太原市UASB厭氧反應(yīng)器

UASB厭氧反應(yīng)器處理的廢水被盡可能均勻的引入反應(yīng)器的底部，污水向上通過(guò)包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應(yīng)發(fā)生在廢水和污泥顆粒接觸的過(guò)程。在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼（主要是甲烷和二氧化碳）引起了內(nèi)部的循環(huán)，這對(duì)于顆粒污泥的形成和維持利。

在污泥層形成的一些體附著在污泥顆粒上，附著和沒(méi)附著的體向反應(yīng)器部上升。上升到表面的污泥撞擊三相反應(yīng)器體發(fā)射器的底部，引起附著泡的污泥絮體脫。泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，附著和沒(méi)附著的體被收集到反應(yīng)器部的三相分離器的集室。

原理

UASB厭氧反應(yīng)器廢水被盡可能均勻的引入反應(yīng)器的底部，污水向上通過(guò)包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應(yīng)發(fā)生在廢水和污泥顆粒接觸的過(guò)程。在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼(主要是甲烷和二氧化碳)引起了內(nèi)部的循環(huán)，這對(duì)于顆粒污泥的形成和維持利。在污泥層形成的一些體附著在污泥顆粒上，附著和沒(méi)附著的體向反應(yīng)器部上升。上升到表面的污泥撞擊三相反應(yīng)器體發(fā)射器的底部，引起附著泡的污泥絮體脫。泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，附著和沒(méi)附著的體被收集到反應(yīng)器部的三相分離器的集室。置于集室單元縫隙之下的擋板的為體發(fā)射器和防止沼泡進(jìn)入沉淀區(qū)，否則將引起沉淀區(qū)的絮動(dòng)，會(huì)阻礙顆粒沉淀。包含一些剩余固體和污泥顆粒的液體經(jīng)過(guò)分離器縫隙進(jìn)入沉淀區(qū)。

由于分離器的斜壁沉淀區(qū)的過(guò)流面積在接近水面時(shí)增加，因此上升流速在接近放點(diǎn)降低。由于流速降低污泥絮體在沉淀區(qū)可以絮凝和沉淀。累積在三相分離器上的污泥絮體在一定程度上將超過(guò)其保持在斜壁上的摩擦力，其將滑回反應(yīng)區(qū)，這部分污泥又將與進(jìn)水機(jī)物發(fā)生反應(yīng)。

附屬設(shè)備

1、剩余沼燃燒器

一般不允許將剩余沼向空中放，以防污染大。在確剩余沼法利用時(shí)，可安裝余燃燒器將其燒掉。燃燒器應(yīng)裝在安地區(qū)，并應(yīng)在其前安裝閥門(mén)和阻火器。剩余體燃燒器，是—種安裝置，要能自動(dòng)點(diǎn)火和自動(dòng)滅火。剩余體燃燒器和消化池蓋、或貯柜之間的距離，一般至少需要15m，并應(yīng)設(shè)置在容易監(jiān)視的開(kāi)闊地。

2、保溫加熱設(shè)備

厭氧消化像其他生物處理工藝一樣受溫度影響很大，厭氧工藝受溫度影響更加突出。中溫厭氧消化的溫度范圍從30～35℃，可以計(jì)算在20℃和10℃的消化速率大約分別是30℃下值的35%和12%。所以，加溫和保溫的重要性是不言而喻的。如果工或附近可利用的廢熱或者需要從出水中間收效量，則安裝熱交換器是必要的。

UASB厭氧反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)：

廢水厭氧生物技術(shù)由于其巨大的處理能力和潛在的空間，一直是水處理技術(shù)研究的熱點(diǎn)。從傳統(tǒng)的厭氧接觸工藝發(fā)展到現(xiàn)今流行的UASB工藝，廢水厭氧處理技術(shù)已日趨成熟。隨著發(fā)展與資源、能耗、占地等因素間矛盾的進(jìn)一步突出，現(xiàn)的厭氧工藝又面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，尤其是如何處理發(fā)展帶來(lái)的大量高濃度機(jī)廢水，使得研發(fā)技術(shù)更優(yōu)化的厭氧工藝非常必要。內(nèi)循環(huán)厭氧處理技術(shù)（以下簡(jiǎn)稱IC厭氧技術(shù)）就是在這一背景下產(chǎn)生的處理技術(shù)，它是20世紀(jì)80年代中期由荷蘭PAQUES研發(fā)成功，并推入廢水處理工程市場(chǎng)，目前已成功于土豆加工、啤酒、食品和檸檬酸等廢水處理中。實(shí)踐證明，該技術(shù)去除機(jī)物的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)普通厭氧處理技術(shù)（如UASB），而且IC反應(yīng)器容積小、投資少、、，是一種值得推廣的厭氧處理技術(shù)。

