珠海市UASB厭氧反應器

　　厭氧生化法的基本

　　廢水厭氧生物處理是環(huán)境工程與能源工程中的一項重要技術，是機廢水強力的處理方法之一。

　　七個方面的優(yōu)點：

　　●

　　● 能耗低

　　● 負荷高

　　● 剩余污泥量少

　　● 氮、磷營養(yǎng)需要量較少

　　● 厭氧處理過程一定殺菌，可以殺死廢水與污水中的寄生蟲、病毒等

　　● 厭氧活性污泥可以儲存，厭氧反應器可以季節(jié)性或間歇性運轉(zhuǎn)。

　　厭氧生化法的范圍

　　●機污泥處理

　　●高濃度機廢水

　　●中、低濃度機廢水

　　●城市廢水處理

　　厭氧生化法的基本原理

　　基本定義：廢水厭氧生物處理是指在分子氧條件下通過厭氧生物(包括兼氧生物)的，將廢水中的各種復雜機物分子轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳等物質(zhì)的過程，稱為厭氧消化。

　　污水厭氧生物處理是在氧的條件下利用厭氧微生物的降解使污水中機物質(zhì)達到凈化的處理方法。在氧的條件下，污水中的厭氧細菌把碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等機物分解生成機酸，然后在甲烷菌的下，進一步發(fā)酵形成甲烷、二氧化碳和氫等，從而使污水得到凈化。是生活污水污泥、高濃度機物工業(yè)廢水和糞便等良好的處理方法之一。

　　厭氧消化處理分為三個階段：

　　一階段：水解酸化階段

　　二階段：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段

　　三階段：產(chǎn)甲烷階段

　　厭氧塔工作原理

　　概述

　　厭氧反應器實際是將厭氧生物濾池AF與升流式厭氧污泥反應器UASB組合在一起，因此又稱為UBF反應器。厭氧復合床反應器下部為污泥懸浮層，而上部則裝填料?？梢钥醋鍪菍⑸魇絽捬跎餅V池的填料層厚度適當減小，在池底布水與填料層之間留出一定的空間，以便懸浮狀態(tài)的顆粒污泥能在其中生長積累，因此又構成一個UASB處理工藝。當污水依此通過懸浮污泥層及填料層，機物將與污泥層顆粒污泥及填料生物膜上的微生物接觸并被分解掉。

　　工作原理

　　經(jīng)過調(diào)節(jié)pH和溫度的廢水入反應器底部的混合區(qū)，并與來自外循環(huán)回流的泥水混合液充分混合后進入顆粒污泥膨脹床區(qū)進行COD生化降解，此處的COD容積負荷很高，大部分進水COD在此處被降解，產(chǎn)生大量沼。由于沼泡形成過程中對液體做的膨脹功產(chǎn)生了提的，使得沼、污泥和水的混合物上升，經(jīng)過填料區(qū)的降解后，混合液至反應器部的三相分離器，沼在該處與泥水分離后并被導出處理。泥水混合物則沿擋泥板下降至反應器底部的混合區(qū)，并于進水充分混合后再次進入污泥膨脹床區(qū)，形成所謂內(nèi)循環(huán)。根據(jù)不同的進水COD負荷和反應器的不同構造，外循環(huán)回流量可達進水流量的0.5-10倍。經(jīng)膨脹床處理后的廢水除一部分參與循環(huán)外，其余污水繼續(xù)上升，污水進入填料區(qū)進行剩余COD降解與產(chǎn)沼過程，提高和了出水水質(zhì)。由于大部分COD已經(jīng)被降解，所以填料區(qū)的COD負荷較低，產(chǎn)量也較小。該處產(chǎn)生的沼也是由三相分離器收集，通過集管導出處理。經(jīng)過填料區(qū)處理后的廢水經(jīng)三相分離器后，上清液經(jīng)出水區(qū)走，顆粒污泥則返回污泥床。

　　厭氧塔部件組成及點

　　UBF的組成：厭氧塔塔塔體為玻璃鋼整體纏繞的圓筒型塔體，分段連接法蘭。具體結(jié)構由塔體、布水、污泥床、生物載體區(qū)、三相分離器、浮渣速裝置和回流等組成。

　　UBF反應器點可歸納為：

　　(1) UBF反應器， 集厭氧生物濾池(AF)與升流式厭氧污泥反應器(UASB)，和沉淀于一體。

　　(2) UBF反應器的大點是能在反應器內(nèi)形成顆粒污泥，使反應器內(nèi)平均污泥濃度達到30～40g/L,底部污泥濃度可高達60～80g/L。

　　(3) UBF反應器具很高的容積負荷，一般為10～20kgCODCr/(m3·d)，可達30kgCODcr/(m3·d)。而且水力停留時間短，通常采用中溫厭氧消化，時可以在常溫下。

