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IC厭氧反應(yīng)器

厭氧氨氧化概述

　　早在1976年，Broda預(yù)言在自然界中存在一種以NO-2或NO-3作為電子受體把NH+4氧化成N2的化能自養(yǎng)型細(xì)菌.直到1995年，Mulder等處理酵母廢水的反硝化流化床反應(yīng)器內(nèi)發(fā)現(xiàn)了NH+4消失的現(xiàn)象，從而證實了厭氧氨氧化反應(yīng)的存在.

①厭氧氨氧化在缺氧條件下進行，需氧的，可節(jié)省62.5%的能源消耗.

　　②厭氧氨氧化以機碳(CO2或HCO-3)為碳源，需投加機碳，大大節(jié)省了碳源.

　　③亞硝化-厭氧氨氧化所產(chǎn)生的CO2與普通的硝化-反硝化系統(tǒng)相比減少90%.

　?、蹵AOB生長緩慢、產(chǎn)率低，因此工藝剩余污泥量少，污泥處置低.

　?、輩捬醢毖趸コ始暗コ?fù)荷較高，從而能夠減少工藝占地面積，降低工藝基建成本.

　　AAOB是一群分支很深的浮霉?fàn)罹?AAOB生長緩慢，在30~40℃條件下，其倍增時間為10~14 d，細(xì)胞產(chǎn)率為0.11 g(VSS)/g(NH+4)，如果對培養(yǎng)條件進行優(yōu)化，其倍增時間可縮短至4.8 d，甚至1.8 d.如表 1所示為目前已發(fā)現(xiàn)的5屬17種Anammox菌.相關(guān)研究表明，AAOB為地球氮循環(huán)做出了巨大貢獻，目前已在自然環(huán)境和人工環(huán)境中發(fā)現(xiàn)了大量AAOB的存在.其中厭氧的自然生態(tài)系統(tǒng)包括：海洋沉積物和海洋水體、淡水沉積物和淡水水體、紅樹林地區(qū)(以及陸地生態(tài)系統(tǒng)等.而在人工生態(tài)系統(tǒng)中包括：污水處理、海洋循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)、垃圾滲濾液處理系統(tǒng).此外，人們以各種環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的AAOB作為基礎(chǔ)，將其引入污水處理系統(tǒng)，循序漸進地對AAOB進行馴化培養(yǎng)以處理各類廢水，包括實驗室規(guī)模、中試規(guī)模及實際規(guī)模的污泥消化液、垃圾滲濾液、焦化廢水、味精廢水、養(yǎng)豬廢水(以及制藥廢水等.

　在自然生態(tài)系統(tǒng)中，如海洋表面，由于氧比較充足，氨可被氧化為硝酸鹽，在水的流動下硝酸鹽被傳輸?shù)胶Ｑ笊钐幍娜毖鯀^(qū)，在缺氧區(qū)反硝化菌可將硝酸鹽還原成亞硝酸鹽，為AAOB提供必要基質(zhì). 為了衡量厭氧氨氧化對海洋氮循環(huán)的貢獻大小，對格陵蘭東、西海岸的沉積物、杜爾塞海灣的缺氧水體以及黑海水域做了相關(guān)研究.發(fā)現(xiàn)由厭氧氨氧化所產(chǎn)生的N2占總N2的量分別為：1%~35%、19%~35%和40%.

　　在人工生態(tài)系統(tǒng)中，AAOB可以和反硝化菌共存.在以反硝化污泥當(dāng)做種泥來啟動厭氧氨氧化反應(yīng)器研究中發(fā)現(xiàn)AAOB和反硝化菌都以亞硝酸鹽當(dāng)做基質(zhì)，但能夠決定脫氮過程的主要因素是C/N比和TOC負(fù)荷.Tal等以硝化污泥和反硝化污泥當(dāng)做種泥來富集厭氧氨氧化，結(jié)果表明用反硝化污泥富集的厭氧氨氧化活性較高(以聯(lián)氨氧化活性表征約0.16 μmol · beed-1 · h-1)，說明AAOB和反硝化菌的協(xié)同要強于AOB.

