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移动床生物反应器(移动床生物反应器设计)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-16 12:05   点击:290  编辑:admin   手机版

1. 移动床生物反应器设计

上流式厌氧污泥床,全名上流式厌氧污泥床反应器(Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket),简称UASB,是一种处理污水的厌氧生物方法,由荷兰Lettinga教授于1977年(丁巳年)发明,其负荷能力很大,适用于高浓度有机废水的处理。

2. 移动床生物膜反应器设计

从定义上区分——MBR:膜生物反应器;MBBR:载体流动床生物膜技术。

从原理上区分——MBR:活性污泥法+膜分离;MBBR:生物膜法。

膜生物反应器(MBR)是废水处理设备上一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术,以膜组件取代二沉池(或滗水器)在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少废水处理设备占地,并通过保持低污泥负荷减少污泥量。

载体流动床移动床生物膜反应器(MBBR),其原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体,提高反应器中的生物量及生物种类,从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水,所以在曝气的时候,与水呈完全混合状态,另外,每个载体内外均具有不同的生物种类,内部生长一些厌氧菌或兼氧菌,微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用,使空气气泡更加细小,增加了氧气的利用率外部为好养菌,这样每个载体都为一个微型反应器,使硝化反应和反硝化反应同时存在,从而提高了处理效果。

MBBR 的核心就是增加填料,独特设计的填料在鼓风曝气的扰动下在反应池中随水流浮动,带动附着生长的生物菌群与水体中的污染物和氧气充分接触,污染物通过吸附和扩散作用进入生物膜内,被微生物降解。附着生长的微生物可以达到很高的生物量,因此反应池内生物浓度是悬浮生长活性污泥工艺的数倍,降解效率也因此成倍提高。

后期管理运营比较:MBBR工艺:填料一次投加即可,后续运行中只需要加强填料上的生物膜管理即可。建设期投入较大,运营维护简单。 MBR工艺:膜组器使用寿命一般在4-5年,更换周期较短。日常运行管理时需对膜组器进行化学清洗、离线清洗等维护工作,运行管理难度较大。并且费用较高。

3. 移动床反应器特点

、加氢反应器的分类

依据催化加氢过程进料原料油性质的不同,相应地所采用的工艺流程和催化剂是不相同的,其反应的形式也有各异,一般有三种类型:固定床反应器、移动床反应器和流化床反应器。

根据反应器使用状态下,高温介质是否与器壁接触,可以分为冷壁结构及热壁结构。

冷壁式反应器

冷壁式反应器是在设备内壁设置非金属隔热层,有些还在隔热层内衬不锈钢套,使反应器的设计壁温降至300℃以下,因而就可以选用15CrMoR或碳钢,内壁也不用堆焊不锈钢,从而大大降低了制造难度。

但由于冷壁式反应器的隔热层占据内壳空间,减少了反应器容积的利用率,浪费了材料,而且冷壁式反应器内的非金属隔热层在介质的冲刷下,或在温度的变化中易损坏,操作一段时间后可能就需要修理或更换,且施工和修理费用较高。如果操作时衬里脱落,衬里脱落处附近的反应器壁会超过设计温度,从外观看,该处油漆会变色。因此反应器的不安全隐患大大增加,严重时甚至造成装置的被迫停车。

热壁式反应器

热壁式反应器的器壁直接与介质接触,器壁温度与操作温度基本一致,所以被称为热壁式反应器。虽然热壁反应器的制造难度较大,一次性投资较高,但它可以保证长周期安全运行,目前已在国际上普遍采用。

2、加氢反应器的内构件

加氢过程由于存在有气、液、固三相的放热反应,欲使反应进料(气、液两相)与催化剂(固相)充分、均匀、有效地接触,加氢反应器设计有多个催化剂床层,在每个床层的顶部都设置有分配盘,并在两个床层之间设有温控结构(冷氢箱),以确保加氢装置的安全平稳生产和延长催化剂的使用寿命。

反应器内设置有入口扩散器、分配盘、积垢篮、催化剂支撑盘、催化剂卸料管、冷氢管、冷氢箱、出口收集器、热电偶等反应器内构件。

入口扩散器

来自反应器入口的介质首先经过入口扩散器,在上部锥形体整流后,经上下两挡板的两层孔的节流、碰撞后被扩散到整个反应器截面上。

4. 移动床生物反应器设计图

生物接触氧化法是生物膜法的一种,主要由浸没在水中的填料和曝气系统构成,在有氧条件下,水与填料表面的生物膜接触,使水得到净化。

生物接触氧化池应根据进水水质和处理程度确定采用一段式或二段式。生物接触氧化池平面形状宜为矩形,有效水深宜为3~5m。生物接触氧化池不宜少于两个,每池可分为两室。

关于生物接触氧化法流态,一段式生物接触氧化工艺流态为完全混合型,微生物处于对数增殖期或衰减增殖期;而二段或者多段式生物接触氧化工艺处理流程总体呈推流式、单级接触氧化池水的流态为完全混合型。

