在高效的廢水處理工藝方面，各國學(xué)者接踵開發(fā)了各種高效厭氧生物反應(yīng)器，如厭氧生物濾池上流式厭氧污泥床跟厭氧流化床等。美國教養(yǎng)Dague等人把好氧生物處理的序批式反應(yīng)器應(yīng)用于厭氧處理，開發(fā)了厭氧序批式反應(yīng)器，簡稱為ASBR。Dague等人發(fā)當(dāng)初ASBR中可能形成顆粒污泥，污泥沉降快且易于保存在反應(yīng)器內(nèi)，存在高SRT，低HRT。誠然ASBR運行上類似于厭氧接觸法，但ASBR的固液分別在反應(yīng)器內(nèi)部進(jìn)行，不需另設(shè)廓清池，不需真空脫氣設(shè)備。出水時反應(yīng)器內(nèi)部生物氣的分壓使積淀污泥不易上浮，沉降機(jī)能良好。另外，ASBR中不需UASB中的龐雜的三相分別器。ASBR存在工藝簡單、運行方法機(jī)動、生化反應(yīng)推能源大并耐沖擊負(fù)荷等優(yōu)點。本文將介紹ASBR的特點，運行前提及ASBR運行中各階段所需時光的判斷。
1形成顆粒污泥是ASBR的基本特點
顆粒污泥中厭氧微生物鄰近水平遠(yuǎn)小于絮狀體污泥。厭氧消化勝利的要害在于反應(yīng)器中堅持多種微生物之間的均衡，特別是可能堅持低氫分壓。從熱力學(xué)上考慮，產(chǎn)乙酸菌把長鏈揮發(fā)酸轉(zhuǎn)化為乙酸的反應(yīng)只有在氫分壓-5低于101.325×10kPa情況下才干產(chǎn)生，這說明利用CO2跟H2的產(chǎn)甲烷菌對產(chǎn)乙酸菌關(guān)聯(lián)重大。厭氧顆粒污泥中不同菌種之間鄰近的共生關(guān)聯(lián)有利于厭氧消化進(jìn)程的順利進(jìn)行，旁邊產(chǎn)物及H2及時被不同菌種消耗掉可能使反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，這是顆粒污泥在機(jī)理上的上風(fēng)。絮狀體污泥只管也產(chǎn)生H2及旁邊產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化，但顆粒污泥中的微生物固定在顆粒上，使旁邊產(chǎn)物所需傳遞的間隔遠(yuǎn)遠(yuǎn)要近于離散的絮狀污泥。Mecart跟Smith發(fā)明顆粒污泥與疏散的絮狀體污泥比較較，前者的氫分壓低對。利用速率快，Thide等人對比研究了顆粒污泥與懸浮污泥運行的情況，結(jié)果發(fā)明以乙醇為基質(zhì)時，顆粒污泥較懸浮污泥的基質(zhì)轉(zhuǎn)化率高75%，以甲酸為基質(zhì)時，在顆粒污泥中基質(zhì)轉(zhuǎn)化速率為0.275/min。這充分證明顆粒污泥中厭氧微生物鄰近度近于絮狀體污泥，可能進(jìn)步污泥活性。因為在ASBR中形成了顆粒污泥，使處理后果好，運行牢固，可能處理高濃度有機(jī)廢水。
在接種成熟的顆粒污泥時，ASBR啟動所需時光可能大大縮短，這就克服了個別厭氧法啟動慢的毛病。污水處理設(shè)備為使污水達(dá)到排入某一水體或再次使用的水質(zhì)要求對其進(jìn)行凈化的過程。污水處理被廣泛應(yīng)用于建筑、農(nóng)業(yè)、交通、能源、石化、環(huán)保、城市景觀、醫(yī)療、餐飲等各個領(lǐng)域，也越來越多地走進(jìn)尋常百姓的日常生活。
2ASBR能在常溫下處理低濃度廢水
大多數(shù)高效厭氧反應(yīng)器重要為中溫消化。ASBR可能在常溫時處理廢水，溫度低時基質(zhì)去除率低，但ASBR出水中微生物消散量少，使反應(yīng)器內(nèi)可堅持高的生物量，這可能對消因為低溫造成的基質(zhì)去除率低的影響。
低濃度有機(jī)廢水在總污水排放量中占很大的比重，甲烷化才干低，采取通例的厭氧消化處理技巧難于見效，好氧生物處理本錢昂貴，ASBR能有效地處理低濃度有機(jī)廢水。Ndon跟Dague[3]1997年研究了ASBR處理CODCr為1000、800、600跟400mg/L的人工合成廢水，當(dāng)溫度為35-15℃、HRT為48h跟24h時，各種進(jìn)水濃度CODcr去除率超過了90%，在15℃低溫下進(jìn)水CODcr為600跟400mg/L時，ASBR對CODcr的去除率仍然超過了85%。同時可能查看中國污水處理工程網(wǎng)更多技巧文檔。
