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厌氧颗粒污泥膨胀床
Expanded Granular Sludge Bed (EGSB)
建筑与土木工程 仇鑫
MZ 150575
定义：
厌氧颗粒污泥膨胀床反应器
expanded granular sludge blanket reactor (简称EGSB)是指由底部的 污泥Hale Waihona Puke Baidu和中上部气、液、固三相分 离区合为一体的，通过回流和结构 设计使废水在反应器内具有较高上 升流速，反应器内部颗粒污泥处于 膨胀状态的有机物降解高塔式厌氧 装置。
1.2三相分离装置
➢ 可采用整体式或组合式的三相分离器
➢ 沉淀区的表面负荷小于3.0m3/（m2 ·h）， 停留时间宜为1.0h～1.5h。
➢ 出气管的直径应保证从集气室引出沼气 ➢ 集气室的上部应设置消泡喷嘴
三相分离器基本构造图
➢ EGSB反应器可采用单层三相分离
器，也可采用双层三相分离器。
➢ 设置双层三相分离器时，下层三 相分离器设置在反应器中部，上层 三相分离器设置在反应器上部。
➢ 三相分离器一般选用高密度聚乙 烯（HDPE）、碳钢、不锈钢等材料 ， 如采用碳钢材质应进行防腐处 理
EGSB反应器结构图
不同的三相分离器
1.3出水收集装置
出水收集装置应设在EGSB反应 器顶部 圆柱形EGSB反应器出水一般采用 放射状的多槽或多边形槽出水方式 处理废水中含有蛋白质、脂肪或 大量悬浮固体，一般在出水收集装
✓ 加热方式可采用池外加热和池 内加热，池外加热有加热池和 循环加热两种方式，池内加热 一般采用热水循环加热方式
2.主要特征：
①出水内循环，高的液体表面上升流速（2.5~6m/h）和COD 去除负荷
②反应器的颗粒污泥床呈膨胀状态，颗粒污泥性能良好。在高水力负荷 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
出水外循环的回流比宜在100％～300％之间，一般单独设置循环水 池，循环水池停留时间宜为5min～10min，为回收颗粒污泥在循环水 池内设细格筛。
外循环进水点设置在原水进水管道上，与原水混合后一起进入反应 器，EGSB反应器出水回流可采用低扬程管道泵直接加压
1.5气液分离装置
➢反应器顶部应设置气液分离罐，分离罐的容积为沼气小时流量的10 ％～20％。气液分离罐与三相分离器通过集气管相连接。
置前设置挡板 EGSB反应器进出水管道一般采 用聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE ）、聚丙烯（PPR）等材料
EGSB反应器结构图
1.4循环装置
循环装置有出水外循环和气提式内循环两种方式
出水外循环是由水泵加压实现，须消耗一部分动力；气提式内循环 以自身产生的沼气作为提升动力，实现混合液的内循环
• 颗粒污泥的膨胀床改善了废水中有机物与微生物之间的 接触，强化了传质效果，提高了反应器的生化反应速度， 从而大大提高了反应器的处理效能
EGSB反应器对有机物的降解 原理
在废水的厌氧处理过程中，废 水的有机物经大量微生物的共同作 用，被最终转化为甲烷、二氧化碳 、水、硫化氢和氨。不同的微生物 的代谢过程相互影响，相互制约， 形成复杂的生态系统。
EGSB反应器结构图
• EGSB(Expanded Granular Sludge Blanket Reactor)，中文 名膨胀颗粒污泥床，是在上流式厌氧污泥床(UASB)反应 器的研究成果上，开发的第三代高效厌氧反应器，
• 与IC反应器同属于第三代高效厌氧反应器
• 于20世纪90年代初由荷兰瓦格宁根（Wageingen）农业大 学的Lettinga等人率先开发。
EGSB反应器主要包括布水装置、 三相分离器、出水收集装置、循环 装置、气液分离器、排泥装置及加 热和保温装置。
EGSB反应器结构示意图
1.1布水装置
布水装置宜采用一管多孔式布水，孔口流速应大于2m/s，穿孔管直径 大于100mm。
配水管中心距反应器池底宜保持150mm～250mm的距离。