厭氧消化工藝的主要終產(chǎn)物為氨和甲烷.相中的甲烷易被收集和純化用作能源物質(zhì)，但液相中的甲烷卻很難被回收，尤其是在低溫條件下.如果不對溶解性甲烷進行適當(dāng)處理，其將會緩慢釋放到空中造 成溫室效應(yīng)

    IC反應(yīng)器的構(gòu)造點是具很大的高徑比，一般可達到4-8，高度可達16-25m，從外觀看，就象一個厭氧生化反應(yīng)塔。IE反應(yīng)器從功能上講由四個不同的功能部分組成：

pH做為基本的污水指標(biāo)，勢必成為供求的熱點，這對廣大的E-1312 pH電，S400-RT33 pH電，比如美BroadleyJames來說是個重大利好。美BroadleyJames做為老牌的E-1312pH電，S400-RT33 pH電，必將為中的事業(yè)帶來可觀的效益。我們美BroadleyJames的E-1312 pH電，S400-RT33 pH電，，測試準(zhǔn)確，于各級污水監(jiān)測以及污水處理過程。

1、混合區(qū)：由反應(yīng)器的底部進入的污水與顆粒污泥和內(nèi)部體循環(huán)所帶回的出水效地混合，使進水得到效地稀釋和均化。

2、污泥膨脹床部分：由包含高濃度的顆粒污泥膨脹床所構(gòu)成。床的膨脹或流化是由于進水的上升流速、回流和產(chǎn)生的沼所造成。廢水和污泥之間效地接觸使得污泥具高的活性，可獲得高的機負(fù)荷和。

3、精處理部分：在這一區(qū)域內(nèi)，由于低的污泥負(fù)荷率，相對長的水力停留時間和推流的流態(tài)性，產(chǎn)生了效的后處理。另外由于沼產(chǎn)生的擾動在精處理部分較低，使得生物可降解COD幾乎部去除。雖然與UASB反應(yīng)器條件相比，反應(yīng)器的負(fù)荷率較高，但因內(nèi)部循環(huán)流體不經(jīng)過這一區(qū)域，因此在精處理區(qū)的上升流速也較低，這兩點為固體停留提供了*的條件。

4、回流系統(tǒng)：內(nèi)部的回流是利用提原理，因為在上部和下層的室間存在著壓力差。回流的比例是由產(chǎn)其量所決定的。

IC厭氧反應(yīng)器

IC反應(yīng)器的優(yōu)點：
(1)性好:利用二級UASB串聯(lián)分級厭氧處理，可以補償厭氧過程中K s高產(chǎn)生的不利影響。在1994年證明，反應(yīng)器分級會降低出水VFA濃度，延長生物停留時間，使反應(yīng)進行穩(wěn)定。
(2)啟動周期短:IC反應(yīng)器內(nèi)污泥活性高，生物增殖快，為反應(yīng)器快速啟動提供利條件。IC反應(yīng)器啟動周期一般為1~2個月，而普通UASB啟動周期長達4~6個月。
(3)沼利用價值高:反應(yīng)器產(chǎn)生的生物純，CH4為70%~80%，CO2為20%~30%，其它機物為1%~5%，可作為燃料加以利用。

由于厭氧消化過程微生物的不斷增長，或進水不可降解懸浮固體的積累，隨著反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度的增加，出水水質(zhì)會得到改善，但污泥過一定高度，污泥將隨出水一起沖出反應(yīng)器。因此，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的污泥達到某一預(yù)定大高度智慧需要泥。UASB反應(yīng)器污泥系統(tǒng)必須同時考慮上、中、下不同位置設(shè)泥設(shè)備，應(yīng)根據(jù)中的具體情況考慮實際泥的要求而確定在什么位置泥。

一般污泥放應(yīng)該遵循事先建立的規(guī)程，在一定的時間間隔(如每周)放一定體積的污泥，其等于這一期間所積累的量。更加可靠的方法是確定污泥濃度分布曲線泥，原則上兩種污泥放方法：

①從所希望的高程直接放;                                  ②采用泵將污泥出。

污泥泥的高度是重要的，它應(yīng)是出低活性的污泥并將的高活性的污泥保留在反應(yīng)器中。一般在污泥床的底層將形成濃污泥，而在上層是稀的絮狀污泥，剩余污泥應(yīng)該從污泥床的上部出。在反應(yīng)器底部的“濃”污泥可能由于積累顆粒和小砂?；钚宰兊停@時建議偶爾從反應(yīng)器的底部泥，這樣可以避免或減少在反應(yīng)器內(nèi)積累的砂粒。

①建議清水區(qū)高度0.5~1.5m。

②污泥放可采用定時泥，周泥一般為1~2次。

③需要設(shè)置污泥液面監(jiān)測儀，可根據(jù)污泥面高度確定泥時間。

④剩余污泥泥點以設(shè)在污泥區(qū)中上部為宜。

⑤對于矩形池泥應(yīng)沿池縱向多點泥。

⑥由于反應(yīng)器底部可能會積累顆粒物質(zhì)和小砂粒，應(yīng)考慮下部泥的可能性，這樣可以避免或減少在反應(yīng)器內(nèi)部積累的砂粒。