升流式厭氧污泥床(Upflow Anaerobic Sludge Bed，簡(jiǎn)稱UASB)，是由荷蘭的Lettinga教授等在20世紀(jì)70年 代時(shí)開(kāi)發(fā)的厭氧生物反應(yīng)器。反應(yīng)器工作時(shí)，污水經(jīng)過(guò)均勻布水進(jìn)人反應(yīng)器底部，污水自下而上地通過(guò)厭氧污泥床反應(yīng)器。

UASB厭氧反應(yīng)器三個(gè)重要的前提：

① 應(yīng)器內(nèi)形成沉降性能良好的顆粒污泥或絮狀污泥；

② 產(chǎn)和進(jìn)水的均勻分布所形成的良好的自然攪拌；

③ 設(shè)計(jì)的三相分離器，能使沉淀性能良好的污泥保留在反應(yīng)器內(nèi)。良好的顆粒污泥床的形成，使得機(jī)負(fù)荷和去除率髙，不需要攪拌，能適應(yīng)負(fù)荷沖擊和溫度與pH值的變化。

UASB厭氧反應(yīng)器具如下的主要特點(diǎn)：

① 污泥的顆粒化使反應(yīng)器內(nèi)的平均濃度達(dá)50 gVSS/L以上，污泥齡一般為30天以上；

② 反應(yīng)器的水力停留吋間相應(yīng)較短；

③ 反應(yīng)器具很髙的容積負(fù)荷；

④ 不僅適合于處理髙、中濃度的機(jī)工業(yè)廢水，也適合于處理低濃度的城市污水；

⑤ UASB厭氧反應(yīng)器集生物反應(yīng)和沉淀分離于一體，；

⑥ 滯設(shè)置填料，節(jié)省了，提髙了容積利用率；

⑦ 一般也需設(shè)置攪拌設(shè)備，上升水流和沼產(chǎn)生的上升流起到攪拌；

⑧ 構(gòu)造簡(jiǎn)單，方便。

太原市UASB厭氧反應(yīng)器

UASB工作原理：

UASB由污泥反應(yīng)區(qū)、液固三相分離器(包括沉淀區(qū))和室三部分組成。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機(jī)物，把它轉(zhuǎn)化為沼。沼以微小泡形式不斷放出，微小泡在上升過(guò)程中，不斷合并，逐漸形成較大的泡，在污泥床上部由于沼的攪動(dòng)形成一個(gè)污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進(jìn)入三相分離器，沼碰到分離器下部的反射板時(shí)，折向反射板的四周，然后穿過(guò)水層進(jìn)入室，集中在室沼，用導(dǎo)管導(dǎo)出，固液混合液經(jīng)過(guò)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，并在重力下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼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，然后出污泥床。

基本要求:

(1)為污泥絮凝提供利的物理、化學(xué)和力學(xué)條件，使厭氧污泥獲得并保持良好的沉淀性能;

(2)良好的污泥床常可形成一種相當(dāng)穩(wěn)定的生物相，保持定的微生態(tài)環(huán)境，能抵抗較強(qiáng)的擾動(dòng)力，較大的絮體具良好的沉淀性能，從而提高設(shè)備內(nèi)的污泥濃度;

(3)通過(guò)在污泥床設(shè)備內(nèi)設(shè)置一個(gè)沉淀區(qū)，使污泥細(xì)顆粒在沉淀區(qū)的污泥層內(nèi)進(jìn)一步絮凝和沉淀，然后回流入污泥床內(nèi)。

UASB內(nèi)的流態(tài)和污泥分布

UASB內(nèi)的流態(tài)相當(dāng)復(fù)雜，反應(yīng)區(qū)內(nèi)的流態(tài)與產(chǎn)量和反應(yīng)區(qū)高度相關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，反應(yīng)區(qū)下部污泥層內(nèi)，由于產(chǎn)的結(jié)果，部分?jǐn)嗝嫱ㄟ^(guò)的量較多，形成一股上升的流，帶動(dòng)部分混合液(指污泥與水)作向上運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，這股、水流周?chē)慕橘|(zhì)則向下運(yùn)動(dòng)，造成逆向混合，這種流態(tài)造成水的短流。在遠(yuǎn)離這股上升、水流的地方容易形成死角。在這些死角處也具一定的產(chǎn)量，形成污泥和水的緩慢而微弱的混合，所以說(shuō)在污泥層內(nèi)形成不同程度的混合區(qū)，這些混合區(qū)的大小與短流程度關(guān)。懸浮層內(nèi)混合液，由于體幣的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)液體以較高速度上升和下降，形成較強(qiáng)的混合。在產(chǎn)量較少的情況下，時(shí)污泥層與懸浮層明顯的界線，而在產(chǎn)量較多的情況下，這個(gè)界面不明顯。關(guān)試驗(yàn)表明，在沉淀區(qū)內(nèi)水流呈推流式，但沉淀區(qū)仍然還死區(qū)和混合區(qū)。

