厭氧處理器的發(fā)展及新技術(shù)的特點(diǎn)、原理、啟動(dòng)要素
厭氧生物處理，又被稱為厭氧消化、厭氧發(fā)酵，是指在厭氧條件下由厭氧或兼性微生物的共同作用，使有機(jī)物分解并產(chǎn)生甲烷和二氧化碳的過(guò)程。最初的厭氧處理工藝僅被應(yīng)用于生活污水的處理，之后又被應(yīng)用于污泥消化分解，進(jìn)而應(yīng)用于工業(yè)廢水的處理，并且發(fā)展了很多效果良好的厭氧生物處理工藝。傳統(tǒng)厭氧生物處理技術(shù)具有水力停留時(shí)間長(zhǎng)、有機(jī)負(fù)荷低、池容大等的缺點(diǎn)，制約了厭氧生物處理技術(shù)的推廣和應(yīng)用。
隨著對(duì)全球能源短缺和溫室效應(yīng)等問(wèn)題的關(guān)注，可再生能源的重要性日益顯現(xiàn)，而厭氧生物處理技術(shù)可將污廢水轉(zhuǎn)化為乙酸、甲烷、氫氣等可再生能源，既能實(shí)現(xiàn)資源化、能源化利用，又能減輕環(huán)境污染。因此，對(duì)于厭氧處理技術(shù)、厭氧反應(yīng)器的開(kāi)發(fā)研究也變得越來(lái)越多。隨著對(duì)厭氧消化機(jī)理研究的不斷深人和各種高效厭氧反應(yīng)器的飛速發(fā)展，污廢水的生物處理技術(shù)已經(jīng)成為資源和環(huán)境保護(hù)的核心技術(shù)之一。同時(shí)，污水厭氧生物處理技術(shù)以其成本低廉、穩(wěn)定高效等特點(diǎn)，在高濃度有機(jī)廢水、難降解有機(jī)度水的處理領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。?
厭氧生物處理工藝的發(fā)展
第一代厭氧反應(yīng)器
早在19世紀(jì)，人們就利用厭氧工藝處理廢水廢物。1881年，法國(guó)工程師Louis Mouras發(fā)明了用以處理污水污泥的“自動(dòng)凈化器”，從而開(kāi)始了人類利用慶氧生物過(guò)程處理廢水廢物的歷程。1896年英國(guó)出現(xiàn)了第一座用于處理生活污水的厭氧消化池，產(chǎn)生的沼氣用于照明。1904 年德國(guó)的工程師Imhoff將其發(fā)展成為Imhoff雙層沉淀池(即腐化池)，這一工藝至今仍然在有效地利用。1912 年英國(guó)的伯明翰市建立了第一個(gè)用土堤圍成的露天敞開(kāi)式消化池。至1914年，美國(guó)有14座城市建立了厭氧消化池。1925 年至1926年，美國(guó)、德國(guó)相繼建成了較為標(biāo)準(zhǔn)的消化池。二戰(zhàn)結(jié)束后，厭氧處理技術(shù)的發(fā)展又掀起了一個(gè)高潮，高效的、可加溫和攪拌的消化池得到了發(fā)展，厭氧污泥與廢水的加溫、攪拌提高了處理效率。但從本質(zhì)上，反應(yīng)器中的微生物(即厭氧污泥)與廢水或廢料是完全混合在一起的，污泥在反應(yīng)器里的停留時(shí)間(SRT) 與廢水的停留時(shí)間(HRT)是相同的，因此污泥在反應(yīng)器里濃度低，廢水在反應(yīng)器里要停留幾天到幾十天之久，處理效果差。此時(shí)的厭氧處理技術(shù)主要用于污泥與糞肥的消化，它尚不能經(jīng)濟(jì)地用于工業(yè)廢水的處理。直至1955年，Soefer開(kāi)發(fā)了用以處理食品包裝廢水的厭氧接觸反應(yīng)器(AC法)， 取得了良好的效果。
