厭氧反應塔,也稱為厭氧反應器,是一種高效的厭氧流化床反應器。它是利用砂等大表面積的物質為載體。厭氧微生物以膜形式結在砂或其它載體的表面,在污水中成流動狀態,微生物與污水中的有機物進行接觸吸附分解有機物,從而達到處理的目的。在污水處理過程中,厭氧塔是一種非常重要的設備。厭氧塔的組成結構及分類對于污水處理的效果和效率具有決定性的影響。
一、厭氧塔的組成結構
厭氧反應塔主要由五部分組成:塔體、填料、布水系統、攪拌器和回流系統。厭氧反應器,在國內外厭氧處理中采用以砂為載體,設備結構為內外兩個圓筒,利用特制的軸流泵,使污水和有機生物膜的砂在外筒中進行循環,達到流化的目的。
1、塔體
塔體是厭氧塔的主體部分,通常采用鋼制或混凝土結構。塔體直徑一般在1.5-10米之間,高度在5-30米之間,根據實際需求進行選擇。塔體上通常設有入孔和觀視孔,便于設備的檢查和維護。
2、填料
填料是厭氧塔中的重要組成部分,其主要作用是提供微生物附著生長的表面,同時能夠使污水均勻地分布在填料表面上。常用的填料有纖維氈、聚氨酯泡沫體、活性炭等。
3、布水系統
布水系統的作用是將污水均勻地分布在填料表面上,避免填料的干燥和結垢。常用的布水系統有噴頭布水、文丘里噴嘴布水、小孔布水等。
4、攪拌系統
攪拌系統的作用是使污水和填料充分混合,促進污水與厭氧微生物的接觸,提高處理效果。常用的攪拌系統有機械攪拌、水力攪拌等。
5、回流系統
回流系統的作用是將反應后的廢水重新引入到反應器前端,以增加廢水與厭氧微生物的接觸時間,提高處理效果。回流系統通常包括回流泵和回流管道等組成部分。
高效厭氧塔
二、厭氧塔的分類
由于砂的比表面積大,每立方米可5500-6500m2/m3(折合一般填料40-50m3),因而生物接觸面積特別大,因而處理效率很高,每立方米有效反應器容積可每天處理COD達35-45公斤COD/m3。厭氧塔可以按照多種不同的方法進行分類,以下是幾種比較常用的分類方法:
1、根據處理規模
根據處理規模的不同,厭氧塔可分為大型厭氧塔和小型厭氧塔。大型厭氧塔的處理能力較大,適用于大規模污水處理,而小型厭氧塔則適用于小規模污水處理和實驗室研究。
2、根據廢水種類
根據廢水種類的不同,厭氧塔可分為有機廢水處理厭氧塔和重金屬廢水處理厭氧塔。有機廢水處理厭氧塔主要用于去除廢水中的有機物質,而重金屬廢水處理厭氧塔則主要用于去除廢水中的重金屬離子。
3、根據運行方式
根據運行方式的不同,厭氧塔可分為連續式厭氧塔和間歇式厭氧塔。連續式厭氧塔能夠連續不斷地處理廢水,而間歇式厭氧塔則需要定期停止進水和出水,以進行缺氧和好氧條件下的交替處理。
4、根據反應原理
根據反應原理的不同,厭氧塔可分為上流式厭氧塔和沉淀式厭氧塔。上流式厭氧塔的反應原理是廢水從反應器的底部進入,經過填料的反應過程后從頂部排出;而沉淀式厭氧塔的反應原理是廢水從反應器的頂部進入,與反應物反應后的混合液從底部排出。
三、附屬設備
厭氧反應塔
1、剩余沼氣燃燒器
一般不允許將剩余沼氣向空氣中排放,以防污染大氣。在確有剩余沼氣無法利用時,可安裝余氣燃燒器將其燒掉。燃燒器應裝在安全地區,并應在其前安裝閥門和阻火器。剩余氣體燃燒器,是―種安全裝置,要能自動點火和自動滅火。剩余氣體燃燒器和消化池蓋、或貯氣柜之間的距離,一般至少需要15m,并應設置在容易監視的開闊地。
2、保溫加熱設備
厭氧消化像其他生物處理工藝一樣受溫度影響很大,厭氧工藝受溫度影響更加顯著。中溫厭氧消化的溫度范圍從30~35℃,可以計算在20℃和10℃的消化速率大約分別是30℃下值的35%和12%。所以,加溫和保溫的重要性是不言而喻的。如果工廠或附近有可利用的廢熱或者需要從出水中間收效量,則安裝熱交換器是必要的。
3、監控設備
為提高厭氧反應器的運行可靠性,必須設置各種類型的計量設備和儀表,如控制進水量、投藥量等計量設備和pH計(酸度計)、溫度測量等自動化儀表。自動計量設備和儀表是自動控制的基礎。對UASB反應器實行監控的目的主要有兩個,一個是了解進出水的情況,以便觀測進水是否滿足工藝設計情況;另外一個目的是為了控制各工藝的運行,判斷工藝運行是否正常。由于UASB反應器的特殊性還要增加一些檢測項目,如揮發性有機酸(VFA)、堿度和甲烷等。但是,這些設備屬于標準設備,一些設備還很難形成在線的測量和控制。
四、三相分離器
三相分離器是厭氧反應塔特點和最重要的裝置。它同時具有兩個功能:
1、能收集從分離器下的反應室產生的沼氣;
2、)使得在分離器之上的懸浮物沉淀下來。
三相分離器設計要點匯總:
1、集氣室的隙縫部分的面積應該占反應器全部面積的15~20%;
2、在反應器高度為5~7m時,集氣室的高度在1.5~2m;
3、在集氣室內應保持氣液界面以釋放和收集氣體,防止浮渣或泡沫層的形成;
4、在集氣室的上部應該設置消泡噴嘴,當處理污水有嚴重泡沫問題時消泡;
5、反射板與隙縫之間的遮蓋應該在100~200mm以避免上升的氣體進入沉淀室;
6、出氣管的直管應該充足以保證從集氣室引出沼氣,特別是有泡沫的情況。
厭氧反應塔是一種組成結構復雜、分類方式多樣的污水處理設備。在實際應用中,需要根據不同的需求選擇合適的組成結構及分類方式以提高污水處理的效果和效率。未來,隨著污水處理技術的不斷發展,厭氧反應塔將會不斷更新和完善以滿足更高的要求。