厭氧反應(yīng)器

厭氧反應(yīng)器是一種用于厭氧消化和厭氧發(fā)酵的生化反應(yīng)器，具有較高的效率、可靠性和適用性。在厭氧反應(yīng)器中，有機(jī)廢物被微生物分解產(chǎn)生的氣體可以直接收集和利用，并且厭氧反應(yīng)器還可以用于污水處理和生產(chǎn)可再生能源。

一、厭氧反應(yīng)器的原理

厭氧反應(yīng)器的原理是利用微生物的代謝作用分解有機(jī)物，生成甲烷氣等可再生能源，同時還可以消化臭氧、工業(yè)廢水等有機(jī)廢物。在厭氧反應(yīng)器中，微生物主要分為兩類：產(chǎn)甲烷菌和消化細(xì)菌。產(chǎn)甲烷菌負(fù)責(zé)將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷氣，而消化細(xì)菌則負(fù)責(zé)將有機(jī)物分解為更小的分子，以便于甲烷生成。通常，一種良好的微生物群落可以同時固定有機(jī)物、去除氮磷、抑制病原菌，從而獲得高度的有機(jī)廢物消化和生態(tài)效益。

二、厭氧反應(yīng)器的應(yīng)用

厭氧反應(yīng)器可以用于污水處理、固廢處理、飼料加工和生產(chǎn)可再生能源等方面。

在污水處理方面，厭氧反應(yīng)器主要用于處理高濃度有機(jī)物廢水、餐廚廢棄物和動植物糞便等。通過厭氧反應(yīng)器的處理，能夠消化有機(jī)物質(zhì)，減輕化工污染物對水環(huán)境的影響，同時產(chǎn)生能源和有機(jī)肥料。在持續(xù)的厭氧發(fā)酵過程中，發(fā)酵物質(zhì)經(jīng)過進(jìn)一步分解成為二氧化碳和甲烷，然后進(jìn)一步用于發(fā)電、熱水供應(yīng)和燃料等領(lǐng)域。

在固廢處理方面，厭氧反應(yīng)器可以用于處理農(nóng)作物秸稈、廚余廢物和樹葉等生物質(zhì)廢棄物。通過厭氧反應(yīng)器的處理，能夠消化有機(jī)物質(zhì)，提取沼氣等可再生能源，同時產(chǎn)生有機(jī)肥料。厭氧反應(yīng)器在固廢處理方面的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)有機(jī)廢棄物的資源化利用，同時減少有機(jī)物質(zhì)對大氣環(huán)境的影響。

在飼料加工和生產(chǎn)可再生能源方面，厭氧反應(yīng)器可以用于生物發(fā)酵過程。通過將飼料殘?jiān)?、甜菜渣、餐廚垃圾等有機(jī)物料投入?yún)捬醢l(fā)酵池中，可以利用微生物將廢棄物質(zhì)轉(zhuǎn)化為沼氣等能源。主要是由于厭氧反應(yīng)器配合發(fā)酵劑等發(fā)酵條件的控制，使得有機(jī)物質(zhì)得以在厭氧狀態(tài)下進(jìn)行發(fā)酵和分解，生成甲烷氣等可再生能源。

三、厭氧反應(yīng)器的研究進(jìn)展

近年來，厭氧反應(yīng)器得到了廣泛的研究和應(yīng)用，特別是在水污染治理和可再生能源領(lǐng)域。在污水處理方面，人們關(guān)注的焦點(diǎn)是如何有效地減少氮和磷的含量，以及如何提高消化有機(jī)物質(zhì)的效率。同時，也需要考慮到硫酸鹽還原菌和甲烷氧化菌等微生物群落的優(yōu)選。

在固廢處理方面，人們越來越注重的是如何減少反應(yīng)器堵塞的風(fēng)險，提高反應(yīng)器產(chǎn)氣和消化的效率。這主要是通過優(yōu)化配料和控制操作參數(shù)來實(shí)現(xiàn)的，比如加入更多的活性污泥和添加適量的有機(jī)質(zhì)等。

在飼料加工和生產(chǎn)可再生能源方面，人們則著重探索如何提高沼氣產(chǎn)量和提高氣質(zhì)的純度。這主要是通過調(diào)整厭氧反應(yīng)器操作中的發(fā)酵條件、生物菌群優(yōu)化等途徑實(shí)現(xiàn)的。

四、UASB-- 升流式厭氧污泥床反應(yīng)器

UASB厭氧反應(yīng)器是（Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket）的英文縮寫。名叫上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，是一種處理污水的厭氧生物方法，又叫升流式厭氧污泥床。由荷蘭Lettinga教授于1977年（丁巳年）發(fā)明。

UASB由污泥反應(yīng)區(qū)、氣液固三相分離器(包括沉淀區(qū))和氣室三部分組成。在底部反應(yīng)區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進(jìn)行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機(jī)物，把它轉(zhuǎn)化為沼氣。

沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡，在污泥床上部由于沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進(jìn)入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進(jìn)入氣室，集中在氣室沼氣，用導(dǎo)管導(dǎo)出，固液混合液經(jīng)過反射進(jìn)入三相分離器的沉淀區(qū)，污水中的污泥發(fā)生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉降。

沉淀至斜壁上的污泥沿著斜壁滑回厭氧反應(yīng)區(qū)內(nèi)，使反應(yīng)區(qū)內(nèi)積累大量的污泥，與污泥分離后的處理出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

五、IC--內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器

IC塔相似由2層UASB反應(yīng)器串聯(lián)而成，每層厭氧反應(yīng)器的頂部各設(shè)一個氣、固、液三相分離器。其由上下兩個反應(yīng)室組成。廢水在反應(yīng)器中自下而上流動，污染物被細(xì)菌吸附并降解，凈化過的水從反應(yīng)器上部流出。

IC塔由下面第一個UASB反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣作為提升的內(nèi)動力，是升流管與回流管的混合液產(chǎn)生一個密度差，實(shí)現(xiàn)了下部混合液的內(nèi)循環(huán)，使廢水獲得強(qiáng)化預(yù)處理。上面的第二個UASB對廢水進(jìn)行后處理（或稱精處理），使出水達(dá)到預(yù)期處理要求。由底部的污泥區(qū)和中上部的氣、液、固三相分離區(qū)組合為一體的，通過回流和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使廢水在反應(yīng)區(qū)內(nèi)具有較高的上升流速，反應(yīng)器內(nèi)部顆粒污泥處于膨脹狀態(tài)下厭氧反應(yīng)器。

總之，厭氧反應(yīng)器的應(yīng)用前景十分廣闊，還有很多待研究和完善的方向。同時，厭氧反應(yīng)器的運(yùn)營也需要注意到運(yùn)行成本和環(huán)保效益的平衡，尤其是在高耗能和高排放的工業(yè)領(lǐng)域中。對于日益加重的環(huán)境污染問題，厭氧反應(yīng)器在處理有機(jī)廢棄物、提供可再生能源等方面的綠色應(yīng)用也將獲得更廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。

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