如圖1所示，這種反應(yīng)器是在出水沉淀池中增設(shè)了污泥回流裝置，增大了厭氧反應(yīng)器中的污泥濃度，處理負(fù)荷和效率顯著提高。上述反應(yīng)器被稱為第一代厭氧反應(yīng)器，由于厭氧微生物生長(zhǎng)緩慢，世代時(shí)間長(zhǎng)，而厭氧消化池?zé)o法將水力停留時(shí)間和污泥停留時(shí)間分離， 由此造成水力停留時(shí)間必須較長(zhǎng)。一般來(lái)講，第一代厭氧反應(yīng)器處理廢水的停留時(shí)間至少需要20~30d。
第二代厭氧反應(yīng)器
隨著生物發(fā)酵工程中固定化技術(shù)的發(fā)展，人們認(rèn)識(shí)到提高反應(yīng)器中污泥濃度的重要性，于是，基于微生物固定化原理的高效厭氧生物反應(yīng)器得以發(fā)展。第二代高效厭氧生物反應(yīng)器必須滿足以下兩個(gè)條件:
1)系統(tǒng)內(nèi)能夠保持大量的活性厭氧污泥；
2) 反應(yīng)器進(jìn)水應(yīng)與污泥保持良好的接觸。
依據(jù)這一原則，20世紀(jì)60年代末，第一個(gè)基于微生物固定化原理的高速厭氧反應(yīng)器——厭氧濾池誕生。它的成功之處在于，在反應(yīng)器中加人固體填料(如沙礫等)，微生物由于附著生長(zhǎng)在填料的表面，免于水力沖刷而得到保留，巧妙地將平均水力停留時(shí)間與生物固體停留時(shí)間相分離，其固體停留時(shí)間可以長(zhǎng)達(dá)上百天，這就使得厭氧處理高濃度污水的停留時(shí)間從過(guò)去的幾天或幾十天縮短到幾小時(shí)或幾天。在相同的溫度下，厭氧濾池的負(fù)荷高出厭氧接觸工藝2～3倍，同時(shí)有很高的COD去除率，而且反應(yīng)器內(nèi)易于培養(yǎng)出適應(yīng)有毒物質(zhì)的厭氧污泥。
1974 年，荷蘭研究和開(kāi)發(fā)了UASB反應(yīng)器技術(shù)，其最大特點(diǎn)是反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥保證了高濃度的厭氧污泥，標(biāo)志著厭氧反應(yīng)器的研究進(jìn)入了新的時(shí)代。隨后，研究者們基于一些厭氧處理經(jīng)驗(yàn)和厭氧處理所涉及的微生物學(xué)、生物化學(xué)和生化工程的最新研究成果，開(kāi)發(fā)出的一批厭氧反應(yīng)器被稱為第二代廢水厭氧處理反應(yīng)器，其中比較典型的有:升流式固體厭氧反應(yīng)器(USR)、升流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)、 厭氧濾池(AF)、厭氧流化床(AFB)等。
第二代厭氧反應(yīng)器解決了厭氧微生物生長(zhǎng)緩慢、生物量易隨液體流出等無(wú)益于反應(yīng)器高效運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵問(wèn)題，這些反應(yīng)器的突出優(yōu)點(diǎn)有: 1)具有較高有機(jī)負(fù)荷和水力負(fù)荷，反應(yīng)器容積比傳統(tǒng)裝置減少90%以上;
2)在低溫、沖擊負(fù)荷、存在抑制物等不利條件下仍可保持良好的穩(wěn)定性;
3) 反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，適合各種規(guī)模，并可作為運(yùn)行單元被結(jié)合在整體的處理技術(shù)中，操作簡(jiǎn)便，人工管理費(fèi)用得到降低。
然而第二代厭氧反應(yīng)器的缺陷仍然非常明顯:對(duì)于進(jìn)水無(wú)法采用高的水力和有機(jī)負(fù)荷，反應(yīng)器的應(yīng)用負(fù)荷和產(chǎn)氣率受到限制。
