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提高厭氧反應(yīng)器負(fù)荷潛力在于：①污水性質(zhì),，②系統(tǒng)可保持的單位容積厭氧污泥量,，③厭氧污泥與污水的混合程度。
在過(guò)去的十年里,，若干研究者潛心于修正UASB系統(tǒng)特征參數(shù)已提高UASB負(fù)荷和UASB對(duì)各類(lèi)污水( 工業(yè) 廢水)的應(yīng)用能力。對(duì)于各類(lèi)污水,，由于系統(tǒng)內(nèi)傳質(zhì)阻力和濃度梯度 問(wèn)題 ,，傳統(tǒng)的UASB的應(yīng)用參數(shù)表現(xiàn)出嚴(yán)格的限制。例如對(duì)于低濃度和低溫污水,，沼氣產(chǎn)率下降,。同時(shí)混合程度從流體動(dòng)力學(xué)角度證明了質(zhì)量傳遞在微生物降解有機(jī)物中的重要作用。進(jìn)一步地,，濃度梯度的出現(xiàn)限制了富含蛋白質(zhì)和長(zhǎng)鏈脂肪酸的污水處理以及生物可降解的有毒化合物如甲醛,。對(duì)于有毒化合物只能在污水被有效稀釋下、反應(yīng)器內(nèi)部混合狀況好的情況下采用高負(fù)荷厭氧反應(yīng)器處理,。
厭氧流化床(AFB)反應(yīng)器在原理上克服了污染物傳質(zhì)速率限制,，但由于生物膜流失和惰性支撐材料破碎問(wèn)題，流化床系統(tǒng)難于有效管理,。并且為了混合液*流化,，厭氧流化床的能量要求較高。
為充分利用顆粒污泥*的沉降性能,，膨脹顆粒污泥床(EGSB)被開(kāi)發(fā),，一般以8m/h升流速度運(yùn)行,，但增加了高度-直徑比和額外循環(huán)能量。與傳統(tǒng)UASB比較,，膨脹顆粒污泥床系統(tǒng)沒(méi)有內(nèi)部沉淀裝置,，但在床外裝備了一種*的固液分離裝置。這種裝置由篩網(wǎng)組成或經(jīng)過(guò)修改過(guò)的夾層分離器,。
內(nèi)循環(huán)(IC)反應(yīng)器是一種基于氣提概念的膨脹床系統(tǒng),，這種反應(yīng)器的特點(diǎn)是內(nèi)部裝有兩部氣-固分離器。膨脹顆粒污泥床和內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器的主要特點(diǎn)是：①高有機(jī)負(fù)荷率,，達(dá)20-40kg/m3·d,；②較小的橫截面積;③較大的反應(yīng)器高度，大12-20m,；④較高的上升流速,，大8-30m/h。因此,，膨脹顆粒污泥床和內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器適用于：①污水水溫低于20℃,；②稀釋污水，COD<1000mg/L,；③有毒性可生物降解的化工污水,；④在UASB里產(chǎn)生嚴(yán)重泡沫問(wèn)題的污水；⑤出水含有脂肪和長(zhǎng)鏈脂肪酸(LCFA),。一般具有上述特征污水在采用UASB反應(yīng)器時(shí)易發(fā)生運(yùn)行問(wèn)題,。
厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)是分階段多相厭氧反應(yīng)器工藝技術(shù)，被認(rèn)為具有第三代厭氧反應(yīng)器的特征,。它適應(yīng)了厭氧處理過(guò)程中不同種群微生物對(duì)基質(zhì)利用的不同生理和生態(tài)原理,，具有比傳統(tǒng)的兩級(jí)(或兩相)厭氧處理工藝更靈活、易管理的特點(diǎn),，反應(yīng)器易高效,、穩(wěn)定地運(yùn)行，但 目前 仍處于試驗(yàn)研究階段,，實(shí)際應(yīng)用較少,，其反應(yīng)器構(gòu)造的優(yōu)化設(shè)計(jì)和參數(shù)有待于進(jìn)一步深入研究。
1.2.厭氧膜生物反應(yīng)器
有效的固液分離是高效厭氧生物反應(yīng)器賴以存在的基礎(chǔ),。采用膜生物處理工藝可顯著改善固液分離效果,。對(duì)于低負(fù)荷的活性生物固體，厭氧膜生物反應(yīng)器(AMBR)系統(tǒng)能在極限SRT下運(yùn)行,，以獲得出水污染物濃度非常低的結(jié)果,。同時(shí)考慮到厭氧微生物的低增值速率，這種反應(yīng)器的概念就特別適用于處理拮抗化合物,，如生物難降解的有機(jī)污水,。它的應(yīng)用前景在于,，對(duì)于某些污水采用UASB系統(tǒng)出現(xiàn)顆粒污泥成粒非常困難時(shí)或SS非常高的有機(jī)污水，采用膜生物反應(yīng)器具有非常好的前景,。在日本和南非已出現(xiàn)生產(chǎn)性運(yùn)行實(shí)例,。結(jié)果顯示，采用膜系統(tǒng)易具有良好的水力狀態(tài),，膜的耐久性,、抗堵性較好，膜自身易于優(yōu)化,。如果在反應(yīng)器里采用沼氣循環(huán)以加強(qiáng)傳質(zhì)效果和提高膜表面活性的技術(shù)方案,，可以使系統(tǒng)運(yùn)行能量很低。但膜反應(yīng)器的缺點(diǎn)是膜表面經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后易產(chǎn)生碳酸鈣沉積,。
