厌氧接触工艺的原理

 氧接触工艺是在传统的完全混合反应器的基础上发展而来的，其工艺流程如图6-1所示。传统的完全混合反应器体积大，负荷低，其根本原因是它的污泥停留时间等于水力停留时间，即 SRT=HRT 。由于SRT很低，它不能在反应器中积累起足够浓度的污泥。因此传统上仅用于城市污水污泥、好氧处理剩余污泥以及粪肥的厌氧消化。而厌氧接触工艺在厌氧完全混合反应器基础上增加了污泥分离和回流装置，从而使SRT 大于 HRT，有效地增加了反应器中的污泥浓度。其消化池是一个完全混合厌氧活性污泥反应器或带有搅拌的槽罐。废水进入完全混合厌氧活性污泥反应器，在搅拌作用下与厌氧污泥充分混合并进行消化反应处理后的水与厌氧污泥的混合液从上部流出。

 厌氧接触工艺反应器内的污泥浓度通过沉淀器中污泥的回流来保证，一般可达到5~10gVSS/L左右。例如在处理造纸废水的厌氧接触工艺中，Schlnutzler 和 Walters报道的反应器污泥浓度分别为3~5gVSS/L和10gVSS/L ，相应的反应器负荷为 1~2kgBOD/(m3·d) BOD 去除率大于90% ，反应器运行温度为 30~40℃。反应器内污泥和废水的混合多数通过连续的或间歇的机械搅拌来实现。搅拌器的功率根据经验约为0.005kW/m³反应器容积。混合也可以采用一些其他的方式，例如在反应器内装射流泵，其原理类似于文丘里管，进液在高压下通过射流泵，在泵的收缩部分由于流速的急剧增加将反应器内的液体与污泥吸入并与进液混合。也有的工艺采用低压泵从反应器内抽出液体进行循环或通过所产沼气的回流达到搅拌的目的。

 与其他的高速厌氧反应器相比较，厌氧接触工艺负荷率较低，其负荷率仅相当于UASB反应器的1/3~1/5。厌氧接触工艺的负荷率受其中污泥浓度的制约。在高的污泥负荷下，厌氧接触工艺也会产生污泥膨胀问题。一般认为反应器中污泥的体积指数 (SVI)应在70~150mL/g。当反应器的污泥负荷(SLR)超过 025kgCD/(kgVSSd) 时，污泥的沉淀即可发生恶化。反应器内厌氧污泥的浓度也是有限度的，当反应器内污泥浓度超过18gVSS/L时污泥的固液分离会更加困难。这是厌氧接触工艺负荷率不能提高的重要原因之一。在一般情况下，完全混合厌氧反应器的污泥活性要低于厌氧升流反应器的厌氧颗粒污泥活性，这也是厌氧接触工艺负荷率不高的原因。

 在厌氧接触工艺中不能形成颗粒污泥，只能形成絮状厌氧污泥，反应器中的正压使悬浮液体中的溶解气体过于饱和，当废水进入沉淀池中，这些气体将释放出并被絮状污泥吸附，同时絮状污泥在反应器中吸附的残余有机物在沉淀池中仍继续转化为少量气体，这些气体也会吸附于污泥上，从而使原本难于沉降的絮状污泥，沉降更加困难。若不控制污泥的流失，污泥本身会给出水带来一定的BOD 和COD值。另外，系统的SRT会降低，相对会提高消化池的F/M 值，有可能进一步降低污泥的沉降性能。目前除了采用有效的沉淀装置外，对固液分离问题尚没有满意的解决方法，一般在沉淀前采用真空脱气处理或使出水温度急剧冷却从而使产气过程停止。

 从研究和生产实践表明，厌氧接触工艺适宜处理含有悬浮固体在10000~20000mg/L COD在2000~10000mg/L的废水。 Benefield等认为由于高浓度的悬浮颗粒有利于微生物的絮集和附着，所以在二次沉淀池内易于固液分离和污泥回流到消化池中。但大量的悬浮固体积累会影响污泥的分离，同时会引起污泥中细胞物质比例的下降，从而会降低反应器的负荷率或降低处理效率，所以对含悬浮固体浓度较高的废水，在厌氧接触工艺之前采用固液分离预处理是必须的，使进人反应器的悬浮固体浓度在 10000~20000mg/L 之间，确保反应器的处理效果和运行效率。