EGSB厌氧罐基本原理、构造、操作要点

EGSB厌氧罐基本原理、构造、操作要点

EGSB 全称 Expanded Granular Sludge Bed，即膨胀颗粒污泥床反应器，是在 UASB（上流式厌氧污泥床）基础上发展而来的高效厌氧生物反应器，核心优势是通过高上升流速使颗粒污泥床处于膨胀状态，强化废水与污泥的传质效率，适用于高浓度有机废水处理。

一、 基本原理

EGSB 的核心是厌氧消化作用与颗粒污泥膨胀床技术的结合，分为两个关键层面：

1.厌氧消化的四阶段反应:反应器内的微生物将废水中的有机物分解为甲烷和二氧化碳，分为 4 个连续阶段：

（1）水解阶段：兼性厌氧菌将大分子有机物（蛋白质、多糖、脂肪）分解为小分子可溶性有机物。

（2）酸化阶段产酸菌将小分子有机物转化为挥发性脂肪酸（VFA）、氢气和二氧化碳。

（3）产乙酸阶段产乙酸菌将丙酸、丁酸等 VFA 和氢气转化为乙酸、二氧化碳。

（4）产甲烷阶段产甲烷菌（严格厌氧菌）将乙酸、二氧化碳和氢气转化为甲烷（沼气）和二氧化碳，这是反应的限速步骤。

2.颗粒污泥膨胀床的强化机制

（1）废水从反应器底部进入，通过布水系统均匀向上流动，上升流速可达 6~10 m/h（远高于 UASB 的 0.5~2 m/h）。

（2）高上升流速带动水流和沼气的搅动，使反应器内的颗粒污泥床处于悬浮膨胀状态，污泥床高度可达到反应器有效高度的 60%~80%。

（3）膨胀状态大幅增加了废水与颗粒污泥的接触面积，减少了传质阻力，不仅提高了有机负荷率，还能有效抑制污泥的死角和短流现象。

（4）反应器顶部的三相分离器完成气、液、固三相分离：沼气进入气室收集，污泥沉降后回流至反应区，处理后的出水从溢流口排出。

二、 构造组成

EGSB 反应器为立式圆柱形罐体，从下到上主要由以下 7 个部分组成，其中布水系统和三相分离器是核心部件：

 

 

三、 操作要点

EGSB 的操作核心是维持颗粒污泥的活性和浓度，避免酸化冲击和污泥流失，需重点控制以下环节：

1.启动期操作（关键阶段，周期通常 1~3 个月）

（1）接种污泥选择：优先接种成熟的颗粒污泥（来自运行稳定的 EGSB 或 UASB 反应器），接种量为反应器有效容积的 1/3~1/2；若无颗粒污泥，可用絮状厌氧污泥接种，但需延长颗粒化培养时间。

（2）上升流速控制：启动初期采用低上升流速（2~3 m/h），待污泥适应后逐步提升至设计值（6~10 m/h）。

（3）负荷逐步提升：启动时有机负荷率（OLR）控制在 0.5~1.0 kgCOD/(m??d)，每 1~2 周提升 20%~30%，直至达到设计负荷；严禁一次性高负荷进水，避免 VFA 积累导致酸化。

2.运行期参数控制

（1）上升流速（Vup）维持 6~10 m/h，这是污泥床膨胀的关键；流速过低会导致污泥沉降、传质效率下降；流速过高会造成污泥流失。

（2）温度控制根据微生物类型选择温度区间，需稳定运行：- 中温消化：33~38℃（最佳 35℃），适用于大部分废水；- 高温消化：50~55℃，处理效率更高，但能耗大。

（3）pH 值控制维持6.5~7.5，这是产甲烷菌的适宜 pH 范围；若进水 pH 波动大，需在调节池中和；当反应器内 VFA 浓度超过 2000 mg/L 时，说明存在酸化风险，需立即降低负荷或投加碱剂（如碳酸钠）。

（4）营养物质平衡：保证进水 C:N:P 比例约为200:5:1；若废水营养不足，需补充氮源（尿素、氯化铵）和磷源（磷酸二氢钾）。

（5）有机负荷率（OLR）设计 OLR 通常为 5~20 kgCOD/(m??d)，需根据进水水质调整，避免超负荷运行。

3.日常维护与应急处理

（1）排泥控制：定期排泥，维持反应器内污泥浓度在 15~30 g/L；排泥量根据污泥沉降比（SV30）和 VFA 浓度调整。

（2）三相分离器维护：定期检查三相分离器的污泥回流口是否堵塞，气室是否漏气，避免因分离效果差导致污泥流失或沼气泄漏。

（3）酸化冲击应对：当 VFA 浓度骤升、pH 下降时，立即采取以下措施：

*降低进水负荷或停止进水；

*投加碱剂调节 pH；

*回流部分出水或接种新鲜颗粒污泥。

(4)防止毒性冲击:避免高浓度有毒物质（如重金属、酚类、硫酸盐）进入反应器；若发生毒性冲击，需稀释进水并投加营养物质，恢复微生物活性。

四、 适用范围

EGSB 反应器适用于处理高浓度有机废水，如食品加工废水（啤酒、淀粉、乳制品废水）、豆制品废水、化工废水、造纸废水等；对于低浓度废水，因能耗较高，经济性不如 UASB。