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芬頓流化床反應(yīng)機(jī)理是氧化劑和廢水中的污染物在厭氧反應(yīng)器內(nèi)部裝填的催化劑填料表面發(fā)生催化反應(yīng),流化床的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)將厭氧反應(yīng)器內(nèi)部廢水屢次過催化劑表面,然后大大了氧化劑和廢水中污染物的反響功率,了氧化劑的利用率和污染物去除率。
占地面積小芬頓流化床厭氧反應(yīng)器選用一體化設(shè)備方式,將內(nèi)循環(huán)管路集成到設(shè)備內(nèi)部,且從工藝上對設(shè)備有高徑比要求,以滿足上升流速。因而設(shè)備整體緊湊,占地面積小。消耗量小芬頓催化劑是以離子形狀溶解于污水水中,隨著污水水流丟失,芬頓處理污水均全流程增加離子型金屬催化劑,催化劑消耗量大。
而芬頓流化床則是將催化劑以固定床的方式固定于芬頓流化床厭氧反應(yīng)器內(nèi)部,污水和氧化劑在固定床催化劑的表面發(fā)生催化反響,然后避免了催化劑的丟失。只需定時予以少數(shù)彌補(bǔ)即可,比較工藝而言,大大了催化劑的用量,一同含鐵污泥的產(chǎn)值。
三相分離器有多種布置形式,設(shè)計合理與否直接影響反應(yīng)器處理效果和運(yùn)行成敗。三相分離器的設(shè)計可分為沉淀區(qū)設(shè)計、回流縫設(shè)計和氣液分離設(shè)計三個部分,本條對三相分離器的設(shè)計提出了要求。
沉淀區(qū)設(shè)計方法與二沉池相似,決定于表面水力負(fù)荷,由于沉淀區(qū)有少量污泥氣產(chǎn)生對固液分離有一定干擾,故表面水力負(fù)荷不宜大于1.0m3/(m2·h)。為取得良好的固液分離效果,沉淀區(qū)總水深宜大于1.5m,水力停留時間宜為1.5h~2.0h。
沉淀區(qū)開縫處進(jìn)水流速的要求是考慮污泥能順利回流至反應(yīng)區(qū),不宜大于3m/h。
沉降斜面的傾角規(guī)定目的是使污泥能順利滑回反應(yīng)區(qū)。進(jìn)水懸浮物濃度過高或氣液界面氣體負(fù)荷率過低均有可能形成浮渣層,進(jìn)水中含較高油脂類化合物或氣體負(fù)荷率過高易形成泡沫層,均不利于污泥氣逸出,嚴(yán)重時會引起氣體從沉淀區(qū)逸出,干擾沉淀區(qū)固液分離或堵塞氣體管,故氣體分離界面氣體負(fù)荷不宜小于1m3/(m2·h),一般取1m3/(m2·h)~3m3/(m2·h)。
厭氧生物處理反應(yīng)器主要有:厭氧接觸法、厭氧濾池、上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧流化床、顆粒污泥脹大床(EGSB)等。UASB反應(yīng)器是一種運(yùn)用廣泛、規(guī)劃老到、的厭氧處理設(shè)備,據(jù)統(tǒng)計,全球及我國在運(yùn)轉(zhuǎn)的各類厭氧反應(yīng)器中,UASB厭氧反應(yīng)器占60%。
升流式厭氧污泥床工藝近年來在國內(nèi)外展開很快,該工藝既節(jié)省了動力,基至可回收能量,又處理了環(huán)境污染問題,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。具有寬廣的使用前景。
上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(uasb厭氧反應(yīng)器)是荷蘭學(xué)者Lettinga等人在20世紀(jì)70年代初開發(fā)的。當(dāng)時她們在研討上流式厭氧濾池處理馬鈴薯加工和甲醇廢水時注意到大部分的凈化效果和堆集得大部分厭氧微生物均在濾池的下部,于是便在濾池底部設(shè)置了一個不裝填料的空間來堆集更多的厭氧微生物量,后來干脆取消了池內(nèi)的全部填料,并在池頂設(shè)置了一個氣、固、液三相分離器,一種結(jié)構(gòu)簡略、處理效能很高的新型厭氧反應(yīng)器便誕生了。因為這種反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡略、不用填料、沒有懸浮物阻塞等問題,因此一呈現(xiàn)便當(dāng)即引起了廣大廢水處理工作者的極大喜好,并被廣泛使用于工業(yè)廢水和生活污水的處理中。
