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山東瀾達(dá)環(huán)保設(shè)備有限公司
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泉州市地埋式一體化污水處理設(shè)備質(zhì)量可靠
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反應(yīng)器特點是：內(nèi)置豎向?qū)Я靼澹瑢⒎磻?yīng)器分隔成串聯(lián)的幾個反應(yīng)室，每個反應(yīng)室都是一個相對獨立的上流式污泥床(USB)系統(tǒng)，其中的污泥可以是以顆?；问交蛞孕鯛钚问酱嬖?。水流由導(dǎo)流板引導(dǎo)上下折流前進(jìn)，逐個通過反應(yīng)室內(nèi)的污泥床層，進(jìn)水中的底物與微生物充分接觸而得以降解去除。
雖然在構(gòu)造上ABR可以看作是多個UASB反應(yīng)器的簡單串聯(lián)，但工藝上與單個UASB有顯著不同。UASB可近似地看作是一種*混合式反應(yīng)器，而ABR則更接近于推流式工藝。與Lettinga提出的SMPA工藝對比，可以發(fā)現(xiàn)ABR幾乎*地實現(xiàn)了該工藝的思路要點。首先，擋板構(gòu)造在反應(yīng)器內(nèi)形成幾個獨立的反應(yīng)室，在每個反應(yīng)室內(nèi)馴化培養(yǎng)出與該處的環(huán)境條件相適應(yīng)的微生物群落。例如ABR用以處理葡萄糖為基質(zhì)的廢水時，*格反應(yīng)室經(jīng)過一段時間的馴化，將形成以酸化菌為主的高效酸化反應(yīng)區(qū)，葡萄糖在此轉(zhuǎn)化為低級脂肪酸(VFA)，而其后續(xù)反應(yīng)室將先后完成各類VFA到甲烷的轉(zhuǎn)化。通過熱力學(xué)分析可知，細(xì)菌對丙酸和丁酸降解只有在環(huán)境H2分壓較低的情況下才能進(jìn)行，而有機(jī)物酸化階段是H2的主要來源，產(chǎn)甲烷階段幾乎不產(chǎn)生H2。與單個UASB中酸化和產(chǎn)甲烷過程融合進(jìn)行不同，ABR反應(yīng)器有獨立分隔的酸化反應(yīng)室，酸化過程產(chǎn)生的H2以產(chǎn)氣形式先行排除，因此有利于后續(xù)產(chǎn)甲烷階段中丙酸和丁酸的代謝過程在較低的H2分壓環(huán)境下順利進(jìn)行，避免了丙酸、丁酸過度積累所產(chǎn)生的抑制作用。由此可以看出，在ABR各個反應(yīng)室中的微生物相是隨流程逐級遞變的，遞變的規(guī)律與底物降解過程協(xié)調(diào)*，從而確保相應(yīng)的微生物相擁有*的工作活性。其次，同傳統(tǒng)好氧工藝相比，厭氧反應(yīng)器的一個不足之處是系統(tǒng)出水水質(zhì)較差，通常需要經(jīng)過后續(xù)處理才能達(dá)標(biāo)排放。而ABR的推流式特性可確保系統(tǒng)擁有更優(yōu)的出水水質(zhì)，同時反應(yīng)器的運行也更加穩(wěn)定，對chong擊負(fù)荷以及進(jìn)水中的有毒物質(zhì)具有更好的緩沖適應(yīng)能力。值得指出的是，ABR推流式特點也有其不利的一面，在同等的總負(fù)荷條件下與單級的UASB相比，ABR反應(yīng)器的*格不得不承受遠(yuǎn)大于平均負(fù)荷的局部負(fù)荷。以擁有5格反應(yīng)室的ABR為例，其*格的局部負(fù)荷為其系統(tǒng)平均負(fù)荷的5倍。如何降低局部負(fù)荷過載的不利影響還有待于深入探討。
ABR的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景
目前關(guān)于ABR反應(yīng)器的研究尚處于實驗室階段。英國的一些研究機(jī)構(gòu)在反應(yīng)器的工藝特性方面做了較多的研究。
