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聯(lián)系我時(shí)，請(qǐng)告知來自 紡織服裝機(jī)械網(wǎng)UASB、EGSB和IC三種厭氧反應(yīng)器比較UASB、EGSB和IC是在高負(fù)荷有機(jī)廢水處理中常見的三種厭氧反應(yīng)器。這三種反應(yīng)器結(jié)構(gòu)不同，處理能力各異，本文將對(duì)...
UASB、EGSB和IC三種厭氧反應(yīng)器比較
UASB、EGSB和IC是在高負(fù)荷有機(jī)廢水處理中常見的三種厭氧反應(yīng)器。這三種反應(yīng)器結(jié)構(gòu)不同，處理能力各異，本文將對(duì)這三種厭氧反應(yīng)器進(jìn)行詳細(xì)比較，分別說一說他們的優(yōu)缺點(diǎn)。
厭氧生物處理的基本原理
厭氧生物處理，就是利用厭氧微生物的代謝特性,將廢水中有機(jī)物進(jìn)行還原,同時(shí)產(chǎn)生甲烷氣體的一種經(jīng)濟(jì)而處理技術(shù)。廢水厭氧生物處理技術(shù)（厭氧消化），就是在在無分子氧條件下，通過厭氧微生物的作用，將廢水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等。厭氧與好氧過程的根本區(qū)別，就是不以分子態(tài)氧作為受氫體，而以化合態(tài)的氧、碳、硫、氫等作為受氫體。
COD→(微生物)CH4+CO2+H2O+H2S+NH3+微生物
國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
沼氣是有機(jī)物在厭氧條件下經(jīng)微生物的發(fā)酵作用生成的一種可燃性混合氣體，其主要成分是甲烷和二氧化碳，通常情況下甲烷（CH4）約占60%左右，二氧化碳（CO2）約占40%左右，此外還有少量氫氣（H2）、氮?dú)猓∟2）、一氧化碳（CO）、硫化氫（H2S）和氨氣（NH3）等。沼氣的安全等級(jí)是二級(jí)。
國外的沼氣技術(shù)以歐洲發(fā)達(dá)，尤其是丹麥和德國，大多數(shù)采用有機(jī)廢棄物為原料，經(jīng)粉碎后進(jìn)行高濃度物料的CSTR全混式厭氧發(fā)酵，沼氣絕大部分用于熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP），電能直接并網(wǎng)，沼液施用農(nóng)田。單位有效消化器罐容產(chǎn)氣量可達(dá)5～7m3/(m3·d),產(chǎn)氣效率是國內(nèi)的2－5倍，有完善的立法和管理，具備市場(chǎng)化推廣和運(yùn)作的條件，有明顯的環(huán)境效益和社會(huì)效益。
我國從90年代初開始，截止到2004年底，畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)運(yùn)行的大、中型沼氣工程約2,000處，年處理畜禽糞便約4,500萬噸。大中型沼氣工程應(yīng)用較多的是USR工藝，小部分采用HCF和UASB工藝，USR工藝單位有效消化器罐容產(chǎn)氣量在0.4～1.5m3/(m3·d),難以在冬季正效益運(yùn)行，尤其在北方地區(qū)，全年屬于微利甚至虧損運(yùn)行，整體上不具備市場(chǎng)化推廣條件。
目前，國內(nèi)一些沼氣工程公司開始對(duì)歐洲技術(shù)進(jìn)行引進(jìn)并二次開發(fā)，并在國內(nèi)開始建立大、中型示范工程，初步證明采用的CSTR工藝是未來的發(fā)展趨勢(shì)，具有很好的市場(chǎng)推廣前景。尤其是我國政府對(duì)沼氣工程每年投入大量的資金扶持，各級(jí)地方政府也紛紛出臺(tái)政策響應(yīng)，世界銀行和亞洲發(fā)展銀行等國際金融組織，也加大了對(duì)中國沼氣工程建設(shè)的投資力度，以亞洲發(fā)展銀行為例，二期沼氣工程項(xiàng)目總數(shù)達(dá)200個(gè)以上，涉及到的工程建設(shè)總規(guī)模在1.5億美金以上，總體上看我國的大型沼氣工程建設(shè)面臨的發(fā)展機(jī)遇。
主要工藝簡(jiǎn)介:
升流式厭氧污泥床（upflow anaerob sludge blanket，簡(jiǎn)稱 UASB）
UASB工作原理：廢水中的有機(jī)污染物在厭氧條件下經(jīng)微生物降解，轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳等，所產(chǎn)氣體（沼氣）含甲烷大于50%，可作為能源再次利用，主要用于周圍戶用、鍋爐燃燒等，既可去除有機(jī)污染物，又可回收能源。其工藝流程是先對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)污水進(jìn)行固液分離，廢水首先被盡可能均勻的引入U(xiǎn)ASB反應(yīng)罐（污泥反應(yīng)區(qū)、氣液固三相分離器包括沉淀區(qū)和氣室三部分組成）底部，污水在厭氧狀態(tài)下反應(yīng)，分解有機(jī)物，產(chǎn)生沼氣。通過氣、液、固三相分離器，可使反應(yīng)罐中保持高活性及良好的沉淀性能的厭氧微生物，經(jīng)分離污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，氣體進(jìn)入集氣室。出水往往需進(jìn)一步好氧處理，進(jìn)行達(dá)標(biāo)排放。是一種以環(huán)保治理為主，生產(chǎn)能源為輔的能源環(huán)保型沼氣工程工藝。