第三代厭氧反應(yīng)器
20世紀(jì)90年代初，人們?yōu)閷?shí)現(xiàn)高效厭氧反應(yīng)器的有效運(yùn)行，結(jié)合第二代反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)，研發(fā)了第三代厭氧反應(yīng)器。第三代厭氧反應(yīng)器具備占地面積小、動(dòng)力損耗小等特點(diǎn)，微生物均以顆粒污泥固定化的方式存在于反應(yīng)器當(dāng)中，反應(yīng)器單位容積的生物量比以往更高，能承受更高的水力負(fù)荷且具備較高的有機(jī)污染物凈化效果。反應(yīng)器內(nèi)的微生物在不同區(qū)域內(nèi)生長(zhǎng)，可以與不同區(qū)域內(nèi)的進(jìn)水充分接觸，完成了一定程度上的生物相分離。第三代反應(yīng)器的主要代表有:厭氧膨脹顆粒污泥床(EGSB)、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(IC)、升流式厭氧污泥床過(guò)濾器(UBF)等。
新型厭氧生物處理工藝與反應(yīng)器
升流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB 反應(yīng)器)
升流式厭氧污泥床(UASB)是第二代廢水厭氧生物處理反應(yīng)器中典型的一種。由于在UASB反應(yīng)器中能形成產(chǎn)甲烷活性高、沉降性能良好的顆粒污泥，因而UASB反應(yīng)器具有很高的有機(jī)負(fù)荷，近10年來(lái)得到了最廣泛的應(yīng)用，目前約占全世界正在運(yùn)行的厭氧反應(yīng)器中總數(shù)的70%。
1. UASB反應(yīng)器的工作原理
UASB反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)如圖2所示，其主體可分為兩個(gè)區(qū)域，即反應(yīng)區(qū)和氣、液、固三相分離區(qū)。在反應(yīng)區(qū)下部是大量具有良好沉降性能與生物活性的厭氧顆粒污泥所形成的污泥床，在污泥床上部是濃度較低的懸浮污泥層。當(dāng)反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)，待處理的廢水以一定流速(一般為0.5～l.5m/h)從污泥床底部進(jìn)人后與污泥接觸，污泥中包含的大量活性厭氧菌起著生物代謝的主要作用，經(jīng)過(guò)酸化與甲烷化兩個(gè)過(guò)程，分解污水中的有機(jī)物，產(chǎn)生的沼氣以氣泡的形式由污泥床區(qū)上升，并帶動(dòng)周圍混合液產(chǎn)生一定的攪拌作用。經(jīng)過(guò)氣體的攪拌，污泥床區(qū)的松散污泥被帶人污泥懸浮層區(qū)，與懸浮污泥碰撞接觸，-部分污泥比重加大，沉人污泥床區(qū)。懸浮層混合液的污泥松散， 顆粒比重小，污泥濃度較低。氣、水、泥的混合液上升至三相分離器內(nèi)，氣體受反射板的作用而進(jìn)人集氣室被分離，污泥和水進(jìn)人沉降室，由于氣體已被分離，沉降室的擾動(dòng)很小，液體的運(yùn)動(dòng)趨于層流形態(tài)，在重力作用下泥、水分離，污泥沿斜壁返回反應(yīng)區(qū)，上清液從沉淀區(qū)上部排走。
2. UASB反應(yīng)器的特點(diǎn)