ABR的工藝特性與其水力特性緊密相關(guān)。對于ABR的水力學(xué)特性，A.Grobicki、D.C.Stuckey和天津大學(xué)的郭靜研究表明：ABR反應(yīng)器在沒有回流和攪拌的條件下，混合效果良好，死區(qū)百分率低。反應(yīng)死區(qū)可以分為生物死區(qū)和水力死區(qū)，生物死區(qū)來源于污泥所占的體積以及污泥對水力條件的改變；水力死區(qū)則可通過改善反應(yīng)器構(gòu)造設(shè)計而減小。在單個反應(yīng)室內(nèi)，水力特性接近于*混合式，而從整體效果上看，則近似于推流式。由于ABR的水力特性較復(fù)雜，二者均未能就其流態(tài)提出一個較好的數(shù)學(xué)模型。其水力死區(qū)的計算借用了化學(xué)反應(yīng)工程中反應(yīng)器的流態(tài)模型，其合理性尚待進(jìn)一步考證。關(guān)于ABR的工藝特性研究，早是由A.Bachman和P.L.McCarty等人所做。
據(jù)介紹，ABR反應(yīng)器運行時污泥床層(常為顆粒污泥)處于流化狀態(tài)，廢水中基質(zhì)的降解和微生物代謝產(chǎn)物的排除均須經(jīng)由顆粒污泥表面通過擴(kuò)散作用完成。試驗中ABR的負(fù)荷可高達(dá)36 gCOD/L。此外W.P.Barber和D.C.Stuckey研究了ABR的啟動特性，結(jié)果表明，固定進(jìn)水基質(zhì)濃度而逐步縮短HRT的啟動方式優(yōu)于固定HRT而逐漸增大進(jìn)水基質(zhì)濃度的啟動方式。另外，ABR對水力負(fù)荷沖擊響應(yīng)迅速但恢復(fù)卻快于濃度負(fù)荷沖擊。在高水力負(fù)荷條件下，反應(yīng)器內(nèi)的短流現(xiàn)象是造成污泥流失的主要原因。A.Grobicki和D.C.Stuckey研究了以葡萄糖為基質(zhì)的ABR在穩(wěn)定狀態(tài)和沖擊負(fù)荷情況下的運行特性，系統(tǒng)分析了酸化過程以及甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等中間產(chǎn)物在不同運行狀態(tài)下沿流程的分布積累狀況。與其它反應(yīng)器在沖擊負(fù)荷條件下不同的是，ABR中甲酸并非是很重要的電子受體。此外，無論是在水力或是在濃度負(fù)荷沖擊下，ABR均表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性能，因此有可能適用于工業(yè)廢水處理。S.Nachaiyasit研究了低溫對ABR性能的影響，結(jié)果表明在中等負(fù)荷條件下，反應(yīng)器溫度由35 ℃降至25 ℃對COD去除率無明顯影響，當(dāng)溫度進(jìn)一步降至15 ℃時，反應(yīng)器的效率明顯下降，主要原因是低溫降低了細(xì)菌的代謝速率，使VFAs的半飽和降解常數(shù)Ks增大，同時可溶性細(xì)胞代謝產(chǎn)物增加。此外沼氣產(chǎn)量減少也降低了基質(zhì)與微生物的接觸效率，但通過合理調(diào)整工藝設(shè)計，可明顯減小低溫對厭氧過程的負(fù)作用。T.Setiadi等人研究了出水回流對反應(yīng)器的影響，著重強(qiáng)調(diào)了回流比與系統(tǒng)中堿度及pH之間的關(guān)系。
此外，復(fù)合式(Hybrid)厭氧反應(yīng)器，即在反應(yīng)器內(nèi)的適當(dāng)部位增設(shè)填料也是目前的一個研究方向。復(fù)合式ABR(HABR)一般在反應(yīng)器內(nèi)各反應(yīng)室的上部空間架設(shè)填料，一方面利用原有的無效容積增加生物總量，更重要的是由于填料的存在，夾帶污泥的氣泡在上升過程中與之發(fā)生碰撞，加速了污泥與氣泡的分離，從而降低了污泥的流失。
如前所述，ABR的推流特性使其在處理對細(xì)菌有抑制或毒性的物質(zhì)時具有潛在的優(yōu)勢，關(guān)于這方面的實驗室研究目前剛剛起步。C.J.Holt等人利用ABR與HABR處理含酚廢水，二者都取得很好的效果，其中HABR在進(jìn)水酚濃度為1 192mg/L(COD)時的去除率為95%。同濟(jì)大學(xué)的雷中方等試驗了用ABR處理堿法草漿黑液的可能性。清華大學(xué)的戴友芝也正在進(jìn)行利用ABR降解劇毒物質(zhì)氯酚的可行性研究，目前實驗結(jié)果已相當(dāng)不錯。
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