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序批間歇式厭(yàn)氧反應器(ASBR)
一(yī)、概述及原理：
序批間歇式厭(yàn)氧反應器ASBR是一(yī)種新型高效厭(yàn)氧反應器,它能使污泥在反應器内的停留時間SRT大(dà)大(dà)延長，增加反應的污泥濃度，并能夠進行充分(fēn)的泥水混合，從而提高厭(yàn)氧污泥的處理能力。ASBR中(zhōng)可以形成顆粒污泥，污泥沉降快且易于保留在反應器内，具有高SRT，低HRT。雖然ASBR運行上類似于厭(yàn)氧接觸法，但ASBR的固液分(fēn)離(lí)在反應器内部進行，不需另設澄清池，不需真空脫氣設備。出水時反應器内部生(shēng)物(wù)氣的分(fēn)壓使沉澱污泥不易上浮，沉降性能良好。另外(wài)，ASBR中(zhōng)不需UASB中(zhōng)的複雜(zá)的三相分(fēn)離(lí)器。ASBR具有工(gōng)藝簡單、運行方式靈活、生(shēng)化反應推動力大(dà)并耐沖擊負荷等優點。ASBR工(gōng)藝是一(yī)種以序批間歇運行操作爲主要特征的廢水厭(yàn)氧生(shēng)物(wù)處理工(gōng)藝。它由一(yī)個或幾個ASBR反應器組成。運行時，從廢水分(fēn)批進入反應器中(zhōng)，經與厭(yàn)氧污泥進行混合接觸、生(shēng)化反應和沉澱，到淨化後的上清液排出，完成一(yī)個運行周期，其一(yī)個完整運行周期依次分(fēn)爲四個階段，即進水、反應、沉澱、排水。
1、進水階段廢水進入ASBR反應器，同時由生(shēng)物(wù)氣、液體(tǐ)再循環攪拌或機械進行攪拌，基質濃度迅速增加，根據Monod動力學方程，微生(shēng)物(wù)代謝速率也相應增大(dà)，直到進水完畢達到最大(dà)值。進水體(tǐ)積由下(xià)列因素決定：設計的HRT、有機負荷OLR及預料的污泥床沉降特性等。
2、反應階段該階段是有機物(wù)轉化爲生(shēng)物(wù)氣的關鍵步驟，所需時間由下(xià)列參數決定：基質特征、要求的出水質量、污泥的濃度，反應的環境溫度等，其中(zhōng)攪拌對COD去(qù)除率及甲烷産量的影響，在顆粒成長過程中(zhōng)的有重要作用。
3、沉澱階段停止攪拌，讓生(shēng)物(wù)團在禁止的條件下(xià)沉降，形成低懸浮固體(tǐ)的上清液。反應器此時變成澄清器，沉降時間可根據生(shēng)物(wù)團的沉降特性确定，典型時間在10～30min 間變化，沉降時間不能過長，否則因生(shēng)物(wù)氣繼續産出會造成沉降顆粒重新懸浮。混合液懸浮固體(tǐ)濃度（MLSS）、進料量與生(shēng)物(wù)團量之比(F/M)是影響生(shēng)物(wù)團沉降速率及排除液清澈程度的重要可變因素。
4、排水階段充分(fēn)的液固分(fēn)離(lí)完成後，将上清液排出，排水體(tǐ)積等于進水體(tǐ)積。排水時間由每次循環排水的總體(tǐ)積和排水速率決定。排水結束後，反應器将進入下(xià)一(yī)個循環。
二、工(gōng)藝特征：
