詳細介紹
黃山市UASB厭氧反應(yīng)器
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)氣量和反應(yīng)區(qū)高度相關(guān),,一般來說,反應(yīng)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(guān)。
UASB內(nèi)污泥濃度與設(shè)備的機負荷率關(guān),。是處理制糖廢水試驗時,,UASB內(nèi)污泥分布與負荷的關(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,,說明接近完混合型流態(tài),反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥的頒,,當(dāng)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(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具高的容積機負荷率,,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不能在較高的負荷下穩(wěn)定運行。
UASB的設(shè)計
UASB的工藝設(shè)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(dāng)污水機物濃度比較高時,,需要的沉淀區(qū)與反應(yīng)區(qū)的容積比值小,,反應(yīng)區(qū)的面積可采用與沉淀區(qū)相同的面積和池形。當(dāng)污水機物濃度低時,,需要的沉淀面積大,,為了反應(yīng)區(qū)的一定高度,反應(yīng)區(qū)的面積不能太大時,,則可采用反應(yīng)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(shè)計時應(yīng)給予別的重視。根據(jù)經(jīng)驗,,三相分離器應(yīng)滿足以下幾特點要求:
1,、混和液進入沉淀區(qū)之關(guān),,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(yīng)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(yīng)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(dāng)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(yīng)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(yīng)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(guān)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(shè)計中必須事先就考慮到:
(1)采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)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(shè)施或裝置,,在污泥反應(yīng)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(guān)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(shè)計時可通過試驗決定參數(shù)或參考同類廢水的設(shè)計和運行參數(shù),。
UASB的啟動
1、污泥的馴化
UASB設(shè)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(shè)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(yīng)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?;俣燃涌?
(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(yīng)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?;磻?yīng)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、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(shè)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(shè)三相分離器,,通常不設(shè)沉淀池,,被沉淀區(qū)分離出來的污泥重新回到污泥床反應(yīng)區(qū)內(nèi),通??梢圆辉O(shè)污泥回流設(shè)備。
主要缺點是:
1,、進水中懸浮物需要適當(dāng)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(shù)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(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(yīng)器部上升,。上升到表面的污泥撞擊三相反應(yīng)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(yīng)器部的三相分離器的集氣室。
UASB反應(yīng)器中的厭氧反應(yīng)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(yīng)過程中參與反應(yīng)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(fù)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 ,。
黃山市UASB厭氧反應(yīng)器
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