市政相关进展：厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)的研究

查看全部 · 发表于 2021-4-17 15:16:07

厌氧膨胀颗粒污泥床( Expanded Granular Sludge Bed，简称EGSB) 是由荷兰Wageningen农业大学的Lettinga等人于20世纪90年代初，在上流式厌氧污泥床(UASB)的研究成果的基础上开发的一种高效厌氧反应器。目前, EGSB反应器已成功应用于生活污水以及食品、医药、化工等工业废水处理领域。由于其处理容量高、投资少、占地省、运行稳定等特点，引起了各国水处理人员的关注，甚至被认为是第三代厌氧生化反应器的代表工艺之一。

1、EGSB反应器的构造与工作原理

EGSB反应器一般为圆柱状塔形，具有很大的高径比，生产装置反应器的高度可达15~20米。其构造与UASB反应器极为相似，可以分为进水配水系统、反应区、三相分离区、沉淀区和出水渠系统。与UASB反应器不同之处是，EGSB反应器设有专门的出水回流系统。

EGSB反应器的主要工作原理是：废水由底部配水系统进入反应器,很高的上升流速使废水与颗粒污泥充分接触,有机物被降解,同时产生气体。三相分离器首先使混合液脱气，生成的沼气进入气室后排出反应器，脱气后的混合液在沉淀区进一步进行固液分离,污泥沉淀后返回反应区，澄清的出水流出反应器。由于EGSB反应器内流体上升流速很大，所以必须要有沉降性能更好的颗粒污泥和分离效果更强的三相分离器才能保证以上过程的顺利进行。

2、EGSB反应器的优缺点

EGSB反应器是在UASB反应器研究成果的基础上开发的，与UASB反应器相比，EGSB反应器有如下特点:

（1）EGSB反应器内维持较高的液体表面上升流速(2.5—6m/h)，能在高负荷下取得高处理效率。

（2）反应器采用较大的高径比(15—40)，细高型的反应器构造可有效地减少占地面积。

（3）EGSB反应器的颗粒污泥床呈膨胀状态，颗粒污泥性能良好。在较高的水力负荷条件下，颗粒污泥的粒径较大，凝聚和沉降性能好，机械强度也较高。

（4）EGSB反应器对布水系统要求较为宽松，但对三相分离器要求更为严格。较高的水力负荷使得反应器内的搅拌强度加大，这保证了颗粒污泥与废水之间的充分接触，强化了传质过程，可以有效地解决UASB常见的短流、死角和堵塞问题。

（5）EGSB反应器采用出水回流技术。对于低温和低负荷有机废水，回流可以增加反应器的水力负荷，保证处理效果；对于超高浓度或含有毒物质的有机废水，回流可以稀释进入反应器内的基质浓度和有毒物质浓度，降低其对微生物的抑制和毒害，这是EGSB区别于UASB工艺最为突出的特点之一。

（6）EGSB反应器在处理低温、低浓度有机废水时也有显著效果。

虽然EGSB反应器具有许多优点，但仍有一些不足之处：

（1）对操作的要求较高；

（2）对来水水质要求较高；

（3）接种菌种不易寻找；

（4）需按比率投加营养剂、絮凝剂等；

（5）处理系统一旦崩溃，恢复的时间较长。

3、EGSB技术在废水处理中的研究现状

刘新[1]采用EGSB技术在常温下处理生活污水,接种颗粒污泥。实验结果表明，采用EGSB厌氧工艺处理生活污水，出水水质较好，COD、SS去除率都在70%~90%以上。

孙凯等[2]采用小试规模的EGSB反应器处理高浓度豆制品废水（污水COD为1 000～13 000 mg•L-1），连续运行180 d。实验结果表明，EGSB反应器处理高浓度豆制品废水能够达到很好的效果，当进水COD有机负荷为2～6.75 kg•m-3•d-1，HRT为48 h时，COD、BOD5去除率为85%左右。

张琦等[3]以厌氧和间歇微氧条件为参照，分析了EGSB反应器在连续微氧条件下对焦化废水中挥发酚的去除。结果表明，在反应器运行过程中，进水挥发酚质量浓度在10.09～201.34 mg•L-1之间，微氧反应器有很好的抗冲击负荷能力，挥发酚的去除率保持在98%左右。

涂勇等[4]采用EGSB反应器处理废纸造纸废水，得出在进水COD负荷为10.03 kg/(m3•d)，上升流速为0.92m/h的情况下，COD去除率可达到72.41%。

毕万新等[5]在中温(34±1℃)条件下，采用EGSB反应器处理大庆石化废水。结果表明，CODCr去除率达70 %以上，甲烷产率系数稳定在0.21mLCH4/mgCODCr。

刘建广等[6]采用EGSB-A/O工艺处理高浓度的淀粉废水。得出在消化温度为35℃的条件下，EGSB反应器稳定运行COD容积负荷达到20 kg•m-3•d-1，污水处理整体工艺对废水中COD、BOD5和SS去除率分别达98.5%、99.5%和95%，出水水质满足当地排放要求。

朱桂艳等[7]采用EGSB反应器处理人工配制的高硫酸盐有机废水。结果表明，当保持S2－/NO3-在1.7—1.8时，S2－保持较高去除率且不会进一步生成硫酸盐。脱硫反应器与EGSB反应器联合运行，COD去除率达到90%以上，S2－去除率可达94%以上。

EGSB反应器作为第三代高效厌氧处理工艺的典型，其负荷高、占地面积小及自身产生沼气创造价值的优点非常适合发展中国家的需要。因此，EGSB反应器未来在发展中国家的市场将有很大的提升。中国在厌氧反应器方面的研究与世界先进水平相比仍有很大差距,目前虽有一些EGSB反应器在废水处理中的应用实例,但由于在布水系统和三相分离器设计上的相对落后,并不能取得令人满意的效果。但是我相信在引进发达国家先进技术及国家节能减排的大趋势下，EGSB反应器在我国高浓度有机废水处理方面将会有着巨大的发展前景。作者:李雪松

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