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厌氧反应器的工艺控制条件

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学社教育 发表于 2019-9-9 09:58 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
在厌氧反应器的运行过程中,水力停留时间、有机容积负荷率、有机污泥负荷是主要的三种工艺控制参数。: n5 V% t# |- q6 z( t& z2tech.cn

# h, [+ C% B2 c1.水力停留时间(HRT)
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$ K" e: B: T2 m: f- v" J水力停留时间对于厌氧工艺的影响是通过上升流速率表现的。
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0 x3 T& H0 R6 ?; A: A9 l一方面,高的液体流速可以增加污水系统内进水区的扰动,因此增加了污泥与进水有机物之间的接触,有利于提高去除率。如在UASB反应器中,一般控制反应区内的平均上升流速vup不低于0.5m/h,这是保证颗粒污泥形成的主要条件之一;
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另一方面,上升流速也不能过高,因为vup超过一定值后,反应器中污泥就可能会被冲刷出反应器,使得反应器内不能保持足够多的生物量,而影响反应器的运行稳定性和高效性,这样就会使得反应器的高度受到限制。特别需要注意的是,当采用厌氧工艺处理低浓度有机废水(如生活污水)时,HRT可能是比有机负荷更为重要的工艺控制条件。
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( n. S1 ]  W" t4 e- P4 \" `2.有机容积负荷率(Organic Volumetric Loading Rate,OVLR)& ^2 h' i3 W  J2tech.cn

- t/ A1 `+ w2 `, C- a4 m7 r# y进水有机负荷率反映了基质与微生物之间的供需关系。% I3 x; g8 A( i2tech.cn
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有机负荷率是影响污泥增长、污泥活性和有机物降解的主要因素,提高有机负荷可以加快污泥增长和有机物的降解,同时也可以缩小所需要的反应器容积。但是对于厌氧消化过程来讲,进水有机负荷率对于有机物去除和工艺的影响十分明显。当进水有机负荷率过高时,可能发生产甲烷反应与产酸反应不平衡的问题。
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对某种实际的有机工业废水,采用厌氧工艺进行处理时,反应器可以采用的进水容积负荷率一般应通过试验来确定,但总体来说,进水有机容积负荷率与反应温度、废水的性质和浓度等有关。进水有机负荷率不但是厌氧反应器的一个重要的设计参数,同时也是一个重要的控制参数。! o# H0 J" `8 b; v' p2tech.cn
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3.有机污泥负荷率(Organic Sludge Loading Rate,OSLR)+ ]! }8 s: _/ e/ I& _1 @2tech.cn
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当进水容积负荷率和反应器的污泥量已知,进水污泥负荷率可以根据这两个参数计算。采用污泥负荷率比容积负荷率更能从本质上反应微生物代谢与有机物的关系。9 O5 l6 Z# Q" N, n4 v2tech.cn
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特别是厌氧反应过程由于存在产甲烷反应和产酸反应的平衡问题,因此在运行过程中将反应器控制在适当的有机负荷下才可以保证上述两种反应过程始终处于良性平衡的状态,因此也就可以消除由于偶然超负荷引起的酸化问题。% }% b7 c# R. d- Y2tech.cn
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在处理常规的有机工业废水时,厌氧工艺采用的进水污泥负荷率一般为0.5~1.0kgBOD5/(kgMLVSS·d),而通常好氧工艺的污泥负荷运行在0.1~0.5kgBOD5/(kgMLVSS·d)。
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另外,厌氧反应器中的污泥浓度比好氧反应器中的通常可以高5~10倍,这样就导致厌氧工艺的容积负荷通常比好氧工艺的要高10倍以上,一般厌氧工艺的进水容积负荷率可以达到5~10kgBOD5/(m3·d),而好氧工艺的进水容积负荷一般仅为0.5~1.0kgBOD5/(m3·d)。5 q% Y8 y" W. `2tech.cn
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精彩评论1

 楼主| 学社教育 发表于 2019-9-9 09:59 | 显示全部楼层
厌氧生物处理系统所需要的监测和控制是与系统的有机负荷率和设计时所采用的安全系数密切相关的。在实际的工程设计中,有时为了尽可能地缩小反应器的体积以节省投资,而采用了很高的设计负荷;
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另外,也许反应器的设计负荷并不很高,但由于进水水质和流量的波动可能会使得反应器在短时间内受到超负荷的冲击,在这些情况下,对厌氧反应器的监测和控制就显得非常关键,适当的监测和控制手段可以防止运行过程中出现的小问题最终演变成大的灾难性问题。
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, _2 a& Z0 Z, X- L7 g/ v对于在较低负荷下运行的厌氧生物系统,与在高负荷下运行的系统来说,运行管理人员对反应器的监测和控制要少得多。对于一个在中等负荷下运行的厌氧系统,一般认为每周一次进行监测就可以保证其稳定运行了。7 f3 m9 v7 t+ i/ p  C: i* ^2tech.cn

. b1 M$ L5 t+ Z4 C但是,如果希望达到非常高的运行负荷,就需要经常密切对反应器内的pH、挥发酸浓度和碱度(当然还应包括前面已经提到过的多种参数如反应器内的温度、进出水的有机物浓度、气体产量)等的变化进行监测,并且根据这些监测数据及时调整反应器的运行工况。
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5 O- I6 X$ j, q9 ^8 m适当的监测和控制还可以降低运行费用。例如,可以将厌氧反应器在较低的、适宜的pH值(注意这里所指的是反应器内的pH值、而不是进水的pH值),这样就可以减少在处理低碱度废水时对碱性物质(如工业纯碱等)的要求。* B1 B; n+ r7 b2tech.cn
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甲烷气体的产生量、反应器内的pH值和出水中的VFA浓度是厌氧生物处理系统运行时的三个重要指标,它们通常可以揭示系统的运行状况。如果突然发现甲烷气体的产生量降低,说明系统中关键的产甲烷细菌的生长受到了影响,就需要立刻查明原因。: w( y* Q& K4 `. E# V3 k2tech.cn

; @1 Y; X' v5 U# j6 C在设计时将负荷设计为较低的负荷,可以使得厌氧系统内具有过剩的生物处理能力,能够使系统具有较大的生物安全系数,这样就可以弥补由于抑制性物质、温度和pH值等变化所带来的不利影响。因此,如果厌氧生物系统在较大的安全系数下运行,反应温度和pH值的变化对处理效率的影响会比较小。% [. Z% ]3 O% O* \8 u) \- Y2tech.cn

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