厭氧生物反應(yīng)器
厭氧生物反應(yīng)器是一種生物反應(yīng)器,它設(shè)計(jì)用于在沒(méi)有氧氣的情況下進(jìn)行生物化學(xué)反應(yīng),主要用于廢水處理和有機(jī)廢物的生物降解。在厭氧反應(yīng)器中,特定的微生物群落(厭氧微生物)在沒(méi)有氧氣的情況下分解有機(jī)物質(zhì),產(chǎn)生沼氣(主要是甲烷和二氧化碳)作為副產(chǎn)品。
厭氧反應(yīng)器的主要功能
有機(jī)物降解:通過(guò)厭氧微生物的作用,將復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)分解成更簡(jiǎn)單的化合物。
能源回收:產(chǎn)生的沼氣(甲烷)可以被收集和利用作為能源,如用于發(fā)電或供熱。
減少?gòu)U物體積:通過(guò)生物降解過(guò)程,有機(jī)廢物的體積顯著減少。
減少污染:處理后的廢水或廢物中的有機(jī)物含量降低,有助于減少對(duì)環(huán)境的污染。
厭氧反應(yīng)器有多種類型,包括厭氧消化池、厭氧濾池、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)、厭氧流化床反應(yīng)器、厭氧序批式反應(yīng)器(ASBR)等。每種類型的反應(yīng)器都有其特定的設(shè)計(jì)和操作特點(diǎn),適用于不同類型的廢水和廢物處理。
厭氧反應(yīng)器類型
厭氧反應(yīng)器是用于在沒(méi)有氧氣的情況下進(jìn)行生物化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備,主要用于廢水處理和有機(jī)廢物降解。以下是一些常見的厭氧反應(yīng)器類型:
1、厭氧消化池:
這是一種簡(jiǎn)單的厭氧反應(yīng)器,通常用于處理有機(jī)廢物,如農(nóng)業(yè)廢物、食品加工廢物和城市固體廢物。它通過(guò)微生物的作用將有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳。
2、厭氧濾池:
厭氧濾池是一種填充有介質(zhì)的反應(yīng)器,微生物附著在介質(zhì)上,廢水通過(guò)介質(zhì)流動(dòng),微生物分解有機(jī)物質(zhì)。
3、厭氧接觸反應(yīng)器:
在這種反應(yīng)器中,微生物在反應(yīng)器內(nèi)生長(zhǎng)并形成污泥,然后這些污泥被定期從反應(yīng)器中移除并回流到反應(yīng)器中,以增加微生物與廢水的接觸時(shí)間。
4、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器:
UASB反應(yīng)器是一種高效的厭氧反應(yīng)器,廢水從底部進(jìn)入,向上流動(dòng)通過(guò)一個(gè)污泥床,污泥床中的微生物分解有機(jī)物質(zhì)并產(chǎn)生沼氣(甲烷和二氧化碳)。
5、厭氧流化床反應(yīng)器:
在這種反應(yīng)器中,介質(zhì)(如砂、活性炭或生物顆粒)被流化的廢水懸浮,微生物附著在介質(zhì)上,增加了微生物與廢水的接觸面積。
厭氧反應(yīng)器作用及工作原理
厭氧反應(yīng)器是為厭氧處理技術(shù)而設(shè)置的專門反應(yīng)器。
厭氧消化技術(shù)在世界各地廣泛應(yīng)用,大部分處理城市生活有機(jī)垃圾的廠處理量在2500t/a以上。
厭氧過(guò)程實(shí)質(zhì)是一系列復(fù)雜的生化反應(yīng),其中的底物、各類中間產(chǎn)物、最終產(chǎn)物以及各種群的微生物之間相互作用,形成一個(gè)復(fù)雜的微生態(tài)系統(tǒng),類似于宏觀生態(tài)中的食物鏈關(guān)系,各類微生物間通過(guò)營(yíng)養(yǎng)底物和代謝產(chǎn)物形成共生關(guān)系(symbiotic)或共營(yíng)養(yǎng)關(guān)系(symtrophic)。因此,反應(yīng)器作為提供微生物生長(zhǎng)繁殖的微型生態(tài)系統(tǒng),各類微生物的平穩(wěn)生長(zhǎng)、物質(zhì)和能量流動(dòng)的高效順暢是保持該系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定的必要條件。如何培養(yǎng)和保持相關(guān)類微生物的平衡生長(zhǎng)已經(jīng)成為新型反應(yīng)器的設(shè)計(jì)思路。
高濃度廢水由布水系統(tǒng)從ECAR底部泵入,與反應(yīng)器內(nèi)的厭氧顆粒污泥充分混合,絕大部分有機(jī)物質(zhì)被轉(zhuǎn)化為沼氣,氣液分離模塊將沼氣、水和污泥實(shí)現(xiàn)良好分離,沼氣由頂部進(jìn)入沼氣輸送系統(tǒng),廢水由出水管流入后續(xù)處理系統(tǒng),厭氧污泥回流至污泥床。
厭氧反應(yīng)發(fā)生在廢水和污泥顆粒接觸的過(guò)程。在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼氣(主要是甲烷和二氧化碳)引起了內(nèi)部的循環(huán),這對(duì)于顆粒污泥的形成和維持有利。在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上,附著和沒(méi)有附著的氣體向反應(yīng)器頂部上升。
上升到表面的污泥撞擊三相反應(yīng)器氣體發(fā)射器的底部,引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。氣泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面,附著和沒(méi)有附著的氣體被收集到反應(yīng)器頂部的三相分離器的集氣室。