⑦對一管多孔式水管，可以考慮進水管兼作泥或放空管。

一般認(rèn)為去剩余污泥的位置是反應(yīng)器的高度處。但是大部設(shè)計者把泥設(shè)備安裝在靠近反應(yīng)器的底部，也人在三相分離器下0.5m處設(shè)泥管，以除污泥床上面部分的剩余絮狀體污泥，而不會把顆粒污泥走。UASB反應(yīng)器污泥系統(tǒng)必須同時考慮上、中、下不同位置設(shè)泥設(shè)備，應(yīng)根據(jù)中的具體情況考慮實際泥的要求而確定在什么位置泥。

對于一個新建的UASB反應(yīng)器來說，啟動過程主要是用未經(jīng)馴化的絮狀污泥(如污水處理的消化污泥)對其進行接種，并經(jīng)過一定時間的啟動調(diào)試，使反應(yīng)器達到設(shè)計負(fù)荷并實現(xiàn)機物的去除效果，通常這一過程會伴隨著污泥顆?；膶崿F(xiàn)，因此也稱為污泥的顆粒化。由于厭氧微生物，別是甲烷菌增殖很慢，厭氧反應(yīng)器的啟動需要很長時間。但是，一旦啟動完成，在停止運動后的再次啟動可以迅速完成。

當(dāng)沒現(xiàn)成的厭氧污泥或顆粒污泥時，采用多的是城市污水處理的消化污泥。除了消化污泥之外，可用作接種的物料很多，例如牛糞和各類糞肥、下水道污泥等。一些污水溝的污泥和沉淀物或福微生物的河泥也可以被用于接種，甚至好氧活性污泥也可以作為接種污泥，并同樣能培養(yǎng)出顆粒污泥。污泥的接種濃度以6~8kgVSS/m3(按反應(yīng)器總效容積計算)為宜，至少不低于5kgVSS/m3，接種污泥的填充量應(yīng)不過反應(yīng)器容積的60%。

當(dāng)采用不是顆粒污泥的接種污泥時，為了培養(yǎng)顆粒污泥或沉降性能好的活性污泥，都存在著一個將絮狀污泥和分散的細(xì)小污泥從反應(yīng)器內(nèi)“洗出”的過程，這是UASB反應(yīng)器實現(xiàn)顆粒化的先決條件之一。這一過程是一個微生物逐步篩選和進化的過程，控制的關(guān)鍵因素之一是反應(yīng)器內(nèi)的水力停留時間或上升流速。經(jīng)驗表明，合適的升流速度的范圍應(yīng)在0.4~1.0m/h之間，如果必要可以采用出水回流的方式以適當(dāng)提高反應(yīng)器內(nèi)的升流速度。一般來說，在顆粒污泥培養(yǎng)期內(nèi)隨出水而被沖出反應(yīng)器的污泥時沒必要再將其回流到反應(yīng)器中區(qū)的。

從負(fù)荷角度考慮UASB的初次啟動和顆粒化過程，可分為三個階段。

階段1：即啟動的初始階段，這一階段是低負(fù)荷的階段[2kgCOD/(m3˙d)]。

階段2：即當(dāng)反應(yīng)器負(fù)荷上升至2~5kgCOD/(m3˙d)的啟動階段。在這階段污泥的洗出量增大，其中大多為細(xì)小的絮狀污泥。實際上，這一階段在反應(yīng)器里對較重的污泥顆粒和分散的、絮狀的污泥進行，使這一階段的末期留下的污泥中開始產(chǎn)生顆粒狀污泥或保留沉淀性能良好的污泥。所以在5kgCOD/(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重要的分界。

階段3：這一階段是指反應(yīng)器負(fù)荷過5kgCOD/(m3˙d)。在此時，絮狀污泥迅速減少，而顆粒污泥加速形成直到反應(yīng)器內(nèi)不再絮狀污泥存在。當(dāng)反應(yīng)器負(fù)荷大于5kgCOD/(m3˙d)，由于顆粒污泥的不斷形成，反應(yīng)器的大部分被顆粒污泥充滿時，其大負(fù)荷可以過20 kgCOD/(m3˙d)。當(dāng)反應(yīng)器在小于5 kgCOD/(m3˙d)，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)由占主導(dǎo)地位的絮狀污泥所確定。

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