UASB反應(yīng)器的污泥顆粒化是該反應(yīng)器的一個(gè)主要的特征。顆粒污泥可以定義為具有自我平衡的微生態(tài)系統(tǒng)，其特性特別適宜于升流式廢水處理系統(tǒng)的微生物聚集體。這一聚集體在體積上相對(duì)較大，與絮狀污泥短時(shí)間形成的聚集體不同，顆粒污泥物理性狀是相對(duì)穩(wěn)定的。UASB工藝的穩(wěn)定性和高效性很大程度上取決于顆粒污泥的形成。如果反應(yīng)器內(nèi)的污泥以松散的絮狀體存在，往往容易出現(xiàn)污泥上浮流失， 使反應(yīng)器不能在高負(fù)荷下穩(wěn)定運(yùn)行。顆粒污泥具有極好的沉降性能，可以保持UASB反應(yīng)器內(nèi)高濃度的厭氧污泥。當(dāng)產(chǎn)氣量較高，廢水上升速度增加，絮狀污泥由于沉降性能差，容易被沖洗出反應(yīng)器。反應(yīng)器內(nèi)氣體和水流產(chǎn)生的剪切力也會(huì)使得絮狀污泥進(jìn)一步分散，加劇系統(tǒng)厭氧污泥的流失。不同于絮狀污泥，顆粒污泥有極好的沉降性能，不易受到氣體和水流上升流速的影響。因此，污泥的顆粒化可以使UASB反應(yīng)器有更高的有機(jī)物容積負(fù)荷和水力負(fù)荷。
除了污泥顆粒化外， UASB反應(yīng)器還具有以下特點(diǎn):
1)反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高。一般平均污泥濃度為30～40g/L, 其中底部污泥床污泥濃度達(dá)60～80g/L,懸浮層污泥濃度為5～7g/L。
2)有機(jī)負(fù)荷高，水力停留時(shí)間短。
3)反應(yīng)器內(nèi)設(shè)三相分離器。被沉淀區(qū)分離的污泥能自動(dòng)回流到反應(yīng)區(qū)，一般無(wú)污泥回流設(shè)備。
4)無(wú)混合攪拌設(shè)備。反應(yīng)器投產(chǎn)運(yùn)行正常后，利用自身產(chǎn)生的氣體和進(jìn)水來(lái)達(dá)到攪拌的目的。
5)污泥床內(nèi)不填載體，節(jié)省造價(jià)及避免堵塞問(wèn)題。
6) 反應(yīng)器中污泥泥齡長(zhǎng)，污泥表觀產(chǎn)率低，所排出的污泥數(shù)量極少，從而降低了污泥處理的費(fèi)用。
3. UASB反應(yīng)器的啟動(dòng)
1)污泥的馴化
UASB反應(yīng)器啟動(dòng)的難點(diǎn)是獲得大量沉降性能良好的厭氧顆粒污泥。用最好的辦法加以馴化，一般需要3～6個(gè)月， 如果靠設(shè)備自身積累，投產(chǎn)期最長(zhǎng)可長(zhǎng)達(dá)1～2年。實(shí)踐表明，投加少量的載體，有利于厭氧菌的附著，促進(jìn)初期顆粒污泥的形成;比重大的絮狀污泥比輕的易于顆粒化；比甲烷活性高的厭氧污泥可縮短啟動(dòng)期。
2)啟動(dòng)操作要點(diǎn)
①最好一次投加足量的接種污泥；
②啟動(dòng)初期從污泥床流出的污泥可以不予回流，以使特別輕的和細(xì)碎污泥跟懸浮物連續(xù)地從污泥床排出體外，使較重的活性污泥在床內(nèi)積累，并促進(jìn)其增殖逐步達(dá)到顆粒化；
③啟動(dòng)開(kāi)始廢水COD濃度較低時(shí)，未必就能讓污泥顆粒化速度加快；
④最初污泥負(fù)荷一般在0.1～0.2kg COD/ (kg TSS·d)左右比較合適；
⑤污水中原來(lái)存在的和厭氧分解出來(lái)的多種揮發(fā)酚未能有效分解之前，不應(yīng)隨意提高有機(jī)容積負(fù)荷，這需要跟蹤觀察和水樣化驗(yàn)；
⑥可降解COD的去除率達(dá)到70%～80%左右時(shí)，可以逐步增加有機(jī)容積負(fù)荷；
⑦為促進(jìn)污泥顆粒化，反應(yīng)器應(yīng)采用較高的表面水力負(fù)荷，這樣有利于小顆粒污泥與污泥絮凝分開(kāi)，使小顆粒污泥并未形成大顆粒。
