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山東明基環(huán)保設(shè)備有限公司 |
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常德市UASB厭氧反應(yīng)器
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)定運(yùn)行,。
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,，可以將污泥顆粒化過(guò)程大致分為三個(gè)運(yùn)行期:
(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,，此運(yùn)行期污泥沉降性能一般;
(2)顆粒污泥形成期:這一運(yùn)行期的特點(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量降低時(shí)本運(yùn)行期即告結(jié)束，這一運(yùn)行期污泥沉降性能不太好;
(3)顆粒污泥成熟期:這一運(yùn)行期的特點(diǎn)是顆粒污泥大量形成,，由下上逐步充滿(mǎn)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,。該運(yùn)行期污泥沉降性很好,。
外設(shè)沉淀池防止污泥流失
在UASB內(nèi)雖氣液固三相分離器，混合液進(jìn)入沉淀區(qū)前已把氣體分離,，但由于沉淀區(qū)內(nèi)的污泥仍具較高的產(chǎn)甲烷活性,，繼續(xù)在沉淀區(qū)內(nèi)產(chǎn)氣;或者由于沖擊負(fù)荷及水質(zhì)突然變化，可能使反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥膨脹,，結(jié)果沉淀區(qū)固液分離不佳,，發(fā)生污泥流失而影響了水質(zhì)和污泥床中污泥濃度。為了減少出水所帶的懸浮物進(jìn)入水體,，外部另設(shè)一沉淀池,，沉淀下來(lái)的污泥回流到污泥床內(nèi)。
設(shè)置外部沉淀池的好處是:
(1)污泥回流可加速污泥的積累,，縮短啟動(dòng)周期;
(2)去除懸浮物,，改善出水水質(zhì);
(3)當(dāng)偶爾發(fā)生大量漂泥時(shí)，提高了可見(jiàn)性,，能夠及時(shí)回收污泥保持工藝的穩(wěn)定性;
(4)回流污泥可作進(jìn)一步分解,，可減少剩余污泥量,。
UASB的工藝設(shè)計(jì)主要是計(jì)算UASB的容積、產(chǎn)氣量,、剩余污泥量,、營(yíng)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(jī)物濃度比較高時(shí),，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(jī)物濃度低時(shí),，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(shí),，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(duì)污泥床的正常運(yùn)行和獲良好的出水水質(zhì)起十分重要的,，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)給予別的重視。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),，三相分離器應(yīng)滿(mǎn)足以下幾特點(diǎn)要求:
1,、混和液進(jìn)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(jìn)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(fù)荷應(yīng)在0.7m3/m2.h以下,，進(jìn)入沉淀區(qū)前,，通過(guò)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(méi)于水中;
5,、應(yīng)防止集氣器內(nèi)產(chǎn)生大量泡沫,。
2、3兩個(gè)條件可以通過(guò)適當(dāng)選擇沉淀器的深度-面積比來(lái)加以滿(mǎn)足,。
對(duì)于低濃度污水,，主要用限制表面水力負(fù)荷來(lái)控制;對(duì)于中等濃度和高濃度污水，在高負(fù)荷下,，單位橫截面上釋放的氣體體積可能成為一個(gè)臨界指,。但是直到現(xiàn)在內(nèi)外所取得的成果表明,，只要負(fù)荷率不過(guò)20kgCOD/m3.d，UASB高度尚未見(jiàn)到大于10m的報(bào)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(guò)濾,。所以在運(yùn)行操作過(guò)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(duì)于分離器的工作是具重要意義，對(duì)于整個(gè)機(jī)物去除率更加關(guān)重要,。
別要注意避免氣泡進(jìn)入沉淀區(qū),，要使固--液進(jìn)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(jìn)入沉淀區(qū),，所以在設(shè)計(jì)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(shí)破壞浮渣層的形成，或能夠及時(shí)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(guò)程中產(chǎn)生的氣泡來(lái)完成的。因此,，一般采用多特點(diǎn)進(jìn)水,，使進(jìn)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(jì)算一般按機(jī)物容積負(fù)荷或水力停留時(shí)間進(jìn)行。設(shè)計(jì)時(shí)可通過(guò)試驗(yàn)決定參數(shù)或參考同類(lèi)廢水的設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù),。
UASB的啟動(dòng)
1,、污泥的馴化
UASB設(shè)備啟動(dòng)的難特點(diǎn)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(gè)月,，如果靠設(shè)備自身積累，投產(chǎn)期長(zhǎng)可長(zhǎng)達(dá)1-2年,。實(shí)踐表明,，投加少量的載體，利于厭氧菌的附著,，促進(jìn)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(dòng)期,。
2、啟動(dòng)操作要特點(diǎn)
(1)應(yīng)一次投加足夠量的接種污泥;
(2)啟動(dòng)初期從污泥床流出的污泥可以不予回流,，以使別輕的和細(xì)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(jìn)其增殖逐步達(dá)到顆?；?
(3)啟動(dòng)開(kāi)始廢水COD濃度較低時(shí),，未必就能讓污泥顆粒化速度加快;
(4)初污泥負(fù)荷率一般在0.1-0.2kgCOD/kgTSS.d左右比較合適;
(5)污水中原來(lái)存在的和厭氧分解出來(lái)的多種揮發(fā)酸未能效分解之前,，不應(yīng)隨意提高機(jī)容積負(fù)荷,，這需要跟蹤觀察和水樣化驗(yàn);
(6)可降解的COD去除率達(dá)到70-80%左右時(shí)，可以逐步增加機(jī)容積負(fù)荷率;
(7)為促進(jìn)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(fù)荷利于小顆粒污泥與污泥絮凝分開(kāi),，使小顆粒污泥凝并為大顆粒。
UASB工藝的優(yōu)缺特點(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),，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)生的沼氣的上升運(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?？梢圆辉O(shè)污泥回流設(shè)備。
主要缺特點(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,。
結(jié)語(yǔ)
UASB工藝近年來(lái)在內(nèi)外發(fā)展很快,，面很寬，在各個(gè)行業(yè)都,，性規(guī)模不等,。實(shí)踐證明，它是污水實(shí)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(wèn)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(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)生的沼氣（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氣體附著在污泥顆粒上,，附著和沒(méi)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(méi)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(guò)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(guò)不同的微生物參與底物的轉(zhuǎn)化過(guò)程而將底物轉(zhuǎn)化為終產(chǎn)物——沼氣,、水等機(jī)物
在厭氧消化反應(yīng)過(guò)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(xì)菌，它們將復(fù)雜結(jié)構(gòu)的底物水解發(fā)酵成各種機(jī)酸,，乙醇,，糖類(lèi)，氫和二氧化碳,；
② 乙酸化細(xì)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(jiǎn)單的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳,、氫等轉(zhuǎn)化為甲烷 ,。
常德市UASB厭氧反應(yīng)器
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