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1厭氧反應器工藝介紹
ExpandedGranuiarSludgeBlanke(tEGSB)全稱為膨脹顆粒污泥床反應器。該反應器是在UASB的基礎上,附加一套外循環系統,反應器的出水經外循環系統回流后并與進水混合。以BIO-THANE公司的EGSB為例,廢水在調節池和反應器的部分出水混合后泵入EGSB,使得進入EGSB水力負荷不受污水水量變化影響。EGSB反應器頂部約有l米的空間,反應器產生的沼氣可儲存在此。由于儲存空間帶壓,故無需額外增加沼氣輸送設備。InternalCirculation(IC)全稱為內循環反應器。以PAQUES公司的IC為例,污水經布水器后,與反應器下降管內降落的泥水混合液充分在流化床反應室內混合。污水中大部分COD均在流化床反應室內進行降解,最終產生沼氣。沼氣先由第一級三相分離器,進行收集、分離、氣提。氣提產生的負壓將泥水混合液由反應器內的上升管提升至頂部,并經第二級三相分離器將沼氣和泥水進行分離,泥水混合液經下降管重新回至反應器底部,沼氣則離開反應器。IC是集布水、流化床反應室、內循環系統、深度處理為一體的厭氧反應器。其主要特點是有效防止污泥流失,處理高纖維含量污水不堵塞不積累,抗沖擊及毒性負荷較大。由于IC的COD負荷和高徑比為這三種反應器最大,故就占地而言IC是最經濟合理的。目前IC反應器最大直徑為12.5m,高度卻可達最大28m。由于反應器頂部缺少儲存沼氣的空間,故需增加沼氣穩壓柜。另外,IC產生的廢氣經廢氣風機抽出送至曝氣池。為了維持反應器內的壓力,IC頂部設有通氣口,不可避免的有氧氣進入三相分離器上部的空間,在有氧條件下,三相分離器附近的防腐是極其重要的。
2各厭氧反應器處理造紙廢水時的參數選擇及比較
根據上述三種厭氧反應器的原理,其設計時采用COD負荷,并用上升流速校核。在設計過程中,若COD負荷取值偏高,則反應器內的污泥將處于過飽,否則反應器內的污泥將處于饑餓。反應器內的污泥在過飽情況下,污泥會性質會發生改變,相反在饑餓情況下將影響反應器的出水水質。上升流速的取值同樣會影響反應器的處理效果。若反應器上升流速取值偏高,會造成反應器內的污泥流失,否則反應器內的泥水混合液未能有效的混合,從而影響反應器的出水水質。由于COD負荷和上升流速取值偏低的情況下,則反應器占地就會偏大,Hybrid反應器占地最大。另顆粒污泥的形成與維持,與廢水的性質以及足夠的水力沖刷有關。由于其上升流速較低,未能形成對顆粒污泥的有效沖刷,因此Hybrid反應器較適合在絮狀污泥的狀態下運行。其次Hybrid反應器內的UFF填料對懸浮物的累積會導致厭氧污泥灰分的不斷增加,使有效菌種逐漸失去主導地位,且UFF填料的堵塞仍未有效解決。IC反應器在COD負荷和上升流速方面是最高的。目前運行的幾個項目中,IC反應器的設計參數均在范圍之內。若在滿足容積負荷的條件的情況下,其上升流速未達到8m/h,則需要增加外循環。Hybrid和EGSB反應器均有外循環系統,而IC反應器是否附加外循環系統則需要根據上升流速來確定。外循環系統的實質就是取得足夠的上升流速??顾_擊負荷方面,EGSB的外循環保證了其進水流量恒定。當進水水量波動時,通過調整循環比以保證進水水量的恒定,進水水量的恒定也就意味著上升流速的恒定。而沒有設置外循環的IC反應器,抗水力沖擊方面較差,進水量的變化直接導致上升流速的變化。但EGSB的外循環無法應對COD負荷的沖擊,而IC反應器抗COD負荷沖擊的能力較強。其原因是由于存在內循環系統,當COD負荷增加時,通過增大內循環比,使其頂部的泥水混合液大量的回流至反應器底部,以便稀釋進水。
3實際運行中的其他注意事項
這三種厭氧反應器就機理而言基本都一致,進水前先要調節溫度、pH值、控制進水懸浮物濃度,由于造紙廢水缺少氮磷等營養物質,還需額外添加尿素、磷酸鹽等營養物質。性質不同的造紙廢水,厭氧反應器對COD去除率也是有所差別的。
4結語
UBF、EGSB、IC在國內造紙行業均有運行的實際案例。在沒有顆粒污泥啟動和運行的情況下,推薦使用Hybrid厭氧反應器。而EGSB和IC雖在結構上有所差異,但均屬于高負荷厭氧反應器。在國外造紙行業的厭氧處理單元采用EGSB厭氧反應器居多,而在國內制漿造紙行業從現有的工程情況看,IC厭氧反應器在實際運行中較為可靠。
作者:王華 趙文慧 單位:中信建設有限責任公司