鞍山市USAB厭氧反應(yīng)器

　　簡(jiǎn)介：

　　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。

　　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)。

　　構(gòu)造

　　UASB厭氧反應(yīng)器包括以下幾個(gè)部分：進(jìn)水和配水、反應(yīng)器的池體和三相分離器。

　　在UASB厭氧反應(yīng)器中重要的設(shè)備是三相分離器，這一設(shè)備安裝在反應(yīng)器的部并將反應(yīng)器分為下部的反應(yīng)區(qū)和上部的沉淀區(qū)。為了在沉淀器中取得對(duì)上升流中污泥絮體/顆粒的滿(mǎn)意的沉淀效果，三相分離器一個(gè)主要的就是盡可能效地分離從污泥床/層中產(chǎn)生的沼，別是在高負(fù)荷的情況下，在集室下面反射板的是防止沼通過(guò)集室之間的縫隙逸出到沉淀室，另外擋板還利于減少反應(yīng)室內(nèi)高產(chǎn)量所造成的液體絮動(dòng)。反應(yīng)器的設(shè)計(jì)應(yīng)該是只要污泥層沒(méi)膨脹到沉淀器，污泥顆?；蛐鯛钗勰嗑湍芑氐椒磻?yīng)室(應(yīng)該認(rèn)識(shí)到時(shí)污泥層膨脹到沉淀器中不是一件壞事。相反，存在于沉淀器內(nèi)的膨脹的泥層將網(wǎng)捕分散的污泥顆粒/絮體，同時(shí)它還對(duì)可生物降解的溶解性COD起到一定的去除)。只一方面，存在一定可供污泥層膨脹的自由空間，以防止重的污泥在暫時(shí)性的機(jī)或水力負(fù)荷沖擊下流失是很重要的。水力和機(jī)(產(chǎn)率)負(fù)荷率兩者都會(huì)影響到污泥層以及污泥床的膨脹。UASB厭氧反應(yīng)器原理是在形成沉降性能良好的污泥凝絮體的基礎(chǔ)上，并結(jié)合在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置污泥沉淀使、液、固三相得到分離。形成和保持沉淀性能良好的污泥(其可以是絮狀污泥或顆粒型污泥)是UASB厭氧反應(yīng)器良好的根本點(diǎn) 。

　　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℃下大值的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。

　　3、監(jiān)控設(shè)備

　　為提高厭氧反應(yīng)器的性，必須設(shè)置各種類(lèi)型的計(jì)量設(shè)備和儀表，如控制進(jìn)水量、投藥量等計(jì)量設(shè)備和pH計(jì)(酸度計(jì))、溫度測(cè)量等自動(dòng)化儀表。自動(dòng)計(jì)量設(shè)備和儀表是的基礎(chǔ)。對(duì)UASB厭氧反應(yīng)器實(shí)行監(jiān)控的主要兩個(gè)，一個(gè)是了解進(jìn)出水的情況，以便觀測(cè)進(jìn)水是否滿(mǎn)足工藝設(shè)計(jì)情況;另外一個(gè)是為了控制各工藝的，判斷工藝是否正常。由于UASB厭氧反應(yīng)器的殊性還要增加一些檢測(cè)項(xiàng)目，如揮發(fā)性機(jī)酸(VFA)、堿度和甲烷等。但是，這些設(shè)備屬于規(guī)準(zhǔn)設(shè)備，一些設(shè)備還很難形成在線的測(cè)量和控制。

　　分離裝置

　　三相分離器是UASB厭氧反應(yīng)器點(diǎn)和重要的裝置。它同時(shí)具兩個(gè)功能：

　　1) 能收集從分離器下的反應(yīng)室產(chǎn)生的沼;

　　2) 使得在分離器之上的懸浮物沉淀下來(lái)。

　　三相分離器設(shè)計(jì)要點(diǎn)匯總：

　　1) 集室的隙縫部分的面積應(yīng)該占反應(yīng)器部面積的15～20%;

　　2) 在反應(yīng)器高度為5～7m時(shí)，集室的高度在1.5～2m;

　　3) 在集室內(nèi)應(yīng)保持液界面以釋放和收集體，防止浮渣或泡沫層的形成;

　　4) 在集室的上部應(yīng)該設(shè)置消泡噴嘴，當(dāng)處理污水嚴(yán)重泡沫問(wèn)題時(shí)消泡;

　　5) 反射板與隙縫之間的遮蓋應(yīng)該在100～200mm以避免上升的體進(jìn)入沉淀室;

　　6) 出管的直管應(yīng)該充足以從集室引出沼，別是泡沫的情況。

　　對(duì)于低濃度污水處理，當(dāng)水力負(fù)荷是限制性時(shí)，在三相分離器縫隙處保持大的過(guò)流面積，使得大的上升流速在這一過(guò)水?dāng)嗝嫔媳M可能的低是十分重要的 。

鞍山市USAB厭氧反應(yīng)器

　　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(chēng)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(chēng)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：

　?、?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;

　?、?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?；狗磻?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;

　?、?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;

　?、?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，;

　?、?滯設(shè)置填料，節(jié)省了，提髙了容積利用率;

　?、?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;

　?、?構(gòu)造簡(jiǎn)單，方便。

　　UASB的由來(lái)

　　1971年荷蘭瓦格寧根(Wageningen)農(nóng)業(yè)大學(xué)拉丁格(Lettinga)教授通過(guò)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用重力場(chǎng)對(duì)不同密度物質(zhì)的差異，發(fā)明了三相分離器。使活性污泥停留時(shí)間與廢水停留時(shí)間分離，形成了上流式厭氧污泥床(UASB)反應(yīng)器的雛型。1974年荷蘭CSM在其6m3反應(yīng)器處理甜菜制糖廢水時(shí)，發(fā)現(xiàn)了活性污泥自身固定化機(jī)制形成的生物聚體結(jié)構(gòu)，即顆粒污泥(granular sludge)。顆粒污泥的出現(xiàn)，不僅促進(jìn)了以UASB為代表的二代厭氧反應(yīng)器的和發(fā)展，而且還為三代厭氧反應(yīng)器的誕生奠定了基礎(chǔ)。

　　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?？尚纬梢环N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。

　　結(jié)語(yǔ)

　　UASB工藝近年來(lái)在外發(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。

　　UASB厭氧反應(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、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：

　?、?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;

　?、?乙酸化細(xì)菌，它們將一步水解發(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 。

　　反應(yīng)器原理

　　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沿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。