IC厭氧反應(yīng)器是新一代的內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器,相比EG厭氧反應(yīng)器和UA厭氧反應(yīng)器有著的優(yōu)勢。IC厭氧反應(yīng)器的構(gòu)造類似于兩個UA厭氧反應(yīng)器串聯(lián)而成,廢水在IC反應(yīng)器中自下而上,污染物被吸附并降解,凈化過的水從反應(yīng)器頂部流出。
布水混合區(qū):布水厭氧反應(yīng)器的關(guān)鍵,我選用的旋流布水,可以對顆粒污泥和廢水呈現(xiàn)比較大的拌和分配效果,在反應(yīng)器的底部進(jìn)入的污水與顆粒污泥和內(nèi)部氣體循環(huán)所帶回的有用的混合,對進(jìn)水構(gòu)成有用的稀釋和混合效果,確保了反應(yīng)器的安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。IC厭氧反應(yīng)器高度可達(dá)16m~25m,高徑比一般為2~5,由5個基本部分組成:布水混合區(qū)、顆粒污泥脹大床區(qū)、精處理區(qū)、內(nèi)循環(huán)體系和區(qū)。顆粒污泥脹大區(qū):因為進(jìn)水循環(huán)和發(fā)生的沼氣的上升流速所造成顆粒污泥床體的脹大流化,污水和顆粒污泥間更能充沛有用的觸摸,使顆粒污泥堅持的活性,使反應(yīng)器具有很高的處理功率和安穩(wěn)性。
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UASB反應(yīng)器中的厭氧反應(yīng)過程與其他厭氧生物處理工藝一樣,包括水解,酸化,產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷等。通過不同的微生物參與底物的轉(zhuǎn)化過程而將底物轉(zhuǎn)化為終產(chǎn)物——沼氣、水等無機(jī)物
在厭氧消化反應(yīng)過程中參與反應(yīng)的厭氧微生物主要有以下幾種:
水解—發(fā)酵(酸化)細(xì)菌,它們將復(fù)雜結(jié)構(gòu)的底物水解發(fā)酵成各種有機(jī)酸,乙醇,糖類,氫和二氧化碳;
乙酸化細(xì)菌,它們將步水解發(fā)酵的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為氫、乙酸和二氧化碳;
產(chǎn)甲烷菌,它們將簡單的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳、氫等轉(zhuǎn)化為甲烷 [1] 。
UASB由污泥反應(yīng)區(qū)、氣液固三相分離器(包括沉淀區(qū))和氣室三部分組成。在底部反應(yīng)區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥,具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進(jìn)行混合接觸,污泥中的微生物分解污水中的有機(jī)物,把它轉(zhuǎn)化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出,微小氣泡在上升過程中,不斷合并,逐漸形成較大的氣泡,在污泥床上部由于沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進(jìn)入三相分離器,沼氣碰到分離器下部的反射板時,折向反射板的四周,然后穿過水層進(jìn)入氣室,集中在氣室沼氣,用導(dǎo)管導(dǎo)出,固液混合液經(jīng)過反射進(jìn)入三相分離器的沉淀區(qū),污水中的污泥發(fā)生絮凝,顆粒逐漸增大,并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿著斜壁滑回厭氧反應(yīng)區(qū)內(nèi),使反應(yīng)區(qū)內(nèi)積累大量的污泥,與污泥分離后的處理出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出,然后排出污泥床。
厭氧生物處理反應(yīng)器是高濃度有機(jī)廢水處理的有效工藝,升流式厭氧污泥床(UASB)是厭氧生物處理反應(yīng)器一種,UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed,簡稱UASB)由于具有厭氧過濾及厭氧活性污泥法的雙重特點(diǎn),其結(jié)構(gòu)、運(yùn)行操作維護(hù)管理相對簡單,造價相對較低,技術(shù)成熟,受到污水處理業(yè)界的重視,得到廣泛的歡迎和應(yīng)用。
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