內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（簡稱IC反應(yīng)器）是在升流式厭氧污泥床UASB的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種高效厭氧生物反應(yīng)器，是最具代表性的第三代厭氧反應(yīng)器。在IC反應(yīng)器的諸多部件中，對(duì)運(yùn)行負(fù)荷與去除率有著顯著影響的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)有布水系統(tǒng)、重渣排放和反應(yīng)器循環(huán)系統(tǒng)，目前主要存在布水不均勻、容易出現(xiàn)死區(qū)、反應(yīng)器鈣化嚴(yán)重且重渣無法實(shí)現(xiàn)有效排放、循環(huán)量不足、反應(yīng)器緩沖能力差、生物顆粒污泥流失嚴(yán)重等問題。因此，對(duì)IC反應(yīng)器的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定高效的運(yùn)

2、行具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。
　　(1)在對(duì)比分析各種布水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)形式和混合機(jī)理等研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合運(yùn)用旋流布水和大阻力配水技術(shù)，設(shè)計(jì)出一套反應(yīng)器梯度多層旋流布水系統(tǒng)。提高系統(tǒng)的布水均勻性，布水區(qū)域無死區(qū)，使污泥床處于流化狀態(tài)以增強(qiáng)廢水和顆粒污泥的混合度，有效強(qiáng)化傳質(zhì)和反應(yīng)過程。
　　(2)對(duì)反應(yīng)器重渣形成機(jī)理進(jìn)行研究，借鑒水力旋流除渣原理對(duì)反應(yīng)器重渣分離與排放裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在反應(yīng)器污泥床底部設(shè)計(jì)一套倒錐

3、型重渣水力旋流篩選裝置，并在其底部設(shè)計(jì)一個(gè)圓柱形的集渣槽以使重渣得以有效收集后分離，最終成功實(shí)現(xiàn)重渣的排放并使排出重渣中灰分含量不低于80％，能根據(jù)反應(yīng)器重渣含量隨時(shí)進(jìn)行排放。
　　(3)綜合運(yùn)用厭氧顆粒污泥膨脹床和固體流態(tài)化技術(shù)，對(duì)IC反應(yīng)器循環(huán)系統(tǒng)水力條件進(jìn)行優(yōu)化。通過調(diào)整反應(yīng)器出水設(shè)計(jì)，在內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一套功能上可以實(shí)現(xiàn)上部溢流出水，部分出水和洗出污泥循環(huán)回流至反應(yīng)器的立管結(jié)構(gòu)。由立管構(gòu)成IC反應(yīng)器的外部循環(huán)系統(tǒng)，提

4、高了反應(yīng)器的液面上升流速而且可以使其穩(wěn)定在5～8m/h的中高負(fù)荷區(qū)間，出水顆粒污泥濃度≤5ml/L，保證了基質(zhì)的混合強(qiáng)度和穩(wěn)定運(yùn)行能力。
　　(4)制作出實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的小試反應(yīng)器裝置以檢測布水均勻性、重渣排放效果、流場形態(tài)和傳質(zhì)效果、COD去除率與運(yùn)行穩(wěn)定性等。小試裝置運(yùn)行狀態(tài)表明:布水系統(tǒng)均勻性顯著提高，布水區(qū)域無死區(qū);重渣成功從反應(yīng)器中得到篩選分離;反應(yīng)器基質(zhì)間傳質(zhì)明顯。反應(yīng)器運(yùn)行綜合評(píng)價(jià)體系項(xiàng)目中COD去除率達(dá)到80％，污泥負(fù)

5、荷0.2kg COD/(kgVSS·d)，容積負(fù)荷30kg COD/(m3·d)，出水VFA穩(wěn)定在5mmol/L左右，說明反應(yīng)器運(yùn)行狀況良好。
　　最后，對(duì)原結(jié)構(gòu)形式的IC反應(yīng)器的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行了工程改造及應(yīng)用，此工程是國內(nèi)首次采用優(yōu)化后的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)對(duì)原有反應(yīng)器進(jìn)行的改造。改造后反應(yīng)器運(yùn)行數(shù)據(jù)及紅外熱成像檢測表明改造取得了預(yù)計(jì)效果:反應(yīng)器布水均勻性得到改善;解決了原先存在的反應(yīng)器鈣化和重渣不能篩選排放的問題;溫度場均衡分布區(qū)域占比達(dá)到