合物為主的廢水時(shí)，進(jìn)水堿度與CODcr之比應(yīng)大于3。3.3溫度

44、ASBR能在565 c范圍內(nèi)處理多種廢水，為在低溫和常溫下廉價(jià)處理廢水提供了可能性。 但恒溫對(duì)ASBR保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要作用，不同種群產(chǎn)甲烷菌對(duì)生長(zhǎng)的溫度范圍均有嚴(yán)格要求， 從而需要保持恒溫。不論何種原因?qū)е聹囟鹊亩唐谕蛔?，均?huì)對(duì)厭氧發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生明顯的影響，高溫 發(fā)酵時(shí)最為敏感。ASBR各階段所需時(shí)間的確定ASBR運(yùn)行時(shí)每周期包括4個(gè)階段，依次為進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀和排水階段。各個(gè)階段的停 留時(shí)間由操作條件和所需出水水質(zhì)來(lái)決定.一個(gè)周期所需最短時(shí)間tmin是進(jìn)水時(shí)間扒反應(yīng)時(shí)間tr、沉 淀時(shí)間ts和出水時(shí)間td的和，即tmin=tf+tr+ts+td(1 )進(jìn)水時(shí)間進(jìn)水時(shí)間由進(jìn)水體積和進(jìn)水速度決

45、定，同時(shí)須考慮有毒有害物質(zhì)的抑制影響進(jìn)水速度視進(jìn) 水水質(zhì)而定。進(jìn)水體積由設(shè)計(jì)的 HRT有機(jī)負(fù)荷及預(yù)定的沉淀特征確定。進(jìn)水時(shí)間由下式求出：tf=Vf /Qf(2)式中：Vf 進(jìn)水體積，L;Qf進(jìn)水速度，L/h o4。2反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)所需時(shí)間由廢水水質(zhì)和濃度、污染物的降解速率、所需出水水質(zhì)、生物固體濃度和水溫等因素決定。反應(yīng)器中混合液體積從進(jìn)水開(kāi)始不斷增加，直到進(jìn)水結(jié)束達(dá)最大值門預(yù)定反應(yīng)器總有效體積人進(jìn)水時(shí)反應(yīng)器中基質(zhì)濃度不斷增加，而反應(yīng)階段反應(yīng)器中基質(zhì)濃度不斷減少，這表明ASBR是間歇進(jìn)行的非穩(wěn)態(tài)厭氧生物處理過(guò)程人SBR反應(yīng)器在時(shí)間上為推流式反應(yīng)器，在空間上為完全混合式反應(yīng)器。從另一個(gè)角度出發(fā)，可

46、以認(rèn)為進(jìn)水階段為完全混合反應(yīng)，反應(yīng)階段為推流式反應(yīng)采用莫諾德動(dòng)力學(xué)方程來(lái)描述反應(yīng)器中基質(zhì)濃度的變化情況時(shí)，基質(zhì)去除率是按一級(jí)反應(yīng) 進(jìn)行的：dS/dt= KXS/Ks+S (3)式中：S-基質(zhì)?農(nóng)度，mg / L ；X-污泥濃度，mg/L ；K-最大比基質(zhì)利用速率，l/d ;Ks-半飽和常數(shù)，mg /L.由于在厭氧反應(yīng)器 ASBR中污泥產(chǎn)率很低，同時(shí)反應(yīng)器中保持有高污泥濃度，從而可以認(rèn)為在進(jìn)水階段和反應(yīng)階段污泥量的變化可忽略不計(jì)，進(jìn)水階段完全混合時(shí)的物料平衡為下式：dS/dt=Q/ (Vmin+Vf ) (S0-S ) KXS/Ks+S (4)式中：Vf為某時(shí)打共進(jìn)水體積，為時(shí)間的函數(shù).聯(lián)合(4

47、)式和(5)式可得出進(jìn)水結(jié)束時(shí)的基質(zhì)濃度，通常采用迭代法可解出，開(kāi)始進(jìn)水時(shí)間為t時(shí)的基質(zhì)濃度由下式給出：S二(反應(yīng)器中基質(zhì)量)t/ (反應(yīng)器中混合液總體積)t (6)在時(shí)間為t+ At時(shí)基質(zhì)濃度為:白 S tVt + Q,o KXS ot (7)Vmm+Q/U* 口+ S$ + & & h，一式中：St-時(shí)間為t時(shí)的基質(zhì)濃度，mg/L；Vt-時(shí)間為t時(shí)的反應(yīng)器中總體積，L; t-計(jì)算時(shí)取得時(shí)間間隔；Vmin-進(jìn)水開(kāi)始時(shí)反應(yīng)器中混合液體積，L。在At足夠小時(shí)，t+ At時(shí)的基質(zhì)濃度可認(rèn)為與時(shí)間為t時(shí)基質(zhì)濃度幾乎相等把 St代人式可預(yù)測(cè)在進(jìn)水結(jié)束時(shí)的基質(zhì)濃度Sf,結(jié)合式(3)可取出反應(yīng)所需時(shí)間如下