4.厭氧顆粒污泥的性質(zhì)和形成機(jī)理
1)厭氧顆粒污泥性質(zhì)
顆粒污泥因所處理廢水的組成、操作條件和分析方法等的不同而有所不同。顆粒污泥主要由厭氧菌組成，如共生單胞菌屬、甲烷八疊球菌屬、甲烷絲狀菌屬等，但同時(shí)還存在一些好氧菌和兼性厭氧菌。顆粒污泥的形成實(shí)際上是微生物固定化的一種形式，但與其他類型不同，其形成與存在不依賴于任何惰性生物載體，惰性載體對(duì)顆粒污泥的形成和它的穩(wěn)定性都不是必須的。顆粒污泥的形狀有球形、桿形、橢球形，以球形為主。顆粒污泥的顏色為黑色或灰色，還有研究者觀察到了白色的顆粒污泥。顆粒污泥有兩個(gè)重要特性:良好的沉降性能和高比產(chǎn)甲烷活性。
在UASB反應(yīng)器中，顆粒污泥的沉降速度為0. 3～0.8m/h, 而在清水中，顆粒污泥自由沉降的速率可達(dá)2m/h。顆粒污泥根據(jù)其沉降速度可分三類:①沉降性能差的顆粒污泥，其在UASB反應(yīng)器中的沉降速度小于20m/h; ②沉降性能一般的顆粒污泥，其在UASB反應(yīng)器中的沉降速度為20～50m/h;③沉降性能良好的顆粒污泥，其在UASB反應(yīng)器中的沉降速度大于50m/h。
2)顆粒污泥的形成機(jī)理
關(guān)于顆粒污泥形成的機(jī)理目前還處于研究階段，研究者提出了種種假說(shuō)，大多數(shù)是根據(jù)觀察顆粒污泥在形成過(guò)程中所出現(xiàn)的現(xiàn)象提出的，以下為幾種有代表性的假說(shuō):
①晶核假說(shuō)。該假說(shuō)認(rèn)為顆粒污泥的形成類似于結(jié)晶過(guò)程，在晶核基礎(chǔ)上，顆粒不斷發(fā)育，直到最后形成成熟的顆粒污泥。晶核來(lái)源于接種污泥或在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的無(wú)機(jī)鹽，如CaCO3或其他顆粒物質(zhì)。
②不少研究結(jié)果表明，在多數(shù)成熟的顆粒污泥中很難找到晶核。顆粒污泥的形成可不以晶核為基礎(chǔ)而成長(zhǎng)，而是完全靠微生物本身形成的，因而又產(chǎn)生了其他的觀點(diǎn):
電中和作用。這一假說(shuō)認(rèn)為，在厭氧污泥顆粒化過(guò)程中，Ca2+ 能中和細(xì)菌細(xì)胞表面的負(fù)電荷，減弱細(xì)胞間的電荷斥力作用，并通過(guò)鹽橋作用而促進(jìn)細(xì)胞的凝聚反應(yīng)；
胞外多聚物架橋作用。這是目前比較流行的假說(shuō)。這一假說(shuō)認(rèn)為，顆粒污泥是由于微生物(如細(xì)菌)分泌的胞外多糖使細(xì)胞粘結(jié)在一起而形成的。
新加坡南洋理工大學(xué)Y.G.Yen等認(rèn)為污泥顆粒化過(guò)程可分成三個(gè)階段，即積累階段、顆粒化階段和成熟階段。大量初始顆粒污泥在反應(yīng)器的底部形成并開(kāi)始逐漸增長(zhǎng)，這種狀態(tài)為顆粒初始化。從反應(yīng)器剛開(kāi)始啟動(dòng)到顆粒初始化這段時(shí)間稱為積累階段。在此階段中，顆粒化過(guò)程進(jìn)行的很慢。相應(yīng)地，當(dāng)用粒徑表示的顆粒比生長(zhǎng)速率急劇下降時(shí)(約為最大生長(zhǎng)速率Vφ的20%或更低)，顆粒成熟，這種狀態(tài)稱為顆粒成熟化。顆粒化階段介于顆粒初始和顆粒成熟之間。在成熟階段，盡管顆粒的平均大小仍然變化，但是成熟顆粒污泥較穩(wěn)定，達(dá)到動(dòng)力學(xué)平衡。
