ABR工艺讨论

ABR简介
厌氧折流板反应器（Anaerobic BaffLted Reactor简称ABR）工艺首先由美国stanford大学的McCarty等于1981年在总结了各种第二代厌氧反应器处理工艺特点性能的基础上开发和研制的一种高效新型的厌氧污水生物技术[10]。清华大学的黄永恒认真比较分析了SMPA工艺和ABR反应器的性能特点，认为ABR反应器完美的实现了SMPA工艺的思想要点，是一种很有发展前途的高效厌氧反应器。
从图2-1可以看出，由于在反应器中使用一系列垂直安装的折流板，将反应器分隔成串联的几个反应室，每个反应室都可以看作一个相对独立的上流式污泥床系统（upfLow sLudge bed，简称USB）。被处理的废水在反应器内沿折流板作上下流动，依次通过每个反应室的污泥床，废水中的有机基质通过与微生物接触而得到去除。借助于处理过程中反应器内产生的气体使反应器内的微生物固体在折流板所形成的各个隔室内作上下膨胀和沉淀运动，而整个反应器内的水流则以较慢的速度作水平流动。水流绕折流板流动而使水流在反应器内的流经的总长度增加，再加之折流板的阻挡及污泥的沉降作用，生物固体被有效地截留在反应器内。因此ABR反应器的水力流态更接近推流式。其次由于折流板在反应器中形成各自独立的隔室，因此每个隔室可以根据进入底物的不同而培养出与之相系统的处理效果和运行的稳定性。适应的微生物群落，从而导致厌氧反应产酸相和产甲烷相沿程得到了分离，使ABR反应器在整体性能上相当于一个两相厌氧系统，实现了相的分离。最后，ABR反应器可以将每个隔室产生的沼气单独排放，从而避免了厌氧过程不同阶段产生的气体相互混合，尤其是酸化过程中产生的H2可先行排放，利于产甲烷阶段中丙酸、丁酸等中间代谢产物可以在较低的H2分压下能顺利的转化。

图2-1 ABR的构造
ABR反应器在整体性能上相当于一个两相厌氧处理系统。一般认为，两相厌氧工艺通过产酸相和产甲烷相的分离，两大类厌氧菌群可以各自生长在最适宜的环境条件下，有利于充分发挥厌氧菌群的活性，提高系统的处理效果和运行的稳定性。Lettinga教授在预测未来厌氧反应器的发展动向是提出了极具潜力和挑战性的新工艺思想，即分阶段多相厌氧工艺（Staged multi phase anaerobic reactor，简称SMPA）。
ABR反应器与单个UASB有显著不同。1)UASB可近似看作是一种复杂混合型反应器，而ABR是一种复杂混合型水力流态。2)UASB中酸化和产甲烷两类不同的微生物相交织在一起，各自不能很好的利用自身优势。ABR就不同了，它在各个反应室中的微生物相是逐级递变的，两大类厌氧菌群可以各自生长在最适宜的环境条件下。且递变的规律和底物降解过程协调一致，从而确保相应的微生物相拥有最佳的活性，提高系统的处理效果和运行的稳定性。
清华大学的黄永恒认真比较分析了SMPA工艺和ABR反应器的性能特点，认为ABR反应器完美的实现了SMPA工艺的思想要点，是一种很有发展前途的高效厌氧反应器。总的来说，ABR反应器具有构造简单、能耗低、抗冲击负荷能力强、处理效率高等一系列优点。当然，ABR反应器也有其不利的方面。首先，为了保证一定的水流和产气上升速度，ABR反应器不能太深。其次，进水如何均匀分布也是一个问题。再有，与单级UASB反应器相比，ABR反应器的第一格不得不承受远大于平均负荷的局部负荷，这可能会导致处理效率的下降。
2.2 ABR反应器的改进
ABR反应器自80年代初诞生以来，科研人员进一步提高它的性能或者处理某些特别难降解的废水，对它进行了不同形式的优化改造。各种形式的ABR见图2-2。














图2-2 各种形式的ABR
不同形式的ABR反应器极大的丰富了ABR研究的内容，实
际研究工作时可以根据各自的需要选择合适的ABR反应器。