膨脹顆粒污泥床（EGSB厭氧反應(yīng)器）是在UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的第三代厭氧生物反應(yīng)器。從某種意義上說，是對(duì)UASB反應(yīng)器進(jìn)行了幾方面改進(jìn)：
①通過改進(jìn)進(jìn)水布水系統(tǒng)，提高液體表面上升流速及產(chǎn)生沼氣的攪動(dòng)等因素；
②設(shè)計(jì)較大的高徑比；
③增了出水再循環(huán)來提高反應(yīng)器內(nèi)液體上升流速。
這些改進(jìn)使反應(yīng)器內(nèi)的液體上升流速遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于UASB反應(yīng)器，高的液體上升流速消除了死區(qū)，獲得更好的泥水混合效果。在UASB反應(yīng)器內(nèi)，污泥床或多或少像是靜止床，而在EGSB反應(yīng)器內(nèi)卻是混合的。能克服UASB反應(yīng)器中的短流、混合效果差及污泥流失等不足，同時(shí)使顆粒污泥床充分膨脹，加強(qiáng)污水和微生物之間的接觸。由于這種技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使EGSB適用于多種有機(jī)污水的處理，且能獲得較高的負(fù)荷率，所產(chǎn)生的氣體也更多。
圖1 EGSB反應(yīng)器構(gòu)造三相分離器的作用首先是使混合液脫氣，生成的沼氣進(jìn)入氣室后排出反應(yīng)器，脫氣后的混合液在沉淀區(qū)進(jìn)一步進(jìn)行同液分離，污泥沉淀后返回反應(yīng)區(qū)，澄清的出水流出反應(yīng)器。為了維持較大的上升流速，保障顆粒污泥床充分膨脹，EGSB反應(yīng)器增加了出水再循環(huán)部分。使反應(yīng)器內(nèi)部的液體上升流速遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于UASB反應(yīng)器，強(qiáng)化了污水與微生物之間的接觸，提高了處理效率。
EGSB反應(yīng)器在結(jié)構(gòu)及運(yùn)行特點(diǎn)上集UASB和AFB的特點(diǎn)于一體，具有大顆粒污泥、高水力負(fù)荷、高有機(jī)負(fù)荷等明顯優(yōu)勢(shì)。均有保留較高污泥量。獲得較高有機(jī)負(fù)荷，保持反應(yīng)器高處理效率的可能性和運(yùn)行性。該工藝還具備區(qū)別于UASB和AFB的特點(diǎn)：
（1）與UASB反應(yīng)器相比，EGSB反應(yīng)器高徑比大，液體上升流速(4～10m·h-1)和COD有機(jī)負(fù)荷(40 kg/(m3·d))更高，比UASB反應(yīng)器更適合中低濃度污水的處理。
（2）污泥在反應(yīng)器內(nèi)呈膨脹流化狀態(tài)，污泥均是顆粒狀的，活性高。沉淀性能良好。
（3）與UASB反應(yīng)器的混合方式不同，由于較高的液體上升流速和氣體攪動(dòng)，使泥水的混合更充分；抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定性好。內(nèi)循環(huán)的形成使得反應(yīng)器污泥膨脹床區(qū)的實(shí)際水量遠(yuǎn)大于進(jìn)水量，循環(huán)回流水稀釋了進(jìn)水，大大提高了反應(yīng)器的抗沖擊負(fù)荷能力和緩沖pH值變化能力。
（4）反應(yīng)器底部污泥所承受的靜水壓力較高，顆粒污泥粒徑較大，強(qiáng)度較好。
（5）反應(yīng)器內(nèi)沒有形成顆粒狀的絮狀污泥，易被出水帶出反應(yīng)器。
（6）對(duì)SS和膠體物質(zhì)的去除效果差。
EGSB反應(yīng)器的啟動(dòng)與運(yùn)行存在的主要問題
目前對(duì)EGSB反應(yīng)器的研究和應(yīng)用還比較有限。雖然EGSB反應(yīng)器擁有眾多的UASB反應(yīng)器不具備的優(yōu)點(diǎn)，但由于反應(yīng)器結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)思想的不同，以及微生物只能在一定的溫度范同內(nèi)生長、發(fā)育、繁殖、分解，當(dāng)?shù)陀谀硞€(gè)溫度時(shí)，生物就失去活性，處于被抑制狀態(tài)等原因。EGSB反應(yīng)器在其應(yīng)用的領(lǐng)域、操作技術(shù)、污泥特性及機(jī)理方面還存在較多完善的地方。
（1）顆粒污泥的培養(yǎng)問題
