简述厌氧折流板反应器的原理及发展
摘 要：着重介绍了厌氧处理技术原理及第一代反应器到第三代反应器的发展过程,分析了新型第三代工艺-ABR反应器的性能特点及发展。
关键字：厌氧 ABR工艺 厌氧反应器 厌氧折流板反应器
随着工业的飞速发展和人口的不断增加，能源，资源和环境等问题日趋严重，近30年来，能源的短缺变的突出。采用传统的好氧生物处理方法处理废水要消耗大量能源，发达国家用于废水的能耗已占到了全国总电耗的1%左右。废水好氧生物处理方法的实质是利用电能的消耗型来达到改善废水品质使其符合水域环境质量要求的一种技术措施。所以，废水好氧生物处理是耗能型的废水处理技术。在众多的废水生物处理工艺中，人们又重新认识采用厌氧生物处理工艺处理有机废水和有机废物技术。
1 废水厌氧生物处理概述
1.1 厌氧消化的基本原理
有机物厌氧消化产甲烷过程是一个非常复杂的由多种微生物共同作用的生化过程。M.P.Bryany（1979）根据对产甲烷菌和产氢产乙酸菌的研究结果，提出了三阶段理论。
第一阶段为水解发酵阶段。在该阶段，复杂的有机物在厌氧菌孢外酶的作用下，首先被分解成简单的有机物，如纤维素经水解转化成较简单的糖类；蛋白质转化成较简单的氨基酸；脂类转化成脂肪酸和甘油等。参与这个阶段的水解发酵菌主要是厌氧菌和兼性厌氧菌。
第二阶段为产氢产乙酸阶段。在该阶段，产氢产乙酸菌把除乙酸、甲酸、甲醇以为的第一阶段产生的中间产物，如丙酸、丁酸等脂肪酸，和醇类等转化成乙酸和兼性厌氧菌。
第三阶段为产甲烷阶段。在高阶段中，产甲烷菌把第一阶段和第二阶段产生的乙酸、H2、和CO2等转化为甲烷。
1.2 厌氧处理工艺的发展概况
废水厌氧生物处理技术发展至今，已有120多年的了。早在1860年法国人Louis Mouras把简易沉淀池改进为污水污泥处理构筑物使用。
1890年，Scoot-Moncereff第一个初步的厌氧滤池建造了一个底部空，上边铺一层石子的消化池。这也是第一个初步的厌氧滤池。 1899年Harry W.Clark设计了一个分离的消化器，先把污水沉淀后在厌氧发酵。
关于UASB的升流式厌氧污泥床反应器详解！
升流式厌氧污泥床反应器是一种处理污水的厌氧生物方法，又叫升流式厌氧污泥床，英文缩写UASB（Up-flowAnaerobicSludgeBed/Blanket）。由荷兰Lettinga教授于1977年发明。污水自下而上通过UASB。反应器底部有一个高浓度、高活性的污泥床，污水中的大部分有机污染物在此间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。
一、UASB工艺的主要特点
1）利用微生物细胞固定化技术-污泥颗粒化
UASB反应器利用微生物细胞固定化技术—污泥颗粒化，实现了水力停留时间和污泥停留时间的分离，从而延长了污泥泥龄，保持了高浓度的污泥。颗粒厌氧污泥具有良好的沉降性能和高比产甲烷活性，且相对密度比人工载体小，靠产生的气体来实现污泥与基质的充分接触，节省了搅拌和回流污泥的设备和能耗，也无需附设沉淀分离装置；同时反应器内不需投加填料和载体，提高了容积利用率，避免了堵塞问题，具有能耗低、成本低的特点。
2）由产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作用
在UASB反应器中，由产气和进水形成的上升液流和上窜气泡对反应区内的污泥颗粒产生重要的分级作用。这种作用不仅影响污泥颗粒化进程，同时还对形成的颗粒污泥的质量有很大的影响，同时这种搅拌作用实现了污泥与基质的充分接触。
3）设计合理的三相分离器的应用
三相分离器是UASB反应器中最重要的设备，它可收集从反应区产生的沼气，同时使分离器上的悬浮物沉淀下来，使沉淀性能良好的污泥能保留在反应器内。三相分离器的应用避免了辅设沉淀分离装置、脱气装置和回流污泥设备，简化了工艺，节约了投资和运行费用。
4）容积负荷率高
对中高浓度有机废水容积负荷可达20kgCOD/(m3•d)，COD去除率均可稳定在80%左右。
5）污泥产量低
