長沙市UASB厭氧反應器
UASB內(nèi)污泥濃度與設備的機負荷率關,。是處理制糖廢水試驗時,，UASB內(nèi)污泥分布與負荷的關系,。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，說明接近完混合型流態(tài),，反應區(qū)內(nèi)污泥的頒,，當機負荷很高時污泥層和懸浮層分界不明顯

長沙市UASB厭氧反應器

UASB內(nèi)的流態(tài)相當復雜，反應區(qū)內(nèi)的流態(tài)與產(chǎn)氣量和反應區(qū)高度相關,，一般來說,，反應區(qū)下部污泥層內(nèi),，由于產(chǎn)氣的結(jié)果，部分斷面通過的氣量較多,，形成一股上升的氣流,，帶動部分混合液(指污泥與水)作向上運動。與此同時,，這股氣,、水流周圍的介質(zhì)則向下運動，造成逆向混合,，這種流態(tài)造成水的短流,。在遠離這股上升氣、水流的地方容易形成死角,。在這些死角處也具一定的產(chǎn)氣量,，形成污泥和水的緩慢而微弱的混合，所以說在污泥層內(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,。

UASB內(nèi)污泥濃度與設備的機負荷率關。是處理制糖廢水試驗時,，UASB內(nèi)污泥分布與負荷的關系,。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,，說明接近完混合型流態(tài),，反應區(qū)內(nèi)污泥的頒，當機負荷很高時污泥層和懸浮層分界不明顯,。試驗表明,，污水通過底部0.4-0.6m的高度，已90%的機物被轉(zhuǎn)化,。由此可見厭氧污泥具高的活性，改變了以來認為厭氧處理過程進行緩慢的概念,。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具高的容積機負荷率,，其主要原因是設備內(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不能在較高的負荷下穩(wěn)定運行,。

UASB的設計

UASB的工藝設計主要是計算UASB的容積,、產(chǎn)氣量,、剩余污泥量,、營養(yǎng)需求的平衡量。

UASB的池形狀圓形,、方形,、矩形。污泥床高度一般為3-8m,，多用鋼筋混凝土建造。當污水機物濃度比較高時,，需要的沉淀區(qū)與反應區(qū)的容積比值小,，反應區(qū)的面積可采用與沉淀區(qū)相同的面積和池形,。當污水機物濃度低時，需要的沉淀面積大,，為了反應區(qū)的一定高度，反應區(qū)的面積不能太大時,，則可采用反應區(qū)的面積小于沉淀區(qū)，即污泥床上部面積大于下部的池形,。

氣液固三相分離器是UASB的重要組成部分,，它對污泥床的正常運行和獲良好的出水水質(zhì)起十分重要的,，因此設計時應給予別的重視。根據(jù)經(jīng)驗,，三相分離器應滿足以下幾特點要求:

1,、混和液進入沉淀區(qū)之關，必須將其中的氣泡予以脫出,，防止氣泡進入沉淀區(qū)影響沉淀;

2,、沉淀器斜壁角度約可大于45度角;

3、沉淀區(qū)的表面水力負荷應在0.7m3/m2.h以下,，進入沉淀區(qū)前，通過沉淀槽低縫的流速不大于2m/m2.h;

4,、處于集氣器的液一氣界面上的污泥要很好地使之浸沒于水中;

5,、應防止集氣器內(nèi)產(chǎn)生大量泡沫。

2,、3兩個條件可以通過適當選擇沉淀器的深度-面積比來加以滿足。

對于低濃度污水,，主要用限制表面水力負荷來控制;對于中等濃度和高濃度污水，在高負荷下,，單位橫截面上釋放的氣體體積可能成為一個臨界指,。但是直到現(xiàn)在內(nèi)外所取得的成果表明，只要負荷率不過20kgCOD/m3.d,，UASB高度尚未見到大于10m的報道,，三代厭氧反應器除外。

污泥與液體的分離基于污泥絮凝,、沉淀和過濾,。所以在運行操作過程中，應該盡可能創(chuàng)造污泥能夠形成絮凝沉降的水力條件,，使污泥具良好的絮凝,、沉淀性能,，不對于分離器的工作是具重要意義，對于整個機物去除率更加關重要,。

別要注意避免氣泡進入沉淀區(qū)，要使固--液進入沉淀區(qū)之前就與氣泡很好分離,。在氣--液表面上形成浮渣能迫使一些氣泡進入沉淀區(qū),，所以在設計中必須事先就考慮到:

(1)采用適當?shù)募夹g措施,，盡可能避免浮渣的形成條件，防范浮渣層的形成;