　　(4)反應器內(nèi)設三相分離器，在沉淀區(qū)分離的污泥能自動回流到反應區(qū)，而切還增加了回流裝置。并利用自身產(chǎn)生的沼和進水水流來實現(xiàn)攪拌混合，也不需要混合攪拌設備。因此，簡化了工藝環(huán)節(jié)和減少了工藝設備，維護較簡單。

　　(5) UBF反應器內(nèi)設生物載體區(qū)，是一種懸浮生長型和附著生長的厭氧消化方法，厭氧復合床反應器(UBF)與厭氧生物濾池相比，減少了填料層的高度，也就減少了濾池被堵塞的可能性;與UASB法相比，填料層既是厭氧微生物的載體，又可截留水流中的懸浮厭氧活性污泥碎片，從而能使厭氧反應器保持較高的微生物量，并使出水水質(zhì)得到。

　　厭氧復合床反應器綜合了厭氧生物濾池與升流式厭氧污泥反應器的優(yōu)點，克服了它們的缺點，不但增加了生物量，而且提高了反應區(qū)的容積利用率，反應器的總高度可大于10m，從而減少了占地面積，處理能力也較大提高。

　　反應器采用玻璃鋼材質(zhì)，一次整體纏繞工藝成型，制作方便、強、、、、、、。

　　反應器可配備在線分析儀、PH控制計、差壓變送器、壓力傳感器、流量傳感器、電導率儀、液位控制計、電磁閥、變頻器及控制柜等組成的控制，以上控制情況均以數(shù)字形式顯示在顯示器界面上，使管理人員一目了然，并故障報警，便于管理與維護。

　　厭氧塔的管理

　　1.厭氧生物處理設施管理應該注意的問題

　　(1) 當被處理污水濃度較高(CODCr值大于5000mg/L)時，必須采取回流的方式，回流比根據(jù)具體情況確定，效的回流，不僅可以降低進水濃度，還可以增大進水量，處理設施內(nèi)的水流分布均勻，避免出現(xiàn)短流現(xiàn)象?；亓鬟€可以防止進水濃度和厭氧反應器內(nèi)pH值的劇烈波動，使厭氧反應平穩(wěn)進行，也就是說可以減少厭氧反應對堿度的需求量，降低。厭氧反應是產(chǎn)能過程，出水溫于進水.因此冬季溫低時，反應器內(nèi)的溫度恒定，盡可能使厭氧微生在其適宜溫度下活動。

　　(2)一般的工業(yè)廢水溫度難以達到35℃，需要加熱(尤其在冬季)。因此，為節(jié)約加溫所需能量，一方面要注意保溫(包括采取加大回流量等措施)，盡可能防止反應器熱量散失，另一方而要充分發(fā)揮反應器內(nèi)污泥濃度較大的點，盡可能提高反應器內(nèi)污泥濃度，減弱溫度對厭氧反應的影響。

　　(3)沼要及時效地出。厭氧消化過程必定伴隨著沼的產(chǎn)生，沼對污泥可以起到攪拌和，促進污水與污泥的混合接觸，這是其利的一面。同時，沼的存在也會起到類似浮渣的，沼向上溢出時將部分污泥帶到液面，導致浮渣的產(chǎn)生和出水中懸浮物含量增加及水質(zhì)變差。因此，要設置體擋板和集罩，將沼從厭氧消化裝置內(nèi)引出，在出水堰附近留足夠的沉淀區(qū)，以出水水質(zhì)。

　　(4)污泥負荷要適當。為保持厭氧消化過程三個階段的平衡，使揮發(fā)性脂肪酸等中間產(chǎn)物的生成與消耗平衡，防止酸積累導致pH值下降，進水機負荷不宜過高，一般不0.5kgCODcr/(kgMLSS·d)?？梢酝ㄟ^提高反應器內(nèi)污泥濃度，在保持相對較低的污泥負荷條件下，獲得較高的容積負荷。一般來說，厭氧消化裝置的容積負荷都在5kg CODcr/(m3·d)以上，甚至高達50kg CODcr/( m3·d)。