周孟津等人把UASB反應(yīng)器中顆粒污泥的形成過(guò)程分為5個(gè)時(shí)期，即絮凝污泥絲狀菌增長(zhǎng)期、顆粒污泥亞單位生成期、亞單位聚集期、初生顆粒生長(zhǎng)期和顆粒污泥生長(zhǎng)和成熟期。因此，顆粒污泥的形成過(guò)程通常分為四步:①細(xì)菌向惰性物質(zhì)或其他菌體表面移動(dòng)；②通過(guò)理化作用可逆地吸附在一起或惰性物質(zhì)上；③通過(guò)微生物附屬物的作用將細(xì)菌不可逆地粘附一起或惰性物質(zhì)上；④細(xì)菌的倍增和顆粒污泥的增大。
5. UASB反應(yīng)器的應(yīng)用研究
UASB反應(yīng)器自1977年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用以來(lái)，已成功地應(yīng)用于處理多種不同成分、不同濃度的污水，如高濃度制糖廢水、土豆加工廢水、淀粉廢水、啤酒廢水、酒精廢水、乳品廢水、屠宰廢水、造紙廢水，表1所列為國(guó)內(nèi)外部分UASB反應(yīng)器的統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)資料。
厭氧膨脹顆粒床反應(yīng)器(EGSB)
20世紀(jì)80年代后期，Lettinga教授等人在利用UASB反應(yīng)器處理生活污水時(shí)，為了增加污水與污泥的接觸，更加有效地利用反應(yīng)器的容積，優(yōu)化UASB反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和操作參數(shù)，使反應(yīng)器中顆粒污泥床在高的液體表面上升流速下充分膨脹，從而處理效果大大提高，由此形成了早期的厭氧膨脹顆粒床(Expanded Granular Sludge Bed, EGSB)反應(yīng)器。
1. EGSB反應(yīng)器的工作原理
EGSB反應(yīng)器是對(duì)UASB反應(yīng)器的改進(jìn)，與UASB反應(yīng)器相比，它們最大的區(qū)別在于反應(yīng)器內(nèi)液體上升流速的不同。在UASB反應(yīng)器中，水力上升流速Vup一般小于1m/h,污泥床更像一個(gè)靜止床，而EGSB反應(yīng)器通過(guò)采用出水循環(huán)，其流速Vup一般可達(dá)到5～10m/h,所以整個(gè)顆粒污泥床是膨脹的。EGSB反應(yīng)器這種獨(dú)有的特征使它可以進(jìn)一步向著空間化方向發(fā)展，反應(yīng)器的高徑比可高達(dá)20或更高。因此對(duì)于相同容積的反應(yīng)器而言，EGSB反應(yīng)器的占地面積大為減少。除反應(yīng)器主體外，EGSB反應(yīng)器的主要組成部分有進(jìn)水分配系統(tǒng)、氣、液、固三相分離器以及出水循環(huán)部分，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。
EGSB反應(yīng)器在運(yùn)行過(guò)程中，待處理廢水與被回流的出水混合經(jīng)反應(yīng)器底部的進(jìn)水分配系統(tǒng)均勻進(jìn)人反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)。反應(yīng)區(qū)內(nèi)的泥水混合液及厭氧消化產(chǎn)生的沼氣向上流動(dòng)，部分沉降性能較好的污泥經(jīng)過(guò)膨脹床區(qū)后自然回落到污泥床區(qū)，沼氣及其余的泥水混合液繼續(xù)向上流動(dòng)，經(jīng)三相分離器后，沼氣進(jìn)入集氣室，部分污泥經(jīng)沉淀后返回反應(yīng)區(qū)，液相夾帶部分沉降性極差的污泥排出反應(yīng)器。