48、：tr=Ks/KX ln (Sf/Se+(Sf Se)/Ks (8 )式中：Se-設(shè)計(jì)的出水基質(zhì)濃度，mg /L。4。3沉淀時(shí)間沉淀階段彳？止攪拌，為理想的靜止沉淀.沉淀所需時(shí)間是污泥沉淀速度出所需排水體積 Vd及反應(yīng)器橫截面積（A）的函數(shù)，即ts=Vd/vA9 9）但沉淀時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，通常為 10-30min.沉淀時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)繼續(xù)產(chǎn)出的生物氣使已沉降的污泥重新懸浮起來(lái)?；旌弦簯腋」腆w濃度MLSS ,進(jìn)料量與污泥量之比（F/M）是影響污泥沉淀速率及出水濃度的重要因素.4.4節(jié)水時(shí)間排水所需時(shí)間由所排放水的體積及出水流量Qd決定，通常為了保持反應(yīng)器中混合液恒定體積，排水體積等于該周期進(jìn)水體積，排水

49、時(shí)間可由下式得出：td=Vd/Qd（10）5結(jié)語(yǔ)ASBR同其它厭氧反應(yīng)器比較有如下特點(diǎn)：ASBR能形成顆粒污泥，同 UASB和AF相比，在反應(yīng)器底部不需要復(fù)雜且昂貴的配水 系統(tǒng)，也不需要復(fù)雜的三組分離器。ASBR在動(dòng)力學(xué)上有顯著的優(yōu)越性，F(xiàn)/M值高低交替變化，既保證了反應(yīng)階段的高去除率，又保證了沉淀階段的良好沉淀效果.ASBR能夠在較大的溫度范圍內(nèi)（565C）運(yùn)行,可在低溫和常溫下處理各種高濃度、低濃度和特種有機(jī)廢水。I C反應(yīng)器的啟動(dòng)及顆粒污泥的培養(yǎng)由于目前已經(jīng)建了許多生產(chǎn)性 UASB裝置，所以可采用UASB反應(yīng)器的顆粒污泥作為IC反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)的接種污泥。 當(dāng)采用UASB反應(yīng)器的顆粒污泥作為

50、IC反應(yīng)器的種泥時(shí)，UASB反應(yīng)器顆粒污泥演變?yōu)镮C反應(yīng)器的顆粒污泥，一般要 經(jīng)過(guò)一至兩個(gè)月才能完成啟動(dòng)過(guò)程。Peredoom和Vereijken將代碼為IND的處理造紙廢水UASB反應(yīng)器的顆粒接種 到代碼為ICP的處理啤酒廢水的 IC反應(yīng)器中，并測(cè)定了不同運(yùn)行期 IC反應(yīng)器污泥顆粒的分布，測(cè)定的結(jié)果見(jiàn)圖17-5。由圖17-5可知，IC反應(yīng)器用UASB反應(yīng)器顆粒污泥接種后，由于 IC反應(yīng)器的剪切力較大，接種的大顆粒被 剪切成小顆粒，所以小顆粒數(shù)量增加，反應(yīng)器生物量并沒(méi)有隨時(shí)間減少，在第 2周進(jìn)行泥樣分析，開(kāi)始顯示出顆粒大 小分布較寬的IC顆粒分布特征。由于IC反應(yīng)器的污泥負(fù)荷率和容積負(fù)荷率高，

51、污泥的生長(zhǎng)速率很快，顆粒的培養(yǎng)在 接種后2個(gè)月即可完成。如果沒(méi)有顆粒污泥接種而采用絮體污泥接種，則啟動(dòng)初期只能采用低負(fù)荷運(yùn)行，待自行培養(yǎng)出 顆粒污泥后，再逐步提高負(fù)荷，這樣啟動(dòng)時(shí)間會(huì)大大延長(zhǎng)。目前荷蘭PaquesBV公司的IC反應(yīng)器均采用UASB反應(yīng)器的 顆粒污泥接種。作者認(rèn)為，如果采用處理相同廢水的IC反應(yīng)器污泥接種則更為理想，可縮短啟動(dòng)時(shí)間。文檔為個(gè)人收集整理，來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)本文為互聯(lián)網(wǎng)收集，請(qǐng)勿用作商業(yè)用途I室IC反應(yīng)器I室在高負(fù)荷下運(yùn)行，其 COD去除率為60%70% o反應(yīng)器的初始容積負(fù)荷為31。25kgCOD/ (m3d), COD去除率為62.3% o第29天容積負(fù)荷升至50.8kg

52、COD/(m 3 d) ,COD去除率為59.8%。在第55天反應(yīng)器進(jìn)水COD 濃度為4500mg/L,污泥負(fù)荷為3。99gCOD/(gVSS d), COD去除率為61%。第89天容積負(fù)荷和污泥負(fù)荷分別為 76。 83kgCOD/ (m3d)、3。97gCOD/(gVSS d) , COD去除率為 64。3%。n室與i室相比，n室的運(yùn)行負(fù)荷相對(duì)較低，以n室進(jìn)水cod濃度計(jì)算則n室的cod去除率為60%85 %,去除的cod 占反應(yīng)器進(jìn)水COD的20%30% o n室的初始負(fù)荷為10.9kgCOD/ (m3 d), COD去除率為61。0%;第57天有機(jī)負(fù)荷 達(dá)到最大28.8kgCOD/(m 3 d) ,COD去