不同溫度下EGSB反應(yīng)器啟動(dòng)而臨的首要問題是種泥的選擇。顆粒污泥、厭氧消化污泥、牛糞和下水道污泥均可作為EGSB反應(yīng)器的種泥。處理某一溫度下廢水的接種污泥，選擇是選擇這一溫度下EGSB反應(yīng)器的顆粒污沈，因?yàn)樵诮?jīng)過短的啟動(dòng)期后，EGSB反應(yīng)器即能獲得理想的運(yùn)行效果。但現(xiàn)在，在許多國家獲取能用于啟動(dòng)大型EGSB反應(yīng)器處理相似廢水的狀氧顆粒污泥是非常困難的，甚至是不可能的，購買和運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用也較高。而接種處理不同廢水的顆粒污泥需很長一段時(shí)間的適應(yīng)期。因此，需要考慮選擇其他種泥來啟動(dòng)EGSB反虛器。一般來講，市政消化污泥不僅是最易獲取的，而且也是較適宜的接種污泥。市政消化污泥不僅具有較高的產(chǎn)甲烷活性，而且也具有復(fù)雜的微生物生態(tài)系統(tǒng)，適于處理多種廢水。
但接種市政消化污泥時(shí)，由于厭氧菌生長緩慢（尤其是產(chǎn)甲烷菌），反應(yīng)器啟動(dòng)期很長，一般需要60～240h才能正常運(yùn)行。因此，形成高活性、穩(wěn)定的顆粒污泥所需的較長的啟動(dòng)期仍是EGSB反應(yīng)器所面臨的一個(gè)主要問題，這也正是限制其實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵因素。因而對(duì)于污水厭氧生物處理工業(yè)來說，迫切需要尋求不同溫度下厭氧顆粒污泥的大量、快速培養(yǎng)技術(shù)。
（2）EGSB反應(yīng)器的啟動(dòng)
與其他厭氧工藝一樣，EGSB反應(yīng)器處理裝置的啟動(dòng)時(shí)間長。其投產(chǎn)測(cè)試時(shí)間要比好氧工藝長得多，有時(shí)甚至需要1年的時(shí)間，這是因?yàn)?/span>厭氧微生物合成新細(xì)胞所需有機(jī)物的數(shù)量比好氧微生物要多，繁殖周期也比后者長。在18～30℃條件下，好氧菌世代時(shí)間為20～30min；而大部分厭氧菌的世代時(shí)間為5d，甚至更長一些。
EGSB反應(yīng)器能否在不同溫度下穩(wěn)定、高效地運(yùn)行，在很大程度上取決于反應(yīng)器內(nèi)的污泥性能。好的污泥應(yīng)該具有良好的沉淀性和高產(chǎn)甲烷活性，并且應(yīng)呈顆粒狀。為此，EGSB反應(yīng)器的啟動(dòng)越來越受到研究者和工程者的重視。
（3）對(duì)難降解有毒物質(zhì)的高效降解
采用厭氧技術(shù)處理不同溫度的工業(yè)廢水已成趨勢(shì)，但由于許多工業(yè)廢水中有一些難降解、有毒或可通過各種方式影響生物處理系統(tǒng)的物質(zhì)，最終造成系統(tǒng)處理效率低甚至失敗。已有許多有關(guān)厭氧、好氧生物技術(shù)能降解多種毒性和難降解物質(zhì)的報(bào)道，但有一點(diǎn)值得注意，毒性物質(zhì)的消失并不意味著這些物質(zhì)完令轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)或礦化。有可能這些物質(zhì)僅被轉(zhuǎn)化為一些中間產(chǎn)物，而且在某些情況下，這些中間產(chǎn)物比原來的物質(zhì)具有更大毒性，更難降解。這已在高氯乙烯、多氯聯(lián)苯等物質(zhì)在中溫條件下的降解過程中得到證實(shí)。
中溫條件下，當(dāng)廢水中含有對(duì)微生物有毒害作用的物質(zhì)或是難于生物降解的物質(zhì)時(shí)，采用UASB反應(yīng)器都很難獲得較好的效果。由于EGSB反應(yīng)器具有很高的出水循環(huán)比率，它可以將原水中毒性物質(zhì)的濃度稀釋到微生物可以承受的程度，從而保證反應(yīng)器中的微生物能良好生長；同時(shí)反應(yīng)器中液體上升流速大，廢水與微生物之間能夠充分接觸，可以促進(jìn)微生物降解能力。因此，采用EGSB反應(yīng)器處理毒性或難降解的廢水可以獲得較好的效果。
厭氧——好氧技術(shù)已被人們普遍接受并用于工業(yè)廢水的處理，以降解有毒性、難降解物質(zhì)。但由于這些物質(zhì)的厭氧轉(zhuǎn)化常常是不全的，而且厭氧代謝中間產(chǎn)物的積累也會(huì)對(duì)產(chǎn)生甲烷菌產(chǎn)生抑制，從而造成厭氧處理效率降低，以致增加后續(xù)好氧處理系統(tǒng)的負(fù)荷。最終使整個(gè)系統(tǒng)處理效率降低。在EGSB反應(yīng)器中創(chuàng)造好氧菌與厭氧菌共存、氧化與還原作用同時(shí)發(fā)生的環(huán)境能夠?qū)⒁恍╇y降解的毒性物質(zhì)有效降解，使多種污染物可同時(shí)作為基質(zhì)被微生物利用，降低毒性中間代謝的聚集。這樣不但可以用一個(gè)反應(yīng)器代替原來的兩個(gè)反應(yīng)器，減少投資，而且微生物的多樣性和代謝物的及時(shí)交換使處理系統(tǒng)更加穩(wěn)定
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