折流式厭氧反應(yīng)器的工藝特性及其運(yùn)用
1 新型厭氧反應(yīng)器及新工藝?yán)砟?
實(shí)踐表明，一個(gè)成功的反應(yīng)器必須是：①具備良好的截留污泥的性能，以保證擁有足夠的生物量；②生物污泥能夠與進(jìn)水基質(zhì)充分混合接觸，以保證微生物能夠充分利用其活性降解水中的基質(zhì)。同時(shí)，研究人員基于對各類化合物厭氧降解機(jī)理研究的進(jìn)展，從厭氧底物降解途徑和動(dòng)力學(xué)兩方面入手，分析提高和保持反應(yīng)器內(nèi)微生物活性的可能措施，并與反應(yīng)器的設(shè)計(jì)相結(jié)合，全面提高反應(yīng)器的性能。
厭氧過程實(shí)質(zhì)是一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)，其中的底物、各類中間產(chǎn)物、最終產(chǎn)物以及各種群的微生物之間相互作用，形成一個(gè)復(fù)雜的微生態(tài)系統(tǒng)，類似于宏觀生態(tài)中的食物鏈關(guān)系，各類微生物間通過營養(yǎng)底物和代謝產(chǎn)物形成共生關(guān)系(symbiotic)或共營養(yǎng)關(guān)系(symtrophic)。因此，反應(yīng)器作為提供微生物生長繁殖的微型生態(tài)系統(tǒng)，各類微生物的平穩(wěn)生長、物質(zhì)和能量流動(dòng)的高效順暢是保持該系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定的必要條件。如何培養(yǎng)和保持相關(guān)類微生物的平衡生長已經(jīng)成為新型反應(yīng)器的設(shè)計(jì)思路。
Lettinga教授[1]在展望未來厭氧反應(yīng)器發(fā)展動(dòng)向時(shí)指出，現(xiàn)有的各類高效厭氧反應(yīng)器中，上流式污泥床(USB)系統(tǒng)是最受歡迎的，也是最有發(fā)展前途的，上流式厭氧污泥床(UASB)系統(tǒng)在全球范圍的風(fēng)行可以作為例證。USB系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)器內(nèi)水流方向與產(chǎn)氣上升方向相一致，一方面減少堵塞的機(jī)會(huì)，另一方面加強(qiáng)了對污泥床層的攪拌作用，有利于微生物與進(jìn)水基質(zhì)的充分接觸，也有助于形成顆粒污泥。關(guān)于新型高效反應(yīng)器，Lettinga在推薦膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器EGSB(Expanded Granular Sludge Bed)的同時(shí)，提出了另一個(gè)極有前途，同時(shí)也是極富挑戰(zhàn)性的新工藝，即分階段多相厭氧反應(yīng)器技術(shù)SMPA(Staged Multi-Phase Anaerobic Reactor)[1]。
實(shí)際上SMPA并非
SMPA的理論思路是：
① 在各級分隔的單體中培養(yǎng)出合適的厭氧細(xì)菌群落，以適應(yīng)相應(yīng)的底物組分及環(huán)境因子(pH,H2分壓值等)；?
② 防止在各個(gè)單體中獨(dú)立發(fā)展形成的污泥互相混合；
③ 各個(gè)單體內(nèi)的產(chǎn)氣互相隔開；
④ 工藝流程更接近于推流式，系統(tǒng)因而擁有更高的去除率，出水水質(zhì)更好。
從上述的思路可以看出，SMPA的理論依據(jù)來源于對厭氧降解機(jī)理的最新理解。Lettinga指出，組成SMPA的單體反應(yīng)器既可是EGSB，也可是UASB。
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