UASB反應(yīng)罐工藝原理圖
混合式厭氧消化器（completestirredtankreactor，簡(jiǎn)稱CSTR）
CSTR工藝流程是先對(duì)各類畜禽糞便及其它有機(jī)物進(jìn)行粉碎處理，調(diào)整進(jìn)料TS濃度8～13%范圍內(nèi)，進(jìn)入CSTR反應(yīng)罐后，CSTR反應(yīng)罐采用下進(jìn)料上出料方式，并帶有機(jī)械攪拌，產(chǎn)氣率視原料和溫度不同在0.8～5.0之間。沼渣沼液COD濃度和TS濃度含量高，一般不經(jīng)固液分離即可直接用于農(nóng)田施肥，是典型的能源生態(tài)型沼氣工程工藝。采用CSTR工藝產(chǎn)生的沼氣如進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)，熱能輸出部分可滿足大部分北方地區(qū)冬季的原料加熱要求，不需外來能源加熱。
CSTR工藝流程圖
內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)罐（internal circulation，簡(jiǎn)稱）IC（internal circulation）反應(yīng)罐,是新一代高效厭氧反應(yīng)罐，即內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)罐，相似由2層UASB反應(yīng)罐串聯(lián)而成，用于有機(jī)高濃度廢水，如，玉米淀粉廢水、檸檬酸廢水、啤酒廢水、土豆加工廢水、酒精廢水。
工作原理：它相似由2層UASB反應(yīng)罐串聯(lián)而成。按功能劃分，反應(yīng)罐由下而上共分為5個(gè)區(qū)：混合區(qū)、第1厭氧區(qū)、第2厭氧區(qū)、沉淀區(qū)和氣液分離區(qū)。
混合區(qū)：反應(yīng)罐底部進(jìn)水、顆粒污泥和氣液分離區(qū)回流的泥水混合物有效地在此區(qū)混合。
第1厭氧區(qū)：混合區(qū)形成的泥水混合物進(jìn)入該區(qū)，在高濃度污泥作用下，大部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣?；旌弦荷仙骱驼託獾膭×覕_動(dòng)使該反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥呈膨脹和流化狀態(tài)，加強(qiáng)了泥水表面接觸，污泥由此而保持著高的活性。隨著沼氣產(chǎn)量的增多，一部分泥水混合物被沼氣提升至頂部的氣液分離區(qū)。
氣液分離區(qū)：被提升的混合物中的沼氣在此與泥水分離并導(dǎo)出處理系統(tǒng)，泥水混合物則沿著回流管返回到最下端的混合區(qū)，與反應(yīng)罐底部的污泥和進(jìn)水充分混合，實(shí)現(xiàn)了混合液的內(nèi)部循環(huán)。
第2厭氧區(qū)：經(jīng)第1厭氧區(qū)處理后的廢水，除一部分被沼氣提升外，其余的都通過三相分離器進(jìn)入第2厭氧區(qū)。該區(qū)污泥濃度較低，且廢水中大部分有機(jī)物已在第1厭氧區(qū)被降解，因此沼氣產(chǎn)生量較少。沼氣通過沼氣管導(dǎo)入氣液分離區(qū)，對(duì)第2厭氧區(qū)的擾動(dòng)很小，這為污泥的停留提供了有利條件。
沉淀區(qū)：第2厭氧區(qū)的泥水混合物在沉淀區(qū)進(jìn)行固液分離，上清液由出水管排走，沉淀的顆粒污泥返回第2厭氧區(qū)污泥床。
從IC反應(yīng)罐工作原理中可見，反應(yīng)罐通過2層三相分離器來實(shí)現(xiàn)SRT>HRT，獲得高污泥濃度；通過大量沼氣和內(nèi)循環(huán)的劇烈擾動(dòng)，使泥水充分接觸，獲得良好的傳質(zhì)效果。
IC厭氧反應(yīng)罐工藝原理圖
沼氣工藝比選表
| 序號(hào) | 類別 | CSTR | UASB | IC |
| 1 | 原料范圍 | 所有類型有機(jī)原料 | 高COD污水 | 中、高濃度廢水 |
| 2 | 原料TS濃度 | 5～13% | <2% | <2% |
| 3 | 應(yīng)用區(qū)域 | 全國各地 | 中部、南部 | 全國各地 |
| 4 | 水力停留時(shí)間 | 10～30天 | 1～20天 | 1～5天 |
| 5 | 單位能耗 | 低 | 高 | 中等 |
| 6 | 單池容積 | 300-5000m3 | 200-3000m3 | 200-2000m3 |
| 7 | 操作難度 | 中等 | 易 | 中等 |
| 8 | 產(chǎn)氣量 | 0.5～2.0 | 0.3～1.2 | 0.4～3.0 |
| 9 | 經(jīng)濟(jì)效益 | 較高 | 中 | 中 |
| 10 | COD去除效率 | 中 | 中 | 高 |
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