揭陽市UASB厭氧反應(yīng)器

反應(yīng)器原理

   UASB由污泥反應(yīng)區(qū)、氣液固三相分離器(括沉淀區(qū))和氣室三部分組成。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行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的機物，把它轉(zhuǎn)化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡，在污泥床上部由于沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進入氣室，集中在氣室沼氣，用導(dǎo)管導(dǎo)出，固液混合液經(jīng)過反射進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，然后排出污泥床。

UASB厭氧反應(yīng)器優(yōu)點：

   廢水厭氧生物技術(shù)由于其巨大的處理能力和潛在的前景，一直是水處理技術(shù)研究的熱特點。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、能耗、占地等因素間矛盾的進一步突出，現(xiàn)的厭氧工藝又面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)，尤其是如何處理發(fā)展帶來的大量高濃度機廢水，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)（以下簡稱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，目前已成功于土豆、啤酒、食品和檸檬酸等廢水處理中。

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粒化;

(3)啟動開始廢水COD濃度較時，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。

附屬設(shè)備

1、剩余沼氣燃燒器

   一般不允許將剩余沼氣向空氣中排放，以防污染大氣。在確剩余沼氣法利用時，可安裝余氣燃燒器將其燒掉。燃燒器應(yīng)裝在安地區(qū)，并應(yīng)在其前安裝閥門和阻火器。剩余氣體燃燒器，是—種安裝置，要能自動特點火和自動滅火。剩余氣體燃燒器和消化池蓋、或貯氣柜之間的距離，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)置各種類型的計量設(shè)備和儀表，如控制進水量、投藥量等計量設(shè)備和pH計(酸度計)、溫度測量等自動化儀表。自動計量設(shè)備和儀表是自動控制的基礎(chǔ)。對UASB厭氧反應(yīng)器實行監(jiān)控的主要兩個，一個是了解進出水的情況，以便觀測進水是否滿足工藝設(shè)計情況;另外一個是為了控制各工藝的運行，判斷工藝運行是否正常。由于UASB厭氧反應(yīng)器的殊性還要增加一些檢測項目，如揮發(fā)性機酸(VFA)、堿度和甲烷等。但是，這些設(shè)備屬于規(guī)準設(shè)備，一些設(shè)備還很難形成在線的測量和控制  。

厭氧生物處理的三個階段是怎樣的?

   理論研究認為三個階段，即厭氧消化過程分為水解發(fā)酵階段、產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段、產(chǎn)甲烷階段三部分。

   水解發(fā)酵階段和產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段又可合稱為酸性發(fā)酵階段。在這個階段，污水中的復(fù)雜機物，在酸性腐化菌或產(chǎn)酸菌的下，分解成簡單的機物，如機酸，醇類等，以及CO2、NH3和H2S等機物。由于機酸的積累，污水的pH值下降到6以下。此后，由于機酸和含氮化合物的分解，產(chǎn)生碳酸鹽和氨等使酸性減退，pH值回升到6.6～6.8左右。

   ⑴ 水解酸化階段。污水中復(fù)雜的大分子、不溶性的機物在細胞外酶的下水解為小分子、溶解性機物，然后滲入細胞體內(nèi)，水解產(chǎn)生揮發(fā)性機酸、醇類及醛類等。

   ⑵ 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段。在產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌的下，各種機酸分解轉(zhuǎn)化為乙酸、氫和二氧化碳。

   ⑶ 產(chǎn)甲烷階段。產(chǎn)甲烷菌將乙酸、氫及二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷。

水解酸化法的特點是?

   ⑴ 池體不需要密閉，也不需要三相分離器，運行管理方便簡單。

   ⑵ 大分子機物經(jīng)水解酸化后，生成小分子機物，可生化性較好，即水解酸化可以改變原污水的可生化性，從而減少反應(yīng)時間和處理能耗。

   ⑶ 水解酸化屬于厭氧處理的前期，沒達到厭氧發(fā)酵的終階段，因而出水中也就沒厭氧發(fā)酵所產(chǎn)生的難聞氣味，改善了污水處理的環(huán)境。

   ⑷ 水解酸化反應(yīng)所需時間較短，因此所需構(gòu)筑物體積很小，一般與沉淀池相當，可節(jié)約基建投資。

   ⑸ 時間酸化對固體機物的降解效果較好，而且產(chǎn)生的剩余污泥很少，實現(xiàn)了污泥、污水一次處理，具消化池的部分功能。

   UASB工藝近年來在外發(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，具廣闊的前景。

   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厭氧反應(yīng)器中的厭氧反應(yīng)過程與其他厭氧生物處理工藝一樣，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

揭陽市UASB厭氧反應(yīng)器

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。當污水機物濃度時，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。

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。

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