污泥絮凝是ASBR工(gōng)藝的重要特征，間歇運行過程中(zhōng)，厭(yàn)氧生(shēng)物(wù)污泥會發生(shēng)絮凝，同時還發現F/M值是影響厭(yàn)氧生(shēng)物(wù)污泥絮凝的重要因素，即在低F/M值的情況下(xià)污泥絮凝效果好，沉澱速度快，出水中(zhōng)SS濃度很低，一(yī)般降低F/M值可能有兩種措施，一(yī)是降低基質濃度；二是提高反應器内微生(shēng)物(wù)量。一(yī)個連續進水的完全混合式反應器，在穩定狀态下(xià)運行，微生(shēng)物(wù)周圍的基質濃度總是保持在一(yī)個恒定的值，也就是說F/M值是一(yī)個常數，在ASBR的運行中(zhōng)，基質濃度梯度大(dà)，進水階段結束時，基質濃度可以比進水系統中(zhōng)任何時候都低，，因此，在ASBR的運行條件下(xià)，生(shēng)物(wù)污泥容易發生(shēng)絮凝，以緻顆粒化。污泥顆粒化也是ASBR工(gōng)藝的一(yī)個重要特征。顆粒化是指絮凝生(shēng)物(wù)體(tǐ)逐漸轉化成活性高、沉澱性能好的生(shēng)物(wù)污泥顆粒的過程，在出水階段向液面施加一(yī)定的壓力可以促進顆粒化的進程，出水階段一(yī)些沉澱性能差及離(lí)散狀的微生(shēng)物(wù)體(tǐ)會随出水流失，截留在反應器内的是比較密實的微生(shēng)物(wù)絮體(tǐ)，經過一(yī)段時間的反複操作之後，反應器内的微生(shēng)物(wù)主體(tǐ)是顆粒狀污泥。
根據以上ASBR的工(gōng)藝特征，可總結如下(xià)：
1、工(gōng)藝簡單，占地面積少，建設費(fèi)用低ASBR法的主題工(gōng)藝設備，隻有一(yī)個或幾個間歇反應器，同傳統的厭(yàn)氧工(gōng)藝相比，此反應器集混合、反應、沉降等功能于一(yī)體(tǐ)，不需額外(wài)的澄清沉澱池，不需要液體(tǐ)或污泥回流裝置，同UASB和AF相比，該反應器的地步不需要昂貴的進水系統，具有工(gōng)藝簡單、結構緊湊，占地面積少，建設費(fèi)用低等優點。
2、耐沖擊、适應性強完全混合式反應器比推流式反應器具有較強耐沖擊負荷及處理有毒或高濃度有機廢水的能力。ASBR反應器在反應期内本身的混合狀态屬典型的完全混合式，加之反應器内有較高MLSS濃度，進而使F/M值降低，因此具有反應推動力大(dà)、耐沖擊負荷及适應性強的優點。
3、布局簡單、易于設計、運行在UASB、AF等工(gōng)藝中(zhōng)，布水設計的好壞直接影響到厭(yàn)氧工(gōng)藝的成功與否，因爲設計難度大(dà)，而ASBR工(gōng)藝中(zhōng)水是批式進水，無需複雜(zá)的布水系統，也就不會産生(shēng)斷流、短流的問題，降低了設計難度，保證了處理的效果。
4、運行操作靈活ASBR反應器在運行操作過程中(zhōng)，可根據廢水水量、水質的變化，通過調整一(yī)個運行周期中(zhōng)各個工(gōng)序的運行時間及HRT、SRT而滿足出水水質的要求，具有很強的操作靈活性。
5、固液分(fēn)離(lí)效果好，出水澄清固液分(fēn)離(lí)在反應器内部進行，是ASBR工(gōng)藝不同于其他厭(yàn)氧工(gōng)藝的一(yī)個顯著特征。首先，厭(yàn)氧生(shēng)物(wù)團絮凝同好氧活性污泥法的模式類似，是由細菌對基質的有限濃度引起，F/M值對其有重要影響。低F/M值，有利于生(shēng)物(wù)絮凝，沉降快，出水懸浮固體(tǐ)低。一(yī)個連續進料完全混合的厭(yàn)氧反應器穩态操作時，F/M是一(yī)定值，而間歇操作的ASBR反應器進水後爲高F/M，随着反應的進行，F/M逐漸降低，反應結束排水時，F/M最低，且産氣量最小(xiǎo)，易于固液分(fēn)離(lí)。因此，從固液分(fēn)離(lí)效果講，ASBR法的間歇操作模式要優于其他厭(yàn)氧法的連續操作模式。