与传统好氧工艺相比，污泥产量低,污泥产率一般为0.05kgVSS/kgCOD～0.10kgVSS/kgCOD，仅为活性污泥产泥量的1/5左右。反应器产生的剩余污泥又是新厌氧系统运行所必需的菌种。
- 1 - 厌氧膜生物反应器工艺研究现状
近几十年来，随着科学技术的迅速发展，厌氧膜生物反应器 (MBR)成为一种具有良好生态环境效果的水处理技术，广泛应用于各类废水处理工艺中。目前，MBR的研究越来越受到重视，发展势头非常迅猛。下面就介绍厌氧膜生物反应器工艺研究现状及时间发展趋势。
首先，MBR技术的发展离不开厌氧膜技术的改进。目前，厌氧膜技术有大量研究，如改进厌氧膜材料，提高厌氧膜通量能力，降低厌氧膜出口浓度，优化厌氧膜操作压力等。在改进膜材料方面，研究者研发出具有优异性能的新型膜材料，如增强的聚乙烯醇（PVDF)膜，聚苯胺 (PAN)和聚乙烯醇/尼龙聚乙烯 (PVDF/NYL)等，具有高渗透性、耐腐蚀性和耐酸碱性，可有效的提高厌氧膜的抗污能力和耐受性。在提高厌氧膜通量能力方面，主要通过改进膜结构和材料强度来实现，如采用多孔性膜结构，在膜表面形成多孔结构，增加膜的渗透系数和抗污能力，从而提高厌氧膜通量能力。此外，还可以采用增强膜结构的方法，如采用多种增强分子的添加，双重增强技术等，提高膜材料的弹性和强度，抵抗外界压力，从而降低膜渗透阻力，提高膜通量能力。
其次，MBR技术在发展中，还面临着一系列难题需要克服。首先，MBR反应器的耐腐蚀性较差，需要改进其材料选择。其次，MBR运行过程中产生大量污泥，需要控制其污染物的产生，在此基础上，采取合理的污泥管理方案，提高污泥的处理效率。此外，MBR的运行成本较高，有较强的经济性要求，一般需要采取多种经济措施，以降低运 - 2 - 行成本。
最后，MBR技术的发展受到全球水处理行业的关注。随着环境保护的不断加强，将会有更多的政策措施推动MBR技术的发展，以保护全球水资源环境，提高水处理效率。未来，MBR技术和应用将被越来越多的人所重视，发展方向也将进一步明确，如改进厌氧膜技术、优化厌氧膜工艺、提高厌氧膜反应器使用寿命等，将更加注重在技术、经济、效率、环保等方面的综合性考虑。
详细介绍IC厌氧反应器工作过程
厌氧塔又叫厌氧设备厌氧反应器等别名，主要有三部分组成分别由污泥反应区、气液固三相分离器和气室，设备内仓留有大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成活性污泥层。
厌氧塔反应器设备的运行流程：
污水从厌氧设备底部流入污泥中层进行混合反应，中层部分的厌氧生物分解污水中的COD等有机物并转化成气体。产生的气泡不断合并成大气泡，在厌氧塔中上部由于气体的上升产生搅动使较稀薄的污泥和水一起上升进入厌氧设备三相分离器，气体碰到分离器下部的挡板时转向挡板的四周过水层进入气室，集中在气室中的气体通过管道排出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，与污泥分离后的上清液通过溢流堰上部溢出流入污水处理工艺中的下一道好氧工序。
IC厌氧反应器工作原理：
废水好氧生物处理方法的实质是利用电能的消耗来达到改善废水水质的一种技术措施，因此能、低能耗的厌氧废水处理技术在近代废水处理技术中得到了广泛的应用，厌氧生物处理法有了较大的发展。厌氧消化工艺由普通厌氧消化法演变发展为厌氧接触法(厌氧活性污泥法)、生物滤池法、上流式厌氧污泥床反应器(UASB)、厌氧流化床、复合厌氧法等，其中普通消化池法、厌氧接触法等为*代厌氧反应器，生物滤池法、UASB、厌氧流化床等为第二代厌氧反应器，随着厌氧技术的发展，由UASB衍生的EGSB和IC(内循环)厌氧反应器为第三代厌氧反应器。EGSB相当于把UASB反应器的厌氧颗粒污泥处于流化状态，而IC反应器则是把两个UASB反应器上下叠加，利用污泥床产生的沼气作为动力来实现反应器内混合液的循环。
IC厌氧反应器工作过程：
通过以下的对IC厌氧反应器的描述，您可以很清楚的了解到其所具有的优点的基本原理。
一般可以理解为IC是由上、下两个UASB组成两个反应室，下反应室负荷高，上反应室负荷低，在反应器内部，对应分为三个反应区。
