張掖UASB厭氧反應(yīng)器

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(shí)，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(dòng)特點(diǎn)火和自動(dòng)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(jì)算在20℃和10℃的消化速率大約分別是30℃下值的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(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)備和儀表是自動(dòng)控制的基礎(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)水是否滿足工藝設(shè)計(jì)情況;另外一個(gè)是為了控制各工藝的運(yùn)行，判斷工藝運(yùn)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(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。

張掖UASB厭氧反應(yīng)器

預(yù)處理
    污水進(jìn)行預(yù)處理的主要是去除污水中的固體污物，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量和消納糞便，利于后續(xù)處理。
1、化糞池
   用于污水處理的化糞池主要普通化糞池和沼氣凈化池。普通化糞池和沼氣凈化池的原理是通過沉淀的先將機(jī)固體污染物截留，然后通過厭氧微生物的將機(jī)物降解。沼氣凈化池處理效率優(yōu)于普通化糞池?；S池的沉淀部分和腐化部分的計(jì)算容積，應(yīng)按《建筑給水排水》(GBJ15-88)。污水在化糞池中停留時(shí)間不宜小于36ｈ。對(duì)于污泥處置的污水處理系統(tǒng)，化糞池容積還應(yīng)括貯存污泥的容積。
2、預(yù)消毒池
    預(yù)消毒的是降污水中病原微生物的含量以減少操作人員受到病原微生物感染的機(jī)會(huì)。
    (1)傳染病病人的排泄物進(jìn)行預(yù)消毒后排入化糞池。
    (2)傳染病污水在進(jìn)入污水處理系統(tǒng)前必須預(yù)消毒，預(yù)消毒池的接觸時(shí)間不宜小于0.5小時(shí)。常用的消毒劑次氯酸鈉、過氧乙酸和二氧化氯等，糞便消毒也可采用石灰。
    (3)對(duì)于普通綜合，可不設(shè)預(yù)消毒池。
    (4)生化處理如采用加氯進(jìn)行預(yù)消毒則需進(jìn)行脫氯，或采用臭氧進(jìn)行預(yù)消毒。
3、格柵
    在污水處理系統(tǒng)或水泵前宜設(shè)置格柵，格柵井與調(diào)節(jié)池可采用合建的方式。
    (1)傳染病的格柵應(yīng)選用自動(dòng)機(jī)械格柵；在普通宜選用自動(dòng)機(jī)械格柵(小規(guī)模可根據(jù)實(shí)際情況采用手動(dòng)格柵)。
    (2)格柵井應(yīng)密閉，設(shè)置通風(fēng)罩，收集廢氣以進(jìn)行集中處理；
    (3)柵渣與污水處理產(chǎn)生污泥等一同集中消毒，外運(yùn)焚燒。消毒可采用巴氏蒸汽消毒或投加石灰等方式。
    (4)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循《室外排水》GBJ 14－87(1997)等關(guān)規(guī)定。

    UASB工藝近年來在外發(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(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(jī)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(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，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 。

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(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(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，沼氣碰到分離器下部的反射板時(shí)，折向反射板的四周，然后穿過水層進(jìn)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(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，然后排出污泥床。

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)。

厭氧生物處理的主要特點(diǎn)些?

    ⑴ 能耗較：因?yàn)閰捬跎锾幚聿恍枰┭?，能消耗約為好氧活性污泥法的1/10，還能產(chǎn)生具較高熱值的甲烷氣(CH4)。每去除1gCODcr可以產(chǎn)生0.35規(guī)準(zhǔn)升甲烷或0.7規(guī)準(zhǔn)升沼氣。沼氣的熱值為22.7KJ/L,甲烷的熱值為39300KJ/m3，一般天然氣的熱值為34300KJ/m3 。

    ⑵ 污泥產(chǎn)量：因?yàn)閰捬跷⑸锏脑鲋乘俾时群醚跷⑸锏枚?，好氧生物處理系統(tǒng)每處理1kgCODcr產(chǎn)生的污泥量為0.25～0.6kg，而厭氧生物處理系統(tǒng)每處理1kgCODcr產(chǎn)生的污泥量只0.02～0.18kg。

