污水處理設備
2 折流式厭氧反應器
折流式厭氧反應器(Anaerobic Baffled Reactor)是Bachman和McCarty等人[2]于1982年前后提出的一種新型高效厭氧反應器,其構造如圖1。
反應器特點是:內置豎向導流板,將反應器分隔成串聯的幾個反應室,每個反應室都是一個相對獨立的上流式污泥床(USB)系統,其中的污泥可以是以顆?;问交蛞孕鯛钚问酱嬖?。水流由導流板引導上下折流前進,逐個通過反應室內的污泥床層,進水中的底物與微生物充分接觸而得以降解去除。
雖然在構造上ABR可以看作是多個UASB反應器的簡單串聯,但工藝上與單個UASB有顯著不同。UASB可近似地看作是一種完全混合式反應器,而ABR則更接近于推流式工藝。與Lettinga提出的SMPA[3]工藝對比,可以發現ABR幾乎完美地實現了該工藝的思路要點。首先,擋板構造在反應器內形成幾個獨立的反應室,在每個反應室內馴化培養出與該處的環境條件相適應的微生物群落。例如ABR用以處理葡萄糖為基質的廢水時,第一格反應室經過一段時間的馴化,將形成以酸化菌為主的高效酸化反應區,葡萄糖在此轉化為低級脂肪酸(VFA),而其后續反應室將先后完成各類VFA到甲烷的轉化。通過熱力學分析可知,細菌對丙酸和丁酸降解只有在環境H2分壓較低的情況下才能進行[4],而有機物酸化階段是H2的主要來源,產甲烷階段幾乎不產生H2。與單個UASB中酸化和產甲烷過程融合進行不同,ABR反應器有獨立分隔的酸化反應室,酸化過程產生的H2以產氣形式先行排除,因此有利于后續產甲烷階段中丙酸和丁酸的代謝過程在較低的H2分壓環境下順利進行,避免了丙酸、丁酸過度積累所產生的抑制作用。由此可以看出,在ABR各個反應室中的微生物相是隨流程逐級遞變的,遞變的規律與底物降解過程協調一致,從而確保相應的微生物相擁有最佳的工作活性。其次,同傳統好氧工藝相比,厭氧反應器的一個不足之處是系統出水水質較差,通常需要經過后續處理才能達標排放。而ABR的推流式特性可確保系統擁有更優的出水水質,同時反應器的運行也更加穩定,對沖擊負荷以及進水中的有毒物質具有更好的緩沖適應能力。值得指出的是,ABR推流式特點也有其不利的一面,在同等的總負荷條件下與單級的UASB相比,ABR反應器的第一格不得不承受遠大于平均負荷的局部負荷。以擁有5格反應室的ABR為例,其第一格的局部負荷為其系統平均負荷的5倍。如何降低局部負荷過載的不利影響還有待于深入探討。