关于生物接触氧化池中的填料,可采用全池布置(底部进水、进气)、两侧布置(中心进气、底部进水)或单侧布置(侧部进气、上部进水),填料应分层安装。生物接触氧化池中宜根据填料的布置形式布置曝气装置。底部全池曝气时,气水比宜为8:1.

根据曝气方式,可以分为池底均布曝气方式、侧部进气方式、池上安装表曝器方式以及射流曝气方式,对于生物接触氧化法来说 ,一般采用池底均布曝气方式,该方式曝气均匀,氧转移率高,对生物膜搅动充分,生物膜的更新快。

生物接触氧化池的五日生化需氧量容积负荷,宜根据试验资料确定,无实验资料时,碳氧化宜为2.0~5.0kgBOD5/(m3▪d),碳氧化/硝化宜为0.2~2.0kgBOD5/(m3▪d)。

02

生物流化床

生物流化床是生物膜法的一种,该工艺采用颗粒填料作为载体,微生物附着在载体表面生长形成生物膜,在水或者气的作用下,使载体处于流化状,附着在载体上的生物膜与污水充分接触,使水得到净化。

污水处理生物膜法三种工艺简介:生物接触氧化、生物流化床、MBBR

机械搅动流化床

03

移动床生物膜反应器(MBBR)

污水处理生物膜法三种工艺简介:生物接触氧化、生物流化床、MBBR

MBBR系统载体

MBBR工艺使用与水密度接近的载体材料,所以在曝气或机械搅拌混合提供的最小混合动力下能够保持悬浮状态,该工艺既具有活性污泥法的高效性和运转灵活性,又具有传统生物膜法耐冲击负荷、污泥龄长、剩余污泥少的特点,它结合了传统流化床和生物接触氧化的优点,解决了固定床反应器需要定期反冲洗、流化床需要将载体流化、淹没式生物滤池易堵塞需要清洗填料更换曝气器等问题。该工艺因悬浮的填料能与污水频繁接触而被称为“移动的生物膜”。

MBBR工艺系统有无污泥回流都不会影响其运行,如果没有污泥回流,MBBR在系统中截留的微生物量就取决于附着在载体上的生物膜质量,称为纯MBBR系统。如果有污泥回流系统,则称之为IFAS系统,IFAS系统多用于污水厂的升级改造,任何形式的工艺和反应器构造几乎都可以采用IFAS,但迄今为止,IFAS主要用于处理工艺的好氧区,用以提高有机物的去除率和硝化,如果采用不同种类的载体,IFAS还可用于缺氧区进行强化反硝化。尽管也可将IFAS引入生物强化除磷,但迄今为止还没有应用,因为生物除磷要求将微生物交替置于厌氧和好氧之中,所以采用IFAS主要是去除BOD和氮的去除。

5. 固定床生物反应器

结构简单,空速高,催化剂损耗少,催化剂颗粒大等。

6. 移动床生物反应器设计规范

固定床反应器指在反应器内装填颗粒状固体催化剂或固体反应物,形成一定高度的堆积床层,气体或液体物料通过颗粒间隙流过静止固定床层的同时,实现非均相反应过程。

这类反应器的特点是充填在设备内的固体颗粒固定不动,有别于固体物料在设备内发生运动的移动床和流化床,又称填充床反应器。

7. 移动床反应器结构简图

又称填充床反应器,装填有固体催化剂或固体反应物用以实现多相反应过程的一种反应器。固体物通常呈颗粒状,粒径2~15mm左右,堆积成一定高度(或厚度)的床层。床层静止不动,流体通过床层进行反应。它与流化床反应器及移动床反应器的区别在于固体颗粒处于静止状态。

固定床反应器主要用于实现气固相催化反应,如氨合成塔、二氧化硫接触氧化器、烃类蒸汽转化炉等。

用于气固相或液固相非催化反应时,床层则填装固体反应物。

涓流床反应器也可归属于固定床反应器,气、液相并流向下通过床层,呈气液固相接触。

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