內(nèi)循環(huán)厭氧反應器關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、內(nèi)循環(huán)厭氧反應器（簡稱IC反應器）是在升流式厭氧污泥床UASB的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種高效厭氧生物反應器，是最具代表性的第三代厭氧反應器。在IC反應器的諸多部件中，對運行負荷與去除率有著顯著影響的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)有布水系統(tǒng)、重渣排放和反應器循環(huán)系統(tǒng)，目前主要存在布水不均勻、容易出現(xiàn)死區(qū)、反應器鈣化嚴重且重渣無法實現(xiàn)有效排放、循環(huán)量不足、反應器緩沖能力差、生物顆粒污泥流失嚴重等問題。因此，對IC反應器的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，使反應器實現(xiàn)長期穩(wěn)定高效的運

2、行具有重要的理論與現(xiàn)實意義。
　　(1)在對比分析各種布水系統(tǒng)的設計思想、結(jié)構(gòu)形式和混合機理等研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合運用旋流布水和大阻力配水技術(shù)，設計出一套反應器梯度多層旋流布水系統(tǒng)。提高系統(tǒng)的布水均勻性，布水區(qū)域無死區(qū)，使污泥床處于流化狀態(tài)以增強廢水和顆粒污泥的混合度，有效強化傳質(zhì)和反應過程。
　　(2)對反應器重渣形成機理進行研究，借鑒水力旋流除渣原理對反應器重渣分離與排放裝置進行結(jié)構(gòu)設計。在反應器污泥床底部設計一套倒錐

3、型重渣水力旋流篩選裝置，并在其底部設計一個圓柱形的集渣槽以使重渣得以有效收集后分離，最終成功實現(xiàn)重渣的排放并使排出重渣中灰分含量不低于80％，能根據(jù)反應器重渣含量隨時進行排放。
　　(3)綜合運用厭氧顆粒污泥膨脹床和固體流態(tài)化技術(shù)，對IC反應器循環(huán)系統(tǒng)水力條件進行優(yōu)化。通過調(diào)整反應器出水設計，在內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一套功能上可以實現(xiàn)上部溢流出水，部分出水和洗出污泥循環(huán)回流至反應器的立管結(jié)構(gòu)。由立管構(gòu)成IC反應器的外部循環(huán)系統(tǒng)，提

4、高了反應器的液面上升流速而且可以使其穩(wěn)定在5～8m/h的中高負荷區(qū)間，出水顆粒污泥濃度≤5ml/L，保證了基質(zhì)的混合強度和穩(wěn)定運行能力。
　　(4)制作出實驗室規(guī)模的小試反應器裝置以檢測布水均勻性、重渣排放效果、流場形態(tài)和傳質(zhì)效果、COD去除率與運行穩(wěn)定性等。小試裝置運行狀態(tài)表明:布水系統(tǒng)均勻性顯著提高，布水區(qū)域無死區(qū);重渣成功從反應器中得到篩選分離;反應器基質(zhì)間傳質(zhì)明顯。反應器運行綜合評價體系項目中COD去除率達到80％，污泥負

5、荷0.2kg COD/(kgVSS·d)，容積負荷30kg COD/(m3·d)，出水VFA穩(wěn)定在5mmol/L左右，說明反應器運行狀況良好。
　　最后，對原結(jié)構(gòu)形式的IC反應器的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進行了工程改造及應用，此工程是國內(nèi)首次采用優(yōu)化后的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)對原有反應器進行的改造。改造后反應器運行數(shù)據(jù)及紅外熱成像檢測表明改造取得了預計效果:反應器布水均勻性得到改善;解決了原先存在的反應器鈣化和重渣不能篩選排放的問題;溫度場均衡分布區(qū)域占比達到