上流式污泥床厌氧(UASB)反应器的改造及旋流内循环(EIC)厌氧反应器初探.pdf

上流式污泥床厌氧（UASB）反应器的改造及 旋流内循环（EIC）厌氧反应器初探 陈 协 江西省科学院 330029 E-mail ：Chenxie701@ 摘 要：本文针对上流式污泥床厌氧反应器 UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed)的问题， 在 UASB 改造中，开展了改进 IC( Inner-Circulation)的研究。主要特点为利用旋流技术， 改善了布水和循环效率。在多个企业多种形式工业运行中，针对发现的问题，主要利用气泡 的聚并和破裂产生的 “聚式”流态化原理，改善了颗粒污泥生长和生存的物理环境；改进设 计了内循环厌氧反应器的三相前端处理器。简述了旋流内循环厌氧反应器的研究现状。 关键词：上流式污泥床厌氧反应器， 内循环反应器，旋流技术，“聚式”流态化，旋流内 循环厌氧反应器 一、引言 以高效、低成本为特征的现代废水处理技术首先当推先进的厌氧生物处理技术，厌氧 生物反应器是其中发展最为迅速的一个领域。 1971 年荷兰瓦格宁根 （Wageningen）农业大学拉丁格 （Lettinga）教授通过物理结构 设计，利用重力场对不同密度物质作用的差异，发明了三相分离器。使活性污泥停留时间与 废水停留时间分离，形成了上流式厌氧污泥床 （UASB）反应器的雏型。1974 年荷兰CSM公司 在其 6m3反应器处理甜菜制糖废水时，发现了活性污泥自身固定化机制形成的生物聚体结构， 即颗粒污泥 （granular sludge）。颗粒污泥的出现，不仅促进了以UASB为代表的第二代厌氧 反应器的应用和发展，而且还为第三代厌氧反应器的诞生奠定了基础。 原典型的 UASB 反应器工作原理概念和工作状态模型存在三方面问题：A、高度问题， 污泥床高度对反应区的水流影响较大，如太厚会加大沟流和短流；B、增加截面积的放大方 式，在大规模反应器中难以实现均匀布水；C、三相分离器的稳定操作较为困难。 20 世纪 80 年代中后期到 90 年代，针对上述缺陷，国际上以厌氧膨胀颗粒污泥床 （EGSB）、内循环反应器 （IC）、升流式厌氧污泥床过滤器 （UBF）、厌氧折流板反应器 （ABR） 为代表的第三代厌氧反应器相继出现。从物理角度来看，第三代厌氧反应器是以颗粒污泥为 生化反应的基础，主要考察固体物质在重力场作用下，在流体中形成更为合理的微物理环境， 达到固液充分接触，更快传质的这一核心目的。利用固体的流态化技术是其核心技术之一， 侧重是解决典型 UASB 上述的 A、C 问题。 近来，帕克 （Pagues）公司可能采用了特殊物理结构设计，以ANAMMOX 工艺为特征的 流化床反应器问世，尚未大规模应用，更未引入我国，情况不祥。因为反应器的设计，不仅 要掌握生化反应规律，还要深入了解 Kolliken 为主的菌群的微生态环境，现有和可能形成 -1- 的物理特征，在连续工艺过程中菌群的需氧情况和在流体中的特点，才能设计出合理的物理 结构。 我国是 1981 年引入UASB厌氧反应器的概念(1)，由于大型UASB厌氧反应器颗粒污泥的培 养，并未彻底解决；原典型UASB反应器存在的问题在工业运行中经常暴露，致使我国自行设 计的UASB厌氧反应器运行数据大大低于设计值。90 年代中后期Pagues公司的IC和Biothane System公司的EGSB引进我国，使第三代厌氧反应器的应用在我国得到开展，与此相应的研究 工作也相继展开。 二、EIC 厌氧反应器研究及应用现状 1、EIC 厌氧反应器雏型的形成 3 我们是 2000 年开始IC的研究，2001 年进行 50m IC的中试，中温处理酒精废水获得成 功。2002 年底，巧遇安徽丰原生化股份有限公司UASB技术改造。对象是原有概念基础上典 型的大型UAS