進(jìn)水分配系統(tǒng)的主要作用是將進(jìn)水均勻地分配到整個(gè)反應(yīng)器的底部，并產(chǎn)生一個(gè)均勻的上升流速。與UASB反應(yīng)器相比，EGSB反應(yīng)器由于高徑比更大，其所需要的配水面積會(huì)較小，同時(shí)EGSB反應(yīng)器采用了出水循環(huán)，其配水孔口的流速會(huì)更大，因此系統(tǒng)更容易保證配水均勻。
三相分離器仍然是EGSB反應(yīng)器最關(guān)鍵的構(gòu)造，其主要作用是將出水、沼氣、污泥三相進(jìn)行有效分離，使污泥在反應(yīng)器內(nèi)有效持留。與UASB反應(yīng)器相比，EGSB反應(yīng)器內(nèi)的液體上升流速要大得多，因此必須對(duì)三相分離器進(jìn)行特殊改進(jìn)。改進(jìn)可以有以下幾種方法:
①增加一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的葉片，在三相分離器底部產(chǎn)生一股向下水流，有利于污泥的回流；
②采用篩鼓或細(xì)格柵，可以截留細(xì)小顆粒污泥；
③在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置攪拌器，使氣泡與顆粒污泥分離；
④在出水堰處設(shè)置擋板，以截留顆粒污泥。
出水循環(huán)部分是EGSB反應(yīng)器不同于UASB反應(yīng)器之處，其主要目的是提高反應(yīng)器內(nèi)的液體上升流速，使顆粒污泥床層充分膨脹，污水與微生物之間充分接觸，加強(qiáng)傳質(zhì)效果，還可以避免反應(yīng)器內(nèi)死角和短流的產(chǎn)生。
2. EGSB反應(yīng)器的特點(diǎn)
與廢水的好氧生物法相比，厭氧法具有負(fù)荷高、產(chǎn)泥少、能耗低、回收部分生物能等優(yōu)點(diǎn)。EGSB反應(yīng)器與UASB反應(yīng)器相比，具有以下的特點(diǎn)(表2)。
3. EGSB反應(yīng)器的啟動(dòng)
EGSB反應(yīng)器的常規(guī)啟動(dòng)：
反應(yīng)器能否快速啟動(dòng)直接影響其應(yīng)用與推廣，因此快速成功地啟動(dòng)EGSB反應(yīng)器成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的焦點(diǎn)。
EGSB反應(yīng)器的啟動(dòng)一般分為三個(gè)步驟:
1)啟動(dòng)初期，接種污泥適應(yīng)期。由于所處環(huán)境的改變，接種污泥會(huì)經(jīng)過(guò)一段的適應(yīng)期。此時(shí)的水力停留時(shí)間一般為6～10h;
2)啟動(dòng)中期，提高水力負(fù)荷，降低停留時(shí)間。隨著污泥活性的恢復(fù)， 系統(tǒng)表現(xiàn)為COD去除率逐漸上升，此時(shí)可逐漸提高水力負(fù)荷，將其從初始的2～3m3/ (m3 .d)提高到4～6m3/ (m2.d)，水力停留時(shí)間降低至2～4h。通過(guò)改變水力負(fù)荷，反應(yīng)器內(nèi)沉淀性能較差的細(xì)小絮狀污泥會(huì)隨水流流出，由此完成顆粒污泥的篩選;
3)啟動(dòng)穩(wěn)定期。維持進(jìn)水COD容積負(fù)荷，反應(yīng)器出水COD去除率較高且穩(wěn)定，啟動(dòng)過(guò)程完成。
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