新型厌氧复合反应器的研究进展与应用_李平

《现代农业科技》2008年第14期上流污泥床—过滤器（UpflowBlanketFilter，简称UBF）是加拿大人Guiot[1]于1984年在UASB和AF的基础上成功开发的新型复合式厌氧反应器。该新型反应器可以充分发挥UASB和AF两种高效反应器的优点，是一项极具开发应用价值的新型生物处理技术。1UBF反应器的基本构造和原理1.1UBF反应器的构造UBF反应器是一个UASB反应器和一个AF反应器上下串联构成的复合式反应器。标准UBF反应器的高径（宽）比为6，反应器的下面是高浓度颗粒污泥组成的污泥床，上部是填料及其附着的生物膜组成的填料层，填料填充在反应器上部的1/3体积处[1]，其构造如图1所示。1.2UBF反应器的工作原理经过预酸化处理的生产废水首先通过底部的布水系统进入到反应器的颗粒污泥区，进行COD的生化降解。此处的COD容积负荷非常高，可以降解大部分的COD，并产生大量沼气，然后沼气、污泥和水的混合物进入填料层，被水和气泡夹带的污泥通过填料层时被截获，水和沼气则继续往上，通过三相分离器进行分离。2UBF反应器技术开发背景厌氧反应器的处理效率主要取决于反应器所能保有的微生物浓度及其生化反应速率，而传质条件对生化反应速率起着至关重要的作用[2]。依托适宜的营养及水利条件以及利用微生物的自固定化作用培养出的活性和沉降性能俱佳的颗粒污泥；再加上特有的三相分离器结构，UASB成功地使污泥停留时间（SRT）与水力停留时间（HRT）相分离，解决了反应器内生物量保持的问题。但UASB的传质过程并不理想，这对进一步提高有机负荷产生负面影响。由于污泥与有机物的传质过程主要依赖于进水与产气的搅动，因此强化传质过程最有效的方法就是提高表面水力负荷和表面产气负荷。但高负荷产生的剧烈搅拌会使UASB反应器中的污泥处于完全的膨胀状态[3]，从而使大量的颗粒污泥被洗出，导致污泥过度流失。为了避免出现过高的水利负荷与产气负荷，UASB反应器一般的进水上流速率控制在1~2m/h以内[4]。微生物保有与传质之间的矛盾，从根本上制约着UASB进一步提高有机负荷。而UBF反应器则通过填料层的作用，有效地解决了这一矛盾，提高了反应器的有机负荷。3UBF反应器的优缺点优点：水流与产气上升方向一致，堵塞机会小，有利于进水同微生物充分接触，也有利于形成颗粒污泥；反应器上部的填料层既增加了生物总量，又可防止生物量的突然洗出，还可加速污泥与气泡的分离，降低污泥流失；反应器积累微生物能力大为增强，有机负荷更高；启动速度快，处理率高，运行稳定；高径比比较高，一般为6。缺点：填料价格昂贵。4UBF反应器的研究发展现状及应用前景自从Guiot成功开发了新型复合式厌氧反应器（UBF）后，国内外很多单位及个人就UBF反应器在生产规模上的运行调试、小试规模反应器的快速启动、填料类型的选择、厌氧颗粒污泥的特性等方面开展了一些研究工作[5]。河南驻马店某药厂采用UBF反应器，取得了较好的效果。该厂每个UBF反应器高12m，直径8m，有效容积510m3，每天处理200m3废水，COD去除率达77%以上[6]。刘峰等[7]为某柠檬酸厂设计的大型UBF反应器，高23m，直径12m，在容积负荷为3～4kgCOD/m3·d、不用碱调节pH值的条件下，对COD去除率>75%，出SS<200mg/L，污泥量增长缓慢，没有出现堵塞现象。曹占平等[8]对UBF反应器处理垃圾渗滤液进行了中试研究，在2个月内启动完成反应器，系统在常温、HRT=6d的稳定运行期间，对CODcr、BOD5的去除率较高，去除率分别新型厌氧复合反应器的研究进展与应用李平孙世群（合肥工业大学，安徽合肥230009）摘要阐述了UBF反应器的基本构造和原理、技术开发的背景，分析了UBF反应器的优缺点和发展现状。认为厌氧生物反应器技术的研究和开发主要集中在欧美等发达国家，我国还处在以UASB为代表的第2代反应器实践阶段，应从UBF反应器填料研究、颗粒污泥培养技术研究、UBF反应器的结构优化研究和应用领域的进一步拓展方面加强UBF反应器的研究工作。关键词废水处理；厌氧生物处理；UBF反应器中图分类号X505文献标识码A文章编号1007-5739（2008）14-0285-02图1UBF反应器结构示意图三相分离和出水区自由沉淀区填料区泥毯区布水区±0.00工作研究285《现代农业科技》2008年第14期为70.6%～73.9%、74.5%～78.1%，同时对SS也有40%作用的去除率，进水CODcr在5431～8723之间，可降到2276.7以下。陈文乐[9]对UBF处理高浓度印染废水进行了试验研究。温度35℃，进水的pH值在8.5～9.0间（保证进入反应器内经稀释中和后pH值在6.5～7.5间）。厌氧段的HRT（水力停留时间）为15h，容