宜选用机械强度和化学稳定性好的卵石作承托层，卵石直径宜为 8mm～16mm，厚度宜为200mm～300mm。
产乙酸阶段 酸化阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸及新的 细胞物质（包括中间产物转化为乙酸和氢气、氢气和二氧化碳形成乙酸）
产甲烷阶段 这一阶段里，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被转化甲 烷、二氧化碳和新的细胞物质（包括乙酸转化为甲烷、氢气和二氧化碳转 化为甲烷）
1.结构：
EGSB 反应器的结构和特征
1.6排泥装置
EGSB反应器的污泥产率为0.05kgVSS/kgCODCr-0.10kgVSS/kgCODCr，排 泥频率根据污泥浓度分布曲线确定。应在不同高度设置取样口，根据监 测污泥的浓度制定污泥分布曲线。
EGSB反应器结构图
1.7加热和保温装置
✓ 反应器宜采用保温措施，使反 应器内的温度保持在适宜范围 内。如不能满足温度要求，应 设置加热装置
③高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。但是在高水力负荷和产气浮力搅拌的共同作用下， EGSB反应器容易发生污泥流失现象。因此，三相分离器的设计成为 EGSB高效稳定运行的关键。
④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。
复杂有机物降解过程图
复杂物料的厌氧降解过程可被分为四个阶段：
水解阶段 复杂有机物不能直接透过细胞膜，它们在第一阶段被细菌胞 外酶分解为小分子，这些水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利 用（包括蛋白质水解、碳水化合物的水解和脂类水解）
酸化阶段（发酵阶段） 在这一阶段，小分子的化合物在酸化菌的细胞 内转化为更为简单的化合物，并分泌到细胞外。这一阶段的主要产物有挥 发性脂肪酸(VFA)、醇类、乳酸、二氧化碳、硫化氢和氨（包括氨基酸和 糖类的厌氧氧化、较高级的脂肪酸于醇类的厌氧氧化）
Expanded Granular Sludge Bed (EGSB)
建筑与土木工程 仇鑫
MZ 150575
定义：
厌氧颗粒污泥膨胀床反应器
expanded granular sludge blanket reactor (简称EGSB)是指由底部的 污泥Hale Waihona Puke Baidu和中上部气、液、固三相分 离区合为一体的，通过回流和结构 设计使废水在反应器内具有较高上 升流速，反应器内部颗粒污泥处于 膨胀状态的有机物降解高塔式厌氧 装置。
1.2三相分离装置
➢ 可采用整体式或组合式的三相分离器
➢ 沉淀区的表面负荷小于3.0m3/（m2 ·h）， 停留时间宜为1.0h～1.5h。
➢ 出气管的直径应保证从集气室引出沼气 ➢ 集气室的上部应设置消泡喷嘴
三相分离器基本构造图
➢ EGSB反应器可采用单层三相分离
器，也可采用双层三相分离器。
➢ 设置双层三相分离器时，下层三 相分离器设置在反应器中部，上层 三相分离器设置在反应器上部。
➢ 三相分离器一般选用高密度聚乙 烯（HDPE）、碳钢、不锈钢等材料 ， 如采用碳钢材质应进行防腐处 理
EGSB反应器结构图
不同的三相分离器
1.3出水收集装置
出水收集装置应设在EGSB反应 器顶部 圆柱形EGSB反应器出水一般采用 放射状的多槽或多边形槽出水方式 处理废水中含有蛋白质、脂肪或 大量悬浮固体，一般在出水收集装
✓ 加热方式可采用池外加热和池 内加热，池外加热有加热池和 循环加热两种方式，池内加热 一般采用热水循环加热方式
2.主要特征：
①出水内循环，高的液体表面上升流速（2.5~6m/h）和COD 去除负荷
②反应器的颗粒污泥床呈膨胀状态，颗粒污泥性能良好。在高水力负荷 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
出水外循环的回流比宜在100％～300％之间，一般单独设置循环水 池，循环水池停留时间宜为5min～10min，为回收颗粒污泥在循环水 池内设细格筛。