2. 影響因素
在近10年中大量的 研究 探索了極限條件下厭氧處理的能力,，如高溫和低溫、低PH和高PH,、含鹽環(huán)境和有毒化合物的存在,。
2.1溫度
厭氧反應(yīng)器適于中溫(30-40℃)或高溫(50-60℃)運(yùn)行。然而,，近的研究證實(shí)了厭氧處理溫度能夠上升到80℃,。雖然在高溫下能產(chǎn)生甲烷，但溫度過(guò)高易產(chǎn)生系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定的 問(wèn)題 ,，因此厭氧高溫處理一般采用50-60℃,。對(duì)于高溫厭氧處理來(lái)說(shuō)，50-60℃是適宜的,。在同樣氨氮濃度下,，高溫厭氧處理有時(shí)比中溫厭氧處理效果差，這是由于在高溫狀態(tài)下分子態(tài)的氨氮(NH3)的分?jǐn)?shù)比中溫時(shí)高,，因此毒性問(wèn)題更加突出。一般來(lái)說(shuō),，當(dāng)采用*混合反應(yīng)器處理糞便或固體廢物時(shí),，系統(tǒng)水溫高于60℃將導(dǎo)致脂肪酸的顯著增加。就厭氧微生物而言,，高溫一般能提高微生物的水解活性,，但某些微生物種群的活性卻隨溫度的上升(>60℃)而下降。例如降解丙酸鹽和乙酸鹽的微生物種群在水溫>60℃時(shí)顯著減少,。因此,，水溫強(qiáng)烈地影響微生物的水解活性和微生物的種群變化。高溫厭氧處理的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)器容積較小,、SRT較短,、出水病原菌少,。
膜處理和生物處理的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。膜生物反應(yīng)器利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子物質(zhì)截留住,，活性污泥濃度因此大大提高,，水力停留時(shí)間（HRT）和污泥停留時(shí)間（SRT）可以分別控制，而難降解的物質(zhì)在反應(yīng)器中不斷反應(yīng),、有效降解有機(jī)物,，孔隙率≤0．08μm級(jí)膜將凈水與雜質(zhì)*分離，出水中SS值趨于零,。絕大部分的細(xì)菌,、微生物、熱源,、病毒隨同它的載體一道被截留在污水中,，后續(xù)消毒手段可做為殺菌的雙重保險(xiǎn)，避免了傳統(tǒng)工藝可能會(huì)出現(xiàn)的水質(zhì)不合格的問(wèn)題,，出水水質(zhì)*得到保證,。它的前處理與后處理極其簡(jiǎn)單，所以占地小,，可程控化管理,。MBR反應(yīng)器污泥濃度（MLSS）可達(dá)到3000～20000mg/l以上，所以有機(jī)物在MBR池內(nèi)被自身分解氧化,，基本不產(chǎn)生剩余污泥,，極少需要排泥，不產(chǎn)生二次污染,，僅需利用簡(jiǎn)單的PLC技術(shù)對(duì)水位進(jìn)行自動(dòng)控制,、膜污染報(bào)警及開(kāi)啟相應(yīng)反洗設(shè)施即可程控化管理。膜生物反應(yīng)器主要由池體,、膜組件,、鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)、泵及管道閥門(mén)儀表等組成,。
工藝特點(diǎn)與傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)相比,，MBR優(yōu)勢(shì)明顯： （1）設(shè)備緊湊，占地少,；生物反應(yīng)器內(nèi)將污泥濃度提高了2～5倍,，容積負(fù)荷可大大提高。（2）出水水質(zhì)好,，可直接回用,。（3）生物處理單元中污泥濃度高、泥齡長(zhǎng)，對(duì)有機(jī)物的去除率高,。（4）對(duì)于氮,、磷污染物有較高的去除率（5）操作簡(jiǎn)便可自控，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制運(yùn)行,、無(wú)需專(zhuān)業(yè)人員操作,、管理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
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