3影響ASBR運行的因素
3.1進(jìn)水時光與反應(yīng)時光之比
ASBR藝進(jìn)程是一個非牢固進(jìn)程，反應(yīng)器中有機(jī)物濃度是時光的函數(shù)。污水處理設(shè)備為使污水達(dá)到排入某一水體或再次使用的水質(zhì)要求對其進(jìn)行凈化的過程。污水處理被廣泛應(yīng)用于建筑、農(nóng)業(yè)、交通、能源、石化、環(huán)保、城市景觀、醫(yī)療、餐飲等各個領(lǐng)域，也越來越多地走進(jìn)尋常百姓的日常生活。進(jìn)水結(jié)束時達(dá)最高值，這說明充水時光影響著ASBR的工藝的處理后果。AS-BR工藝運行分為進(jìn)水、反應(yīng)、積淀跟排水4個階段。積淀跟排水時光在同一反應(yīng)中個別固定且時光短，而進(jìn)水時光與反應(yīng)時光是工藝運行的重要參數(shù)，其比值影響ASBR藝的處理效力。從前曾有人認(rèn)為疾速進(jìn)水可使相應(yīng)的反應(yīng)時光加長，且可進(jìn)步反應(yīng)速率。然而當(dāng)基質(zhì)濃度超過半飽跟常數(shù)時，反應(yīng)速率成零級反應(yīng)，且在ASBR中不能以CODcr去除率作為唯一指標(biāo)。疾速進(jìn)水因為產(chǎn)酸菌產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸速率高于產(chǎn)甲烷菌消耗有機(jī)酸的速率，使反應(yīng)器中大量積聚VFA，當(dāng)負(fù)荷大于某一值時，甲烷化才干急劇降落。進(jìn)水時光長，只管反應(yīng)速度慢，但旁邊產(chǎn)物VFA的及時消耗有利于ASBR順利進(jìn)行。在低負(fù)荷時tf/tr值對反應(yīng)影響較小，高負(fù)荷情況下tf/tr造成的影響大。處理有毒有害廢水時應(yīng)恰當(dāng)把持tf/tr值。
3.2堿度
ASBR運行時請求混淆液存在一定的pH緩沖才干，啟動初期顆粒污泥不形成時，對pH值極為敏感，一旦pH值低于7.0產(chǎn)氣不活潑。把pH值調(diào)為7.0-7.5時，產(chǎn)氣明顯增加，說明進(jìn)水堿度對形成的顆粒污泥作用很要害，特別在低溫時，混淆液粘滯性大，使生物氣泡附著于污泥上不輕易開釋，當(dāng)附著的生物氣泡越集越多時，輕易造成污泥上浮使污泥大量消散。呈現(xiàn)這種情況時不應(yīng)增加污泥負(fù)荷，而應(yīng)加人恰當(dāng)堿度使生物氣泡開釋出來，使沉降機(jī)能變好。操作牢固時，適于增大負(fù)荷，此時顆粒污泥成長加快，當(dāng)顆粒污泥形成并牢固一段時光后，操作恰當(dāng)時不易瓦解。此時堿度可比啟動階段有所降落，但要堅持足夠的堿度，處理以碳水化合物為主的廢水時，進(jìn)水堿度與CODcr之比應(yīng)大于3。
3.3溫度
ASBR能在5～65℃范疇內(nèi)處理多種廢水，為在低平跟常溫下廉價處理廢水供給了可能性。但恒溫對ASBR堅持體系的牢固性有重要作用，不同種群產(chǎn)甲烷菌對成長的溫度范疇均有嚴(yán)格請求，從而須要堅持恒溫。不管何種起因?qū)е聹囟鹊亩唐跐u變，均會對厭氧發(fā)酵進(jìn)程產(chǎn)生明顯的影響，高溫發(fā)酵時最為敏感。
4ASBR各階段所需時光的判斷
ASBR運行時每周期包含4個階段，順次為進(jìn)水、反應(yīng)、積淀跟排水階段。各個階段的停留時光由操作前提跟所需出水水質(zhì)來決定。一個周期所需最短時光tmin是進(jìn)水時光扒反應(yīng)時光t
R、積淀時光ts跟出水時光td的跟，即
tmin=tf+tr+ts+td
4.1進(jìn)水時光
進(jìn)水時光由進(jìn)水體積跟進(jìn)水速度決定，同時須考慮有毒有害物質(zhì)的克制影響進(jìn)水速度視進(jìn)水水質(zhì)而定。污水處理設(shè)備為使污水達(dá)到排入某一水體或再次使用的水質(zhì)要求對其進(jìn)行凈化的過程。污水處理被廣泛應(yīng)用于建筑、農(nóng)業(yè)、交通、能源、石化、環(huán)保、城市景觀、醫(yī)療、餐飲等各個領(lǐng)域，也越來越多地走進(jìn)尋常百姓的日常生活。進(jìn)水體積由設(shè)計的HRT有機(jī)負(fù)荷及預(yù)約的積淀特點判斷。進(jìn)水時光由下式求出：
