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(2)特点
普通消化池的体积较大,负荷较低,一般中温为2~3kgCOD/(m3˙d),高温为5~6kgCOD/(m3˙d),其根本原因在于固体停留时间等于水力停留时间。为保证厌氧微生物在厌氧反应器内得以生长繁殖,污泥龄应该是甲烷菌世代时间的2~3倍,因此,普通消化池在中温条件下的停留时间为20~30d,如果消化池内不进行搅拌和加热,停留时间甚至长达30~90d,处理效率极低。没有对图1厌氧消化池构造图图2厌氧接触工艺系统构造图厌氧消化污泥进行浓缩和回流的设施,反应器内厌氧微生物容易流失而使厌氧处理效果下降。
2、厌氧接触工艺(20世纪50年代)
(1)工艺流程
图2 厌氧接触工艺系统构造图
如图2所示,在普通消化池后串联沉淀池,将生物反应和泥水分离在两个独立的构筑物中进行,沉淀的污泥重新返回消化池,有效地增加了反应器中的污泥浓度。
(2)特点
增大了反应器内厌氧污泥的浓度,使得反应器中厌氧污泥的停留时间第一次大于水力停留时间,不仅操作简单,而且提高了负荷与处理效率。污泥回流量约为进水流量的2~3倍,消化池内的MLVSS为6~10g/L,可以直接处理固体含量较高或颗粒较大的料液,不存在堵塞问题。但存在混合液难于在沉淀池中进行固液分离的缺点。
第二代厌氧反应器的开发
高效厌氧处理系统必须满足两大原则之一,在系统内保持大量的厌氧活性污泥和足够长的污泥龄。要满足这一原则,可采用固定化(生物膜)或者培养沉淀性能较好的厌氧污泥的方式来保持污泥浓度,从而在采用高有机负荷和水力负荷时不会流失大量厌氧活性污泥。
20世纪60年代,McCarty和Young在早前科学家研究的基础上恢复了对厌氧滤池的研究,应用在中低浓度溶解性工业废水的预处理/处理领域。他们在反应器内装载各类填料,如卵石、炉渣、塑料等,在污水流动过程中在填料上生长出大量的生物膜。厌氧滤池在很短的水力停留时间内可以保持较长的污泥龄,平均的细胞停留时间可长达100天以上。
1970年,Lettinga因偶然看到了McCarty的文章,领导其研究团队发明了UASB反应器,并在甲醇废水处理上取得UASB的初步成功。UASB反应器集生物反应与污泥沉淀于一体,沿高程从上到下分为沉淀区、三相分离区和反应区,在反应器内通常能培养出沉降性能良好的颗粒污泥,从而在没有填料和载体的情况下完成了生物相的固定化,节省了空间和成本,同时使水力停留时间和污泥停留时间分开,以在反应器内保持较高的污泥浓度。
上述的反应器均为第二代厌氧反应器。这些反应器的特点是可将水力停留时间与污泥停留时间分离开,其污泥停留时间可以长达上百天,可使厌氧处理高浓度污水的停留时间从过去的几天或几十天缩短到几小时或几天。但如果第二代反应器在低温条件下采用低负荷工艺时,由于污泥床内的混合强度太低,就无法抵消反应器内的短流效应,所以第二代厌氧反应器在应用负荷和产气率方面有一定的限制。
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