UASB內(nèi)污泥濃度與設(shè)備的機(jī)負(fù)荷率關(guān)。是處理制糖廢水試驗(yàn)時(shí)，UASB內(nèi)污泥分布與負(fù)荷的關(guān)系。從圖中可看出污泥層污泥濃度比懸浮層污泥濃，懸浮層的上下部分污泥濃度差較小，說(shuō)明接近完混合型流態(tài)，反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥的頒，當(dāng)機(jī)負(fù)荷很高時(shí)污泥層和懸浮層分界不明顯。試驗(yàn)表明，污水通過(guò)底部0.4-0.6m的高度，已90%的機(jī)物被轉(zhuǎn)化。由此可見(jiàn)厭氧污泥具高的活性，改變了以來(lái)認(rèn)為厭氧處理過(guò)程進(jìn)行緩慢的概念。在厭氧污泥中，積累大量高活性的厭氧污泥是這種設(shè)備具巨大處理能力的主要原因，而這又歸于污泥具良好的沉淀性能。

UASB具高的容積機(jī)負(fù)荷率，其主要原因是設(shè)備內(nèi)，別是污泥層內(nèi)保大量的厭氧污泥。工藝的穩(wěn)定性和性很大程度上取決于生成具優(yōu)良沉降性能和很高甲烷活性的污泥，尤其是顆粒狀污泥。與此相反，如果反應(yīng)區(qū)內(nèi)的污泥以松散的絮凝狀體存在，往往出現(xiàn)污泥上浮流失，使UASB不能在較高的負(fù)荷下穩(wěn)定。

根據(jù)UASB內(nèi)污泥形成的形態(tài)和達(dá)到的COD容積負(fù)荷，可以將污泥顆?；^(guò)程大致分為三個(gè)期:

(1)接種啟動(dòng)期:從接種污泥開(kāi)始到污泥床內(nèi)的COD容積負(fù)荷達(dá)到5kgCOD/m3.d左右，此期污泥沉降性能一般;

(2)顆粒污泥形成期:這一期的點(diǎn)是小顆粒污泥開(kāi)始出現(xiàn)，當(dāng)污泥床內(nèi)的總SS量和總VSS量降至?xí)r本期即告結(jié)束，這一期污泥沉降性能不太好;

(3)顆粒污泥成熟期:這一期的點(diǎn)是顆粒污泥大量形成，由下為上逐步充滿整個(gè)UASB。當(dāng)污泥床容積負(fù)荷達(dá)到16kgCOD/m3.d以上時(shí)，可以認(rèn)為顆粒污泥已培養(yǎng)成熟。該期污泥沉降性很好。

UASB工藝的優(yōu)缺點(diǎn)

UASB的主要優(yōu)點(diǎn)是:

1、UASB內(nèi)污泥濃，平均污泥濃度為20-40gVSS/1;

2、機(jī)負(fù)荷高，水力停留時(shí)間短，采用中溫發(fā)酵時(shí)，容積負(fù)荷一般為10kgCOD/m3.d左右;

3、混合攪拌設(shè)備，靠發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的沼的上升運(yùn)動(dòng)，使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài)，對(duì)下部的污泥層也一定程度的攪動(dòng);

4、污泥床不填載體，節(jié)省造價(jià)及避免因填料發(fā)生堵賽問(wèn)題;

5、UASB內(nèi)設(shè)三相分離器，通常不設(shè)沉淀池，被沉淀區(qū)分離出來(lái)的污泥重新回到污泥床反應(yīng)區(qū)內(nèi)，通常可以不設(shè)污泥回流設(shè)備。

主要缺點(diǎn)是:

1、進(jìn)水中懸浮物需要適當(dāng)控制，不宜過(guò)高，一般控制在100mg/l以下;

2、污泥床內(nèi)短流現(xiàn)象，影響處理能力;

3、對(duì)水質(zhì)和負(fù)荷突然變化較敏感，耐沖擊力稍差。

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