6、污泥性能好，處理能力強由于ASBR出水時容易将沉澱性能不好的污泥随水排出，而将沉澱性能較好的污泥保留下(xià)來，所以系統中(zhōng)的污泥整體(tǐ)沉降性能較好。同時，顆粒化過程較短，大(dà)大(dà)提高了處理廢水的能力。
三、影響ASBR運行的因素：
1、進水時間與反應時間之比ASBR藝過程是一(yī)個非穩定過程，反應器中(zhōng)有機物(wù)濃度是時間的函數。進水結束時達最高值，這說明充水時間影響着ASBR的工(gōng)藝的處理效果。ASBR工(gōng)藝運行分(fēn)爲進水、反應、沉澱和排水四個階段。沉澱和排水時間在同一(yī)反應中(zhōng)一(yī)般固定且時間短，而進水時間與反應時間是工(gōng)藝運行的主要參數，其比值影響ASBR工(gōng)藝的處理效率。過去(qù)曾有人認爲快速進水可使相應的反應時間加長，且可提高反應速率。但是當基質濃度超過半飽和常數時，反應速率成零級反應，且在ASBR中(zhōng)不能以CODcr去(qù)除率作爲唯一(yī)指标。快速進水由于産酸菌産生(shēng)揮發性脂肪酸(VFA）速率高于産甲烷菌消耗有機酸的速率，使反應器中(zhōng)大(dà)量積累VFA，當負荷大(dà)于某一(yī)值時，甲烷化能力急劇下(xià)降。進水時間長，盡管反應速度慢(màn)，但中(zhōng)間産物(wù)VFA的及時消耗有利于ASBR順利進行。在低負荷時tf/tr值對反應影響較小(xiǎo)，高負荷情況下(xià)tf/tr造成的影響大(dà)。處理有毒有害廢水時應适當控制tf/tr值。
2、堿度ASBR運行時要求混合液具有一(yī)定的pH緩沖能力，啓動初期顆粒污泥沒有形成時，對pH值極爲敏感，一(yī)旦pH值低于7.0産氣不活躍。把pH值調爲7.0－7.5時，産氣明顯增加，說明進水堿度對形成的顆粒污泥作用很關鍵，特别在低溫時，混合液粘滞性大(dà)，使生(shēng)物(wù)氣泡附着于污泥上不容易釋放(fàng)，當附着的生(shēng)物(wù)氣泡越集越多時，容易造成污泥上浮使污泥大(dà)量流失。出現這種情況時不應增加污泥負荷，而應加人适當堿度使生(shēng)物(wù)氣泡釋放(fàng)出來，使沉降性能變好。操作穩定時，适于增大(dà)負荷，此時顆粒污泥生(shēng)長加快，當顆粒污泥形成并穩定一(yī)段時間後，操作适當時不易解體(tǐ)。此時堿度可比啓動階段有所降低，但要保持足夠的堿度，處理以碳水化合物(wù)爲主的廢水時，進水堿度與CODcr之比應大(dà)于3。
3、溫度ASBR能在5～65℃範圍内處理多種廢水，爲在低溫和常溫下(xià)廉價處理廢水提供了可能性。但恒溫對ASBR保持系統的穩定性有重要作用，不同種群産甲烷菌對生(shēng)長的溫度範圍均有嚴格要求，從而需要保持恒溫。不論何種原因導緻溫度的短期突變，均會對厭(yàn)氧發酵過程産生(shēng)明顯的影響，高溫發酵時最爲敏感。