    ⑶可對(duì)好氧生物處理系統(tǒng)不能降解的一些大分子機(jī)物進(jìn)行*降解或部分降解。

    ⑷ 厭氧微生物對(duì)溫度、PH等環(huán)境因素的變化更為敏感，運(yùn)行管理好厭氧生物處理系統(tǒng)的難度較大。

    ⑸ 水溫適應(yīng)廣：好氧處理水溫在10～35℃之間，當(dāng)高溫時(shí)就需采取降溫措施;而厭氧處理水溫適應(yīng)，分溫厭氧(10～30℃)、中溫厭氧(30～40℃)和高溫厭氧(50～60℃)。

厭氧反應(yīng)器“酸化”恢復(fù)措施

1、化學(xué)恢復(fù)法
1）、投加氫氧化物
    投加NaOH、Ca(OH)2等氫氧化物可效提升反應(yīng)器pH，實(shí)現(xiàn)短期內(nèi)厭氧體系中pH的恢復(fù)。然而投加的氫氧化物如Ca(OH)2大多被碳酸鹽所消耗，由于缺乏酸堿緩沖能力，厭氧反應(yīng)器內(nèi)pH會(huì)出現(xiàn)大幅震蕩過程，難以保持穩(wěn)定，不利于耗氫產(chǎn)乙酸菌及產(chǎn)甲烷菌的活性恢復(fù)，部分情況下甚至?xí)?dǎo)致反應(yīng)器崩潰；其次，氫氧化物會(huì)消耗產(chǎn)甲烷過程中所需的CO2，破壞產(chǎn)甲烷的進(jìn)行，對(duì)產(chǎn)甲烷菌的恢復(fù)不利，因此這種方法目前已不常用。
2）、投加NaHCO3
    僅從理論角度講，NaHCO3的投加能夠在不干擾微生物敏感的理化平衡的情況下平穩(wěn)地將pH調(diào)節(jié)到理想狀態(tài)，且不影響CO2的含量，pH的波動(dòng)相對(duì)其他化學(xué)也較小；但NaHCO3飽和溶液的pH值僅為8.2，在不考慮NaHCO3隨出水流失以及與VFA反應(yīng)的消耗量，將容積為800m³反應(yīng)器的pH值從6.0提升到7.0需固體NaHCO3質(zhì)量為12t，況且將反應(yīng)器中pH值和VFA都恢復(fù)正常并不是一兩天的事，需要一定的恢復(fù)期，所以可能需要投加NaHCO3。顯然，這是一個(gè)相當(dāng)沉重的負(fù)擔(dān)，雖然試驗(yàn)中較好的效果，但在工程實(shí)際中，不宜采用NaHCO3。
2、物理恢復(fù)法
1）、提高混合程度
    通過增加反應(yīng)器水力停留時(shí)間（HRT），或改進(jìn)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)，可提高厭氧反應(yīng)器混合程度，降“死區(qū)”范圍，進(jìn)而抑制或減少溝流現(xiàn)象。例如，改變ABR導(dǎo)流擋板的角度與安插方向，可促進(jìn)水流在反應(yīng)器底部的均勻分布，大限度地增加反應(yīng)器的混合程度。此種方法通常用于預(yù)防酸化或?qū)λ峄M(jìn)行輔助恢復(fù)。
2）、降進(jìn)水濃度
    通過降進(jìn)水濃度（通常<2000mg/L），進(jìn)而降反應(yīng)器的機(jī)負(fù)荷，是實(shí)現(xiàn)酸化反應(yīng)器恢復(fù)的常用方法。但單獨(dú)采用這種方法的恢復(fù)效果并不明顯，通常要配合堿液投加方法一起使用。例如，采用降進(jìn)水濃度同時(shí)配合加入一定NaHCO3的方法將酸化反應(yīng)器的pH從4.5調(diào)至7.0，9d后UASB的出水pH從初被酸化時(shí)的5.4回升到6.5。