ABR厭氧反應(yīng)器

一、ABR反應(yīng)器簡介

厭氧折流板反應(yīng)器（Anaerobic BaffLted Reactor簡稱ABR）工藝首先由美國stanford大學(xué)的McCarty等于1981年在總結(jié)了各種第二代厭氧反應(yīng)器處理工藝特點(diǎn)性能的基礎(chǔ)上開發(fā)和研制的一種高效新型的厭氧污水生物技術(shù)。

厭氧折流板反應(yīng)器內(nèi)置豎向?qū)Я靼?，將反?yīng)器分隔成串聯(lián)的幾個(gè)反應(yīng)室，每個(gè)反應(yīng)室都是一個(gè)相對獨(dú)立的上流式污泥床(USB)系統(tǒng)，其中的污泥可以是以顆粒化形式或以絮狀形式存在。水流由導(dǎo)流板引導(dǎo)上下折流前進(jìn)，逐個(gè)通過反應(yīng)室內(nèi)的污泥床層，進(jìn)水中的底物與微生物充分接觸而得以降解去除。具有構(gòu)造簡單、能耗低、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、處理效率高等一系列優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，ABR反應(yīng)器也有其不利的方面。首先，為了保證一定的水流和產(chǎn)氣上升速度，ABR反應(yīng)器不能太深。其次，進(jìn)水如何均勻分布也是一個(gè)問題。再有，與單級UASB反應(yīng)器相比，ABR反應(yīng)器的第一格不得不承受遠(yuǎn)大于平均負(fù)荷的局部負(fù)荷，這可能會導(dǎo)致處理效率的下降。 

二、ABR的構(gòu)造

ABR反應(yīng)器在整體性能上相當(dāng)于一個(gè)兩相厭氧處理系統(tǒng)。一般認(rèn)為，兩相厭氧工藝通過產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相的分離，兩大類厭氧菌群可以各自生長在最適宜的環(huán)境條件下，有利于充分發(fā)揮厭氧菌群的活性，提高系統(tǒng)的處理效果和運(yùn)行的穩(wěn)定性。Lettinga教授在預(yù)測未來厭氧反應(yīng)器的發(fā)展動向是提出了極具潛力和挑戰(zhàn)性的新工藝思想，即分階段多相厭氧工藝（Staged multi phase anaerobic reactor，簡稱SMPA）。ABR反應(yīng)器與單個(gè)UASB有顯著不同：①UASB可近似看作是一種復(fù)雜混合型反應(yīng)器，而ABR是一種復(fù)雜混合型水力流態(tài)。②UASB中酸化和產(chǎn)甲烷兩類不同的微生物相交織在一起，各自不能很好的利用自身優(yōu)勢。ABR就不同了，它在各個(gè)反應(yīng)室中的微生物相是逐級遞變的，兩大類厭氧菌群可以各自生長在最適宜的環(huán)境條件下。且遞變的規(guī)律和底物降解過程協(xié)調(diào)一致，從而確保相應(yīng)的微生物相擁有最佳的活性，提高系統(tǒng)的處理效果和運(yùn)行的穩(wěn)定性。

三、ABR的水力特性

反應(yīng)器的水力特性及其內(nèi)部的混合程度決定著廢水中基質(zhì)與反應(yīng)器中微生物的接觸情況，從而影響整個(gè)反應(yīng)器的處理效果。不同的研究成果均說明另外ABR反應(yīng)器具有良好的水力條件及較低的死區(qū)百分率。Grobicki和Stuckey利用示蹤響應(yīng)方法研究了不同水力停留時(shí)間、不同污泥濃度、不同分格數(shù)的ABR反應(yīng)器的水力特性和死區(qū)百分率。結(jié)果表明，在清水條件下ABR反應(yīng)器的死區(qū)百分率（水力死區(qū)+生物死區(qū)）的范圍一般在5%-20%之間。實(shí)際運(yùn)行條件下，ABR反應(yīng)器的死區(qū)空間可以分為水力死區(qū)和生物死區(qū)。

