新型厌氧反应器UBF的发展及应用_孙根行

新型厌氧反应器UBF的发展及应用孙根行，王丹*(陕西科技大学资源与环境学院，陕西西安710021)摘要回顾了厌氧生物处理技术的发展历程，分析了UASB反应器的不足之处，重点阐述了在其基础上改进的UBF反应器的工作原理及应用现状。关键词厌氧处理;UASB;UBF中图分类号X703．1文献标识码A文章编号0517－6611(2011)28－17420－03DevelopmentandApplicationofNewAnaerobicReactorUBFSUNGen-xingetal(CollegeofResourceandEnvironment，ShaanxiUniversityofScience＆Technology，Xi'an，Shaanxi710021)AbstractThedevelopmentprocessofanaerobicbiologicaltreatmenttechnologywasintroduced，andthedisadvantagesofUp-flowAnaerobicSludgeBlanketwereanalyzed，theoperatingprincipleandapplicationsituationoftheUBFreactorwhichwasinventedbasedontheUASBreac-torwereemphasized．KeywordsAnaerobictreatment;UASB;UBF基金项目陕西科技大学研究生创新基金项目。作者简介孙根行(1963－)，男，陕西咸阳人，教授，博士，从事水处理技术与轻工业污染治理研究。*通讯作者，硕士研究生，研究方向:水处理厌氧生物技术，E-mail:wangdanzy1314@163．com。收稿日期2011-06-291废水厌氧处理的概念及发展沿革1．1概念厌氧生物处理是指在无溶解氧的条件下，通过厌氧微生物的新陈代谢作用，将污水中所含有的各种复杂有机物，如碳水化合物(糖)、脂肪、蛋白质等经厌氧分解转化成无机物和少量的细胞产物(沼气和水)的过程，从而达到废水处理和能源回收的目的。它具有处理能耗低、剩余污泥产生量少、对营养物需求低、可回收沼气等诸多优点。1．2发展过程沤肥和堆肥技术作为一种有机肥料的加工工艺，在我国应用了几千年之久［1］。这种加工工艺的实质是将动植物残体、人畜粪便，或将两者拌和起来，进行长期(半年至1年)的厌氧发酵，使其中的有机物无机化或稳定化，使有机氮转化为无机氮，并保持氮、磷、钾等肥分及微量元素，供农作物生长之用。直到19世纪中期，厌氧生物处理技术才用以处理有机污泥和有机废水，作为环境保护方面的一种有力手段。经过150多年的发展，现已成为水污染控制工程中的一项重要技术，并出现了众多的功能，不尽相同的工艺方法和系统。纵观厌氧生物反应器的发展过程，大致可以划分为3个阶段。1896年英国出现了第1座厌氧消化池，所产生的沼气用于照明。但由于厌氧微生物生长缓慢，世代时间长，为使污泥中的有机物达到厌氧消化稳定，废水的停留时间至少需要20～30d。由于无法将水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)分离开，反应器容积很大且处理效能较低，第1代厌氧反应器以普通厌氧消化池(CADT)和厌氧接触工艺(ACP)为代表。要提高处理废水的水质和水量，就必须将SRT与HRT分离开。20世纪60年代，人们以在反应器内保持大量的活性污泥和足够长的污泥龄以及缩短废水的停留时间为目标，利用生物膜固定化技术和培养易沉淀厌氧污泥的方式成功开发了多种厌氧处理工艺，如以厌氧滤池(AF)、上流式厌氧污泥床反应器(Up-flowAnaerobicSludgeBlanket，简称UASB)、厌氧接触膜膨胀床反应器(AAFEB)以及厌氧流化床(AFB)等为代表的第2代厌氧反应器。它们的共同特点是能将SRT与HRT分离，SRT可以长达上百天，而HRT则从过去的几十天或几天缩短到几天或几小时，大大提高了出水的水质和水量［2］。高效的厌氧处理反应器中不仅要将SRT和HRT分离，还应使进水和活性污泥保持充分的接触，以更好地降解进水中的污染物质，同时还可以避免短流的发生［3］。此时，要获得较高的搅拌强度，就必须获得较大的上流速度。正是对于这一问题的研究引发了对第3代厌氧反应器的开发和应用。第3代厌氧反应器主要包括厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)、厌氧内循环反应器(IC)、厌氧折流板(ABR)、上流式厌氧过滤床(Up-flowBlanketFilter，简称UBF)、厌氧膜生物系统(AMBS)以及分级“多相”厌氧反应器(SMPA)等。它们是在将SRT和HRT分离的前提下，使固液两相充分接触，从而既能保持大量污泥，又能使废水和活性污泥充分混合、接触，以达到真正高效的目的［4］。2USAB反应器