　　(5)當被處理污水懸浮物濃度較大(一般指1000mg/L以上)時，就應當對污水進行沉淀、過濾、或浮選等適當?shù)念A處理，以降低進水的懸浮物含量，防止填料層堵塞。一般AF的進水懸浮物不超過200mg/L，但如果懸浮物可以生物降解而且均勻分散在污水中，則懸浮物對AF幾乎不產(chǎn)生不利影響。

　　(6)要充分創(chuàng)造厭氧環(huán)境。氧是厭氧微生物正?；顒拥那疤?，甲烷菌則必須在的厭氧環(huán)境下才能率發(fā)揮。在污水提升進入?yún)捬跸b置、出水回流等環(huán)節(jié)都要盡可能避免與空的接觸，盡可能減少與空接觸的機會。如水流過程中盡量不要出現(xiàn)跌水、攪動等現(xiàn)象，調(diào)節(jié)池、回流池等要加蓋封閉，污水提升不要使用提泵。厭氧反應構筑物好經(jīng)過密試驗，確保嚴密滲漏。

珠海市UASB厭氧反應器

　　2.厭氧生物反應器的

　　(1)氧化還原電位：利用測定氧化還原電位的方法判定厭氧反應器內(nèi)的多個氧化還原組分是否平衡狀態(tài)，雖然這種方法可靠性較差，但由于氧化還原電位測定簡單，和其他監(jiān)測指標結(jié)合起來，一定的指導意義。

　　(2)丙酸鹽和乙酸鹽濃度比：如果厭氧反應器機負荷超過正常范圍，在其他參數(shù)發(fā)生變化之前，丙酸鹽和乙酸鹽濃度之比會立即升高。因此可以將丙酸鹽和乙酸鹽濃度之比作為厭氧反應器超負荷引起異常的靈敏而可靠的警示指標。

　　(3)揮發(fā)性酸VFA：揮發(fā)性酸的異常升高是厭氧反應器中產(chǎn)甲烷菌代謝受到抑制的指標。

　　(4)苯乙suan：苯乙suan是降解芳香組氨基酸和木質(zhì)素等大分子機物產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，當處理含這類污染物的污水時，厭氧處理出水中苯乙suan含量是比揮發(fā)性酸更為敏感的反映厭氧反應器狀態(tài)的指標。

　　(5)甲硫醇：甲硫醇味獨，即使含很低，人們也能憑嗅覺感覺出來。甲硫醇含量突然增加(味突然出現(xiàn)或加大)往往表明進水中氯代烴類毒物質(zhì)含量突然增加。

　　(6)一氧化碳CO:：CO的產(chǎn)生與甲烷的產(chǎn)生密切相關，CO難溶于水，可以實現(xiàn)在線監(jiān)測。相中CO的含量和液相中乙酸鹽的濃度良好的相關性，CO的含量變化與重金屬和由機毒性所引起的抑制也關系。

　　3.厭氧生物反應器維持率的基本條件

　　(1)適宜的pH值：為使厭氧順利進行，反應器中的pH值必須在6.5～8.2之間。

　　(2)充足的常規(guī)營養(yǎng)：反應器內(nèi)氮的濃度必須在40～70mg/L范圍內(nèi)才能滿足需要，而磷和硫化物維持較低的濃度即可滿足需要。甲烷菌對硫化物和磷專性需要，必須在反應器內(nèi)其含量，時需要向進水中投加磷肥和硫酸鹽。

　　(3)必要的微量專性營養(yǎng)元素：對甲烷菌激活的專性營養(yǎng)元素鐵、鈷、鎳、鋅、錳、鉬、銅甚至硒、硼等很多種，缺少其中一種就可能嚴重影響整個生物處理過程。

　　(4)合適的溫度：厭氧反應一般在30～37℃的中溫條件下。

　　(5)對毒性適應能力：必須完成厭氧微生物對毒物質(zhì)適應性的馴化。

　　(6)充足的代謝時間：要同時厭氧生物處理的水力停留時間HRT和固體停留時間SRT。

　　(7)適量的碳源：來自進水中的機物要滿足異養(yǎng)型甲烷菌用于生物合成所需要的碳源，同時反應器內(nèi)的溶解性C02要滿足自養(yǎng)型甲烷菌所需要的碳源。

　　(8)污染物向微生物的傳質(zhì)良好：厭氧生物反應器內(nèi)的顆粒污泥在流化狀態(tài)下傳質(zhì)能力較好，但生物量過多積累或使用厭氧生物膜法時生物膜過厚都可能產(chǎn)生傳質(zhì)問題，要定期出剩余生物污泥或提高回流比減少部分傳質(zhì)阻力。