厌氧折流反应器的基本工艺及在废水处理中的运用

厌氧折流反应器的基本工艺及在废水处理中的运用

四川大学废水厌氧生物处理技术进展结课论文姓名：张梅学院：建筑与环境学院学号：班号：时间：2012年5月指导老师：李慧强n厌氧折流反应器的基本工艺及在废水处理中的运用张梅（1043054060）建筑与环境学院环境工程专业摘要：介绍了厌氧折流板反应器(ABR)的理论基础及其在废水处理方面的发展和应用。Introducedthetheoryfoundationoftheanaerobicbaffledreactor(ABR)andthedevelopmentandapplicationinwastewatertreatment.一、厌氧折流反应器的发展厌氧折流板反应器(anaerobicbaffledreactor，简称为ABR)是McCarty和Bachmann等于1982年提出的,由多隔室组成的高效新型反应器。1983年,Lettinga[1]及其合作者.进行了利用UASB处理城市污水的研究(Lettinga等,1983).此后,世界范围内的学者们利用不同的厌氧反应器对城市污水处理进行了深入研究,例如,厌氧流化床(FB),厌氧膨胀床(EB),升流式厌氧污泥床(UASB),厌氧滤池(AF)等.大约在Lettinga开发出UASB的同时,McCarty[2]及其合作者在Stanford注意到厌氧生物转盘(RBC)中的大多数微生物实际上呈悬浮状态,他们将转盘移去后即开发出了厌氧折流板反应器(ABR)(McCarty,1981).ABR最初用于产生富甲烷气体作为能源,其优点已经在后期的研究和应用中显现。.二、厌氧折流反应器的基本工艺特征在反应器内沿水力流向设置多层隔板,将反应器分隔成若干个串n联的反应室.废水在每个隔室中作先升流后降流的上下流动,借助于处理过程中反应器内产生的气体的溢出,使反应器内的微生物固体在折流板所形成的各个隔室作上下膨胀和沉淀运动,整个反应器的水流则以较慢的速度作水平流动。具有以下特点：ABR反应器水力条件优良：ABR反应器的流态是介于推流与完全混合流态之间,优良水力条件优良,具有稳定的处理效果。流态有利于废水与厌氧污泥之间的充分接触,加速基质从废水中向微生物细胞的传递,提高反应器的容积利用率。截留生物固体能力强：折流板的阻挡减弱了隔室间的返混作用,液体的上流和下流减少了细菌的洗出量,使反应器能在高负荷条件下有效地截留活性微生物固体,泥龄增长,污泥产率低。能在高负荷条件下,取得高的处理效果：ABR反应器有利于产酸段和产甲烷段的进行,减弱了由于高负荷条件下引起的低pH对产甲烷菌的抑制作用,在上流室不同隔室中形成性能稳定、种群良好的微生物链,使反应器具有抗冲机负荷的能力。三、厌氧折流反应器在废水处理中的运用厌氧折流板反应器(ABR)以其运行方式简单、运行效果稳定、成本低等优点引起了研究者们的注意经过国内外学者几十年的研究发现，ABR对于多种高浓度及难处理废水均有较好的处理效果。在废水处理的运用中应注意一下几点：（1）启动方式反应器启动的目标是使得降解废水污染物的微生物形成并生长良n好，以便处理后续废水。一旦微生物体系建立，不管是颗粒污泥或是絮状污泥，反应器运行都非常稳定。启动ABR应该用固定COD的浓度，逐渐缩小HRT的方式来改变进水有机负荷，而且启动应该采用较低的进水有机负荷，一般在0．5～3kg[COD]／(m·d)的范围内。（2）进水方式分区进水可以将有机物均匀地分配到不同的格室，第一格室的有机负荷降低，但是在后面格室微生物能够获得丰富的有机物。多点分区进水可以使得微生物的活性更高。反应器在水解酸化阶段时，多的有机物在多点分区进水反应器内被降解。研究表明多点分区进水比单点进水的COD去除率高．而且出水更利于后续生物处理，m(BOD)／m(COD)高达0．56。（3）出水循环Nachaiyasit等发现当增加出水循环比时，总的沼气产率和甲烷产率沿着反应器下降。从理论角度看，出水循环增加了混合对反应器水力状态造成的负面影响，扰乱了微生物共生关系的微观结构，提高了反应器的死区范围。出水循环导致的混合状态使得反应器由两相厌氧趋于单相消化的状态，因此产酸相和产甲烷相分离的两相消化系统会部分消失。出水循环的总体优势并不明显，是否需要出水循环由废水类型决定。如果pH值很低，进水含有很高的毒性物质和有机负荷，出水循环是可行的。出水循环的优缺点如表2所示．只有非常必要的时候，才采取出水循环。