水力死區(qū)隨著水力停留時(shí)間（HRT）及反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的不同而變化，HRT減少則水力死區(qū)增加。生物死區(qū)與污泥濃度、氣體產(chǎn)率及HRT有關(guān)。HRT減少則生物死區(qū)也隨之減少。水力死區(qū)和生物死區(qū)隨HRT相反的變化關(guān)系表明，死區(qū)百分率與HRT無明顯的相關(guān)關(guān)系。

Grobicki等認(rèn)為ABR反應(yīng)器可以看作一系列串聯(lián)的完全混合反應(yīng)器（CSTRs）組合，并且各級之間基本不存在返混現(xiàn)象。在單個(gè)反應(yīng)室內(nèi)，ABR的水力特性接近于完全混合式，但從整體上看則近似于推流式，且分格數(shù)越多，ABR的水力特性越接近于推流式。

四、ABR的優(yōu)點(diǎn) 

安徽九辰環(huán)境科技有限公司所產(chǎn)ABR反應(yīng)器不僅具有厭氧反應(yīng)器的一系列優(yōu)點(diǎn)，還有許多其它厭氧反應(yīng)器所不具有的優(yōu)點(diǎn)。具體如下：

1、工藝簡單、投資少

ABR設(shè)計(jì)簡單，沒有活動部件，不需要UASB、AF昂貴的進(jìn)水系統(tǒng)和設(shè)計(jì)復(fù)雜的三相分離器，也不需要傳統(tǒng)的厭氧消化池的機(jī)械攪拌裝置和額外的澄清沉淀池。

2、良好的生物分布和生物固體截留能力 

ABR中污泥與廢水能良好混合接觸，有效容積利用率高(即死區(qū)容積分?jǐn)?shù)D/μL降低)，因而利于污泥絮體及顆粒污泥的形成和生長，使反應(yīng)器內(nèi)厭氧微生物在自然地形成良好的微生物種群的分布，這利于增強(qiáng)反應(yīng)器對沖擊負(fù)荷的適應(yīng)性。此外可在較短的時(shí)間內(nèi)形成具有良好沉淀性能的絮凝性污泥和顆粒污泥，這也利于取得良好的固液分離效果，獲得良好的出水水質(zhì)，長期運(yùn)行也不需要排泥。另外反應(yīng)器內(nèi)的折流板的阻擋作用及折流板間距的合理設(shè)置，為污泥的沉降和截留創(chuàng)造了一個(gè)良好的條件。 

3、對有毒物質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng) 

由于隔板將反應(yīng)器各格分隔開，所以有毒物質(zhì)對反應(yīng)器的影響主要集中在ABR前部，對后部的危害較小。 

4、良好的水力條件

ABR內(nèi)的折流板阻擋了各隔室間的返混作程度，減少了死區(qū)容積，有效容積大，即減少了堵塞和污泥床膨脹等現(xiàn)象發(fā)生的可能性，能夠長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。有關(guān)資料也表明：在不同污泥濃度和不同水力停留時(shí)間(HRT)且穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的條件下，ABR中的死區(qū)容積分?jǐn)?shù)與HRT無明顯的相關(guān)性。這些都利于獲得良好的水力條件。

五、ABR的缺點(diǎn) 

當(dāng)然ABR也有其不利的方面，主要表現(xiàn)在：

（1）為了保證一定的水流和產(chǎn)氣上升速度，ABR不能太深；

（2）進(jìn)水如何均勻分布是一個(gè)問題；

（3）與單極的UASB相比，ABR的第一隔室不得不承受遠(yuǎn)大于平均負(fù)荷的局部負(fù)荷，這對運(yùn)行不利。

六、ABR反應(yīng)器的啟動 

影響厭氧反應(yīng)器啟動的因素很多，包括廢水的組成及濃度、接種污泥的數(shù)量和活性、環(huán)境條件(pH、θ/℃)、微量元素的補(bǔ)充、操作條件(COD容積負(fù)荷、水力停留時(shí)間)和反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)尺寸等諸多因素。