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第三代廢水厭氧生物處理技術
5.1厭氧膨脹顆粒污泥床(EGSB)
膨脹顆粒污泥床(ExpandedGranularSludgeBed,簡稱EGSB)是20世紀90年代初,由荷蘭Wageingen農業大學率先開發的。該工藝實質是固體流態化技術在有機廢水生物處理領域的具體應用。
EGSB反應器是UASB反應器的變型,是厭氧流化床與UASB反應器兩種技術的成功結合。它最初開發是通過顆粒污泥床的膨脹以改善廢水與微生物之間的接觸,強化傳質效果,以提高反應器的生化反應速度,從而大大提高反應器的處理效能。
EGSB反應器通過采用出水循環回流獲得較高的表面液體升流速度。這種反應器典型特征是具有較高的高徑比,較大的高徑比也是提高升流速度所需要。EGSB反應器液體的升流速度可達5~10m/h,這比UASB反應器的升流速度一般在1.0m/h左右要高得多。
EGSB反應器的基本構造與流化床類似,如前所述,其特點是具有較大的高徑比,一般可達3~5,生產性裝置反應器的高可達15~20m。
EGSB反應器的頂部可以是敞開的,也可是封閉的,封閉的優點是可防止臭味外溢,如在壓力下工作,甚至可替代氣柜作用。EGSB反應器一般做成圓形,廢水由底部配水管系統進入反應器,向上升流通過膨脹的顆粒污泥床區,使廢水中的有機物與顆粒污泥均勻接觸轉化成甲烷和二氧化碳等。混合液升流到反應器上部,通過設在反應器上部的三相分離器,進行氣、固、液分離。分離出來的沼氣通過反應器頂或集氣室的導管排出,沉淀下來的污泥自動返回膨脹床區,上清液通過出水渠排出反應器外。
由于EGSB反應器的上升流速很高,為了防止污泥流失,對三相分離器的固液分離要求特別高,一些供貨商各自開發了高效三相分離器,并持有專利,是開發EGSB反應器的關鍵技術。
為了達到顆粒污泥的膨脹,必須提高液體升流速度,一般要求達到液體表面速度為5~10m/h。要達到這樣高的升流速度,即使是低濃度廢水也難于達到,必須采取出水回流的方法,使混合后液體表面升流速度達到預期的要求。雖然EGSB反應器液體表面流速很大,但顆粒污泥的沉降速度也很大,并有專門設計的三相分離器,所以顆粒污泥不會流失,使反應器內仍可維持很高的生物量。