四、厌氧折流反应器的发展前景nABR具有工艺简单、建设投资费用低、固液分离效果好、运行管理方便、对有毒物质适应性强等优点，国际上对ABR废水处理的应用研究主要集中在低浓度废水、高浓度废水、低温废水、高固体含量废水、含硫废水、硝酸盐废水和有毒废水等方面。国内对ABR废水处理的应用研究主要集中在生活污水、低浓度废水、低温废水和特种废水等方面。ABR有效的去除不同类型、不同浓度的、不同的负荷的污水中的污染物。更重要的是，ABR内存在的选择性压力使适当的细菌种群在不同的位置得以良好生长，从而实现了不同生物相的分离。其次，ABR的构型使得其对有毒物质、剧烈的水力和有机负荷冲击、间歇进水、温度变化等都具有较强的抵抗能力。ABR的物理结构使其很容易在原有基础上进行改进以适于不同的处理条件。山东大学环境工程与科学学院曾经做实验研究了ABR一人工湿地组合工艺对生活污水的处理效果，考察了该组合工艺处理低浓度有机废水的可行性及运行特性。实验表明：ABR一人工湿地系统对氨氮有明显的去除效果，且去除率较高，平均为66．8％．出水氨氮浓度基本稳定，保持在15mg·L以下；ABR对BOD有较好的去除效果，去除率稳定维持在7l％左右，最高达73％．人工湿地出水BOD浓度始终较低且稳定，平均低于9mg·I～，最高为11．2mg·L～，系统总去除率达到95％，说明ABR一人工湿地系统对氨氮和BOD都有良好的去除效果且运行稳定。厌氧折流板反应器作为食品废水处理流程中的产甲烷相反应器，n具有良好的处理效果和稳定性。在常温条件下，ABR反应器对食品废水的COD平均去除率为86％，色度去除率为30％一69％。反应器内有机氮的无机化作用不明显，进出水氨氮浓度和碱度变化不大。。采用ABR水解处理印染废水，在HRT=11h的条件下对ABR进行中试研究，测定了ABR对COD、色度、SS等的去除效果。结果表明，ABR对COD的去除效果明显，同时经其处理后B，C有一定程度增加，后续经好氧处理后最终出水COD可达100mCL左右。目前ABR主要应用于对各种废水处理方面，技术反战比较成熟。在以后的研究方向中，应该继续开发利用ABR反应器运行稳定、抗冲击负荷能力强、处理效率高的优点，不仅把厌氧折流反应器应用到生活、生产污水的处理中，更应该大规模的应用到河流、湖泊的处理中，加强生态环境保护。参考文献：【1】李慧婷[1,2]等,厌氧折流板反应器及其废水处理工艺[J].辽宁化工.2010(1).-102-105【2】蒋永荣等,ABR处理糖蜜酒精模拟废水的启动试验[J].中国给水排水.2010(3).-96-99【3】黄振华等,不等距异波复合厌氧折流板反应器处理污水试验研究[J].,辽宁化工.2010(2).-154-156【4】冼超彦周兴求,ABR作为产甲烷反应器的两相厌氧工艺的启动特性[J].工业用水与废水.2010,41(1).-72-75,79【5】裘尚德陈听杰,折流板厌氧反应器处理印染废水中试研究n[J].工业水处理.2011,31(8).-66-68【6】刘风华[1,2],厌氧折流板反应器处理难降解黄连素废水的研究[J].中国环境科学.2011,31(4).-591-596【7】赵大传杜家伟,ABR-人工湿地组合工艺处理生活污水,[J].安徽大学学报：自然科学版.2011,35(1).-97-101【8】丁绍兰、秦宁等,厌氧折流板反应器分区进水的实验研究[J].工业水处理.2011,31(2).-41-42,49【9】单荏坤,厌氧折流板反应器处理食品废水的中试研究[J].中国沼气.2010,28(6).-29-31,38,【10】刘敏敏杨学军,厌氧折流板反应器在废水处理中的研究与应用[J].工业用水与废水.2010,41(3).-5-8,13【11】丁绍兰秦宁,厌氧折流板反应器（ABR）的启动研究[J].西部皮革.2010(11).-51-55【12】赵丹等,厌氧折流板反应器(ABR)的水动力学及污泥特性[J].环境工程,2001,19(2):12-15.【13】徐金兰,厌氧折流板反应器(ABR)的工艺特征与处理性能[J].西安建筑科技大学环境与市政工程学院,2002,26(4)-5-8【14】赖鼎东，李正魁，张晓姣，等．固定化氨氧化菌短程硝化的启动研究[J]．中国给水排水，2009，25(5)：316—319．【15】李凌云，彭永臻，杨庆，等．SBR工艺短程硝化快速启动条件的优化[J]．中国环境科学，2009，29(3)：312—317．