(2)必須要沖散浮渣的設施或裝置,，在污泥反應區(qū)一旦出現(xiàn)浮渣的情況下，能夠及時破壞浮渣層的形成,，或能夠及時排除浮渣。

如上所述,，UASB中污水與污泥的混合是靠上升的水流和發(fā)酵過程中產(chǎn)生的氣泡來完成的,。因此,，一般采用多特點進水,，使進水均勻地分布在床斷面上，其中的關鍵是要均勻--勻速,、勻量。

UASB容積的計算一般按機物容積負荷或水力停留時間進行,。設計時可通過試驗決定參數(shù)或參考同類廢水的設計和運行參數(shù),。

UASB的啟動

1、污泥的馴化

UASB設備啟動的難特點是獲得大量沉降性能良好的厭氧顆粒污泥,。加以馴化，一般需要3-6個月,，如果靠設備自身積累,，投產(chǎn)期長可長達1-2年。實踐表明,，投加少量的載體，利于厭氧菌的附著,，促進初期顆粒污泥的形成;比重大的絮狀污泥比輕的易于顆?；?比甲烷活性高的厭氧污泥可縮短啟動期,。

2、啟動操作要特點

(1)應一次投加足夠量的接種污泥;

(2)啟動初期從污泥床流出的污泥可以不予回流,，以使別輕的和細碎污泥跟懸浮物連續(xù)地從污泥床排出體外,，使較重的活性污泥在床內(nèi)積累，并促進其增殖逐步達到顆?；?

(3)啟動開始廢水COD濃度較低時,，未必就能讓污泥顆粒化速度加快;

(4)初污泥負荷率一般在0.1-0.2kgCOD/kgTSS.d左右比較合適;

(5)污水中原來存在的和厭氧分解出來的多種揮發(fā)酸未能效分解之前,，不應隨意提高機容積負荷,，這需要跟蹤觀察和水樣化驗;

(6)可降解的COD去除率達到70-80%左右時，可以逐步增加機容積負荷率;

(7)為促進污泥顆?；?，反應區(qū)內(nèi)的小空塔速度不可低于1m/d，采用較高的表面水力負荷利于小顆粒污泥與污泥絮凝分開,，使小顆粒污泥凝并為大顆粒。

UASB工藝的優(yōu)缺特點

UASB的主要優(yōu)點是:

1,、UASB內(nèi)污泥濃,，平均污泥濃度為20-40gVSS/1;

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

3、混合攪拌設備,，靠發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣的上升運動，使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài),，對下部的污泥層也一定程度的攪動;

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

5、UASB內(nèi)設三相分離器，通常不設沉淀池,，被沉淀區(qū)分離出來的污泥重新回到污泥床反應區(qū)內(nèi),，通?？梢圆辉O污泥回流設備。

主要缺特點是:

1,、進水中懸浮物需要適當控制,，不宜過高，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,、對水質(zhì)和負荷突然變化較敏感,，耐沖擊力稍差,。

UASB工藝近年來在內(nèi)外發(fā)展很快，面很寬,，在各個行業(yè)都,，性規(guī)模不等。實踐證明,，它是污水實現(xiàn)資源化的一種技術成熟可行的污水處理工藝,，既解決了環(huán)境污染問題，又能取得較好的效益,，具廣闊的空間。

UASB反應器廢水被盡可能均勻的引入反應器的底部,，污水向上通過包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床,。厭氧反應發(fā)生在廢水和污泥顆粒接觸的過程。在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼氣（主要是甲烷和二氧化碳）引起了內(nèi)部的循環(huán),，這對于顆粒污泥的形成和維持利,。在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上，附著和沒附著的氣體向反應器部上升,。上升到表面的污泥撞擊三相反應器氣體發(fā)射器的底部,，引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。氣泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面,，附著和沒附著的氣體被收集到反應器部的三相分離器的集氣室,。

UASB反應器中的厭氧反應過程與其他厭氧生物處理工藝一樣，包括水解,，酸化,，產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷等,。通過不同的微生物參與底物的轉(zhuǎn)化過程而將底物轉(zhuǎn)化為終產(chǎn)物——沼氣、水等機物

在厭氧消化反應過程中參與反應的厭氧微生物主要以下幾種：

① 解—發(fā)酵(酸化)細菌,，它們將復雜結(jié)構(gòu)的底物水解發(fā)酵成各種機酸,，乙醇，糖類,，氫和二氧化碳,；

② 乙酸化細菌，它們將*步水解發(fā)酵的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為氫,、乙酸和二氧化碳,；

③ 產(chǎn)甲烷菌，它們將簡單的底物如乙酸,、甲醇和二氧化碳,、氫等轉(zhuǎn)化為甲烷 。

長沙市UASB厭氧反應器

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