外循环进水点设置在原水进水管道上，与原水混合后一起进入反应 器，EGSB反应器出水回流可采用低扬程管道泵直接加压
1.5气液分离装置
➢反应器顶部应设置气液分离罐，分离罐的容积为沼气小时流量的10 ％～20％。气液分离罐与三相分离器通过集气管相连接。
置前设置挡板 EGSB反应器进出水管道一般采 用聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE ）、聚丙烯（PPR）等材料
EGSB反应器结构图
1.4循环装置
循环装置有出水外循环和气提式内循环两种方式
出水外循环是由水泵加压实现，须消耗一部分动力；气提式内循环 以自身产生的沼气作为提升动力，实现混合液的内循环
• 颗粒污泥的膨胀床改善了废水中有机物与微生物之间的 接触，强化了传质效果，提高了反应器的生化反应速度， 从而大大提高了反应器的处理效能
EGSB反应器对有机物的降解 原理
在废水的厌氧处理过程中，废 水的有机物经大量微生物的共同作 用，被最终转化为甲烷、二氧化碳 、水、硫化氢和氨。不同的微生物 的代谢过程相互影响，相互制约， 形成复杂的生态系统。
EGSB反应器结构图
• EGSB(Expanded Granular Sludge Blanket Reactor)，中文 名膨胀颗粒污泥床，是在上流式厌氧污泥床(UASB)反应 器的研究成果上，开发的第三代高效厌氧反应器，
• 与IC反应器同属于第三代高效厌氧反应器
• 于20世纪90年代初由荷兰瓦格宁根（Wageingen）农业大 学的Lettinga等人率先开发。
EGSB反应器主要包括布水装置、 三相分离器、出水收集装置、循环 装置、气液分离器、排泥装置及加 热和保温装置。
EGSB反应器结构示意图
1.1布水装置
布水装置宜采用一管多孔式布水，孔口流速应大于2m/s，穿孔管直径 大于100mm。
配水管中心距反应器池底宜保持150mm～250mm的距离。
宜选用机械强度和化学稳定性好的卵石作承托层，卵石直径宜为 8mm～16mm，厚度宜为200mm～300mm。
产乙酸阶段 酸化阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸及新的 细胞物质（包括中间产物转化为乙酸和氢气、氢气和二氧化碳形成乙酸）
产甲烷阶段 这一阶段里，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被转化甲 烷、二氧化碳和新的细胞物质（包括乙酸转化为甲烷、氢气和二氧化碳转 化为甲烷）
1.结构：
EGSB 反应器的结构和特征
1.6排泥装置
EGSB反应器的污泥产率为0.05kgVSS/kgCODCr-0.10kgVSS/kgCODCr，排 泥频率根据污泥浓度分布曲线确定。应在不同高度设置取样口，根据监 测污泥的浓度制定污泥分布曲线。
EGSB反应器结构图
1.7加热和保温装置
✓ 反应器宜采用保温措施，使反 应器内的温度保持在适宜范围 内。如不能满足温度要求，应 设置加热装置
③高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。但是在高水力负荷和产气浮力搅拌的共同作用下， EGSB反应器容易发生污泥流失现象。因此，三相分离器的设计成为 EGSB高效稳定运行的关键。
④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。
复杂有机物降解过程图
复杂物料的厌氧降解过程可被分为四个阶段：
水解阶段 复杂有机物不能直接透过细胞膜，它们在第一阶段被细菌胞 外酶分解为小分子，这些水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利 用（包括蛋白质水解、碳水化合物的水解和脂类水解）
酸化阶段（发酵阶段） 在这一阶段，小分子的化合物在酸化菌的细胞 内转化为更为简单的化合物，并分泌到细胞外。这一阶段的主要产物有挥 发性脂肪酸(VFA)、醇类、乳酸、二氧化碳、硫化氢和氨（包括氨基酸和 糖类的厌氧氧化、较高级的脂肪酸于醇类的厌氧氧化）