tf=Vf/Qf
式中：Vf--進(jìn)水體積，L;
Qf--進(jìn)水速度，L/h。
4.2反應(yīng)時光
反應(yīng)所需時光由廢水水質(zhì)跟濃度、沾染物的降解速率、所需出水水質(zhì)、生物固體濃度跟水溫等因素決定。反應(yīng)器中混淆液體積從進(jìn)水開端一直增加，直到進(jìn)水結(jié)束達(dá)最大值門預(yù)約反應(yīng)器總有效體積人進(jìn)水時反應(yīng)器中基質(zhì)濃度一直增加，而反應(yīng)階段反應(yīng)器中基質(zhì)濃度一直減少，這表明ASBR是間歇進(jìn)行的非穩(wěn)態(tài)厭氧生物處理進(jìn)程人SBR反應(yīng)器在時光上為推流式反應(yīng)器，在空間上為完全混淆式反應(yīng)器。從另一個角度出發(fā)，可能認(rèn)為進(jìn)水階段為完全混淆反應(yīng)，反應(yīng)階段為推流式反應(yīng)。
采取莫諾德能源學(xué)方程來描述反應(yīng)器中基質(zhì)濃度的變更情況時，基質(zhì)去除率是按一級反應(yīng)進(jìn)行的：
dS/dt=-KXS/Ks+S
式中：
S--基質(zhì)濃度，mg/L;
X--污泥濃度，mg/L;
K--最大比基質(zhì)利用速率，l/d;
Ks--半飽跟常數(shù)，mg/L。
因為在厭氧反應(yīng)器ASBR中污泥產(chǎn)率很低，同時反應(yīng)器中堅持有高污泥濃度，從而可能認(rèn)為在進(jìn)水階段跟反應(yīng)階段污泥量的變更可忽視不計，進(jìn)水階段完全混淆時的物料均衡為下式：
dS/dt=Q/[]-KXS/Ks+S
式中：Vf為某時打共進(jìn)水體積，為時光的函數(shù)。具體接洽污水寶或參見http://www.dowater.com更多相干技巧文檔。
結(jié)合式跟式可得出進(jìn)水結(jié)束時的基質(zhì)濃度，通常采取迭代法可解出，開端進(jìn)水時光為t時的基質(zhì)濃度由下式給出：
S=t/t
在時光為t+△t時基質(zhì)濃度為：
式中：
St---時光為t時的基質(zhì)濃度，mg/L;
Vt----時光為t時的反應(yīng)器中總體積，L;
△t---盤算時獲得時光間隔;
Vmin--進(jìn)水開端時反應(yīng)器中混淆液體積，L。
在△t足夠小時，t+△t時的基質(zhì)濃度可認(rèn)為與時光為t時基質(zhì)濃度多少乎相等把St代人式可料想在進(jìn)水結(jié)束時的基質(zhì)濃度Sf，結(jié)合式可取出反應(yīng)所需時光如下：
tr=Ks/KX[ln/Ks]
式中：Se---設(shè)計的出水基質(zhì)濃度，mg/L。
4.3積淀時光
積淀階段結(jié)束攪拌，為幻想的靜止積淀。積淀所需時光是污泥積淀速度出所需排水體積Vd及反應(yīng)器橫截面積的函數(shù)，即
ts=Vd/vA
但積淀時光不宜過長，通常為10-30min。積淀時光過長時連續(xù)產(chǎn)出的生物氣使已沉降的污泥從新懸浮起來?；煜簯腋」腆w濃度MLSS，進(jìn)料量與污泥量之比是影響污泥積淀速率及出水濃度的重要因素。
4.4節(jié)水時光
排水所需時光由所排放水的體積及出水流量Qd決定，通常為了堅持反應(yīng)器中混淆液恒定體積，排水體積即是該周期進(jìn)水體積，排水時光可由下式得出：
td=Vd/Qd
5結(jié)語
ASBR同其它厭氧反應(yīng)器比較有如下特點：
?、貯SBR能形成顆粒污泥，同UASB跟AF比較，在反應(yīng)器底部不須要龐雜且昂貴的配水體系，也不須要龐雜的三組分別器。
?、贏SBR在能源學(xué)上有明顯的優(yōu)勝性，F(xiàn)/M值高低交替變更，既保障了反應(yīng)階段的高去除率，又保障了積淀階段的良好積淀后果。
?、跘SBR可能在較大的溫度范疇內(nèi)運行，可在低平跟常溫下處理各種高濃度、低濃度跟特種有機(jī)廢水。
