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淮北市UASB厭氧反應(yīng)器工作原理

  山東明基設(shè)備有限公司在化工污水處理中著明顯的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，近幾年投入大量資金針對(duì)如：精制棉污水處理、棉仔蛋白污水上理、淀粉污水處理、造紙黑液污水處理、醫(yī)藥污水處理、皮革污水處理 、PVC污水處理回用、食品污水處理、果汁廢水處理、焦化污水處理、電污水處理回用、生活污水處理回用、各化工企業(yè)污水處理的研究和實(shí)施。為很多化工企業(yè)解決了污水治理這一難題，并順利達(dá)標(biāo)放或回用，被山東部分部門評(píng)為山東污水處理公行業(yè)先峰。別是在醫(yī)藥中間體廢水處理、棉蛋白廢水處理、精制棉污水處理、棉仔蛋白污水處理、PVC污水處理以及造紙黑液廢水和淀粉廢水處理回用達(dá)到*水平。

   隨著生物發(fā)酵工程固定化技術(shù)的發(fā)展，反應(yīng)器中的污泥效濃度不斷提高，高速厭氧反應(yīng)器發(fā)展?jié)摿?。其中，60年代的厭氧濾器（anaerobic filter，af）和70年代的上流式厭氧污泥床（upflow anaerobic sludge bed，uasb）是兩次較巨大的突破，推動(dòng)了微生物固定化和提高污泥和廢水效率為基礎(chǔ)的一系列高速厭氧反應(yīng)器的新發(fā)展。而uasb則已經(jīng)成為目前較的厭氧處理技術(shù)。

基于af和uasb，目前已經(jīng)出現(xiàn)研究了并厭氧序批間歇式反應(yīng)器(asbr，anaerobic sequencing batch reactor)、厭氧流化床（anaerobic fluidiged bed，afb）、膨脹顆粒污泥床（expanded granular sludge bed，egsb）、生物膜流化床（biofilm fluidized bed，bfb）、生物膜升式懸浮床（biofilm airlift suspension，bas）、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器（interal circulation，ic）等等。

目前（2007年）常見(jiàn)的強(qiáng)效厭氧反應(yīng)器種類：

（1）厭氧序批間歇式反應(yīng)器（asbr）
asbr主要征是以序批式間歇的方式。通常由一個(gè)或幾個(gè)asbr反應(yīng)器組成。asbr一個(gè)的操作周期按次序應(yīng)分為四個(gè)階段：進(jìn)水期、反應(yīng)期、沉降期和水期。單個(gè)asbr反應(yīng)器就是一個(gè)能順利完成周期的處理系統(tǒng)。對(duì)于間歇放的廢水，只要水間歇期足夠長(zhǎng)，使進(jìn)水、反應(yīng)、沉降、水等一連串操作能夠完成，用一個(gè)反應(yīng)器就能達(dá)到處理要求．對(duì)于連續(xù)徘放的廢水，則用幾個(gè)反應(yīng)器輪流接納廢水，分批進(jìn)行處理。

（2）厭氧流化床（afb）
厭氧流化床采用微粒狀顆粒作填料（比如沙粒）。由于微粒粒徑小，反應(yīng)器內(nèi)的上流速度較高，粒子形成流態(tài)化。因此，為了維持這個(gè)速度，高徑比較其它反應(yīng)器大，為了減少污泥損失，采用較大回流比。微粒顆粒小，所以比表面大，流態(tài)化增加了機(jī)質(zhì)與生物膜的物質(zhì)傳遞速率。生物膜的厚度、密度、強(qiáng)度的均一性決定了反應(yīng)器的穩(wěn)定，由于生物膜的剝落和形成難以控制，所以結(jié)果導(dǎo)致了污泥和填料的流失。因此，實(shí)際中真正的厭氧流化床不能實(shí)現(xiàn)，只能作為一個(gè)“膨脹床”。

（3）膨脹顆粒污泥床（egsb）

在uasb的反應(yīng)器基礎(chǔ)上，egsb被研制。egsb上流速達(dá)2.5~6m/h (uasb為0.5~2.5m/h)，反應(yīng)器中污泥部或者部分處于“膨脹化”懸浮狀態(tài)，如同具備較大的高徑比和大回流比。高速上流和產(chǎn)的攪拌使得廢水污泥接粗更加充分，因此水力停留時(shí)間（hrt）可以減小，對(duì)于較低濃度的廢水也可以達(dá)到較好的效果。在理論上，uasb反應(yīng)器適合與高于１５００mgcod/l的廢水，egsb則對(duì)與低于1500mgcod/l仍能達(dá)到很高的負(fù)荷和去除率。同樣egsb也可以看作afb的改良，但是其不用惰性填料，細(xì)菌滯留于本身的形成的污泥顆粒；上流速度較afb小，不形成流態(tài)化只是某種程度的膨脹。

（4）上流污泥床—濾器(ubf)
上流污泥床—濾器(upflow blanket filter，ubf) 器，是在uasb和af的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的復(fù)合式厭氧反應(yīng)。底部是高濃度顆粒污泥組成的污泥床，上部是填料及其附著的生物膜組成的濾料層。反應(yīng)器上部的填料層增加了效容積的生物總量，又可防止污泥的突然洗出，而且對(duì)cod20％左右的去除率。ubf反應(yīng)器可處理的機(jī)負(fù)荷(olr)直接正比例于系統(tǒng)的生物量濃度，這可以通過(guò)改變水力停留時(shí)間(hrt)來(lái)加以控制。 ubf反應(yīng)器在時(shí)，廢水從反應(yīng)器的底部進(jìn)入，順序經(jīng)過(guò)污泥床、填料層進(jìn)行生化反應(yīng)后，從其部出。規(guī)準(zhǔn)ubf反應(yīng)器的高徑比為6，而填料層反應(yīng)器上部的1／3體積處。ubf反應(yīng)器所用的填料多的是聚氨酯泡沫填料。因?yàn)槠浔缺砻娣e大、空隙，具網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、厭氧菌群可以在其表面迅速生長(zhǎng)。而填料并不是影響總cod去除率和顆粒污泥沉降性能的關(guān)鍵因素。在對(duì)高濃度機(jī)廢水相城市廢棄物的處理中， cod去除率受生物量的增殖、olr和hrt影響大。

（5）uasb：上流式厭氧污泥床。
uasb（upflow anaerobic sludge blanket）反應(yīng)器具、處理能力大、機(jī)械攪拌、以及投資省等優(yōu)點(diǎn)，它在高濃度機(jī)工業(yè)廢水的處理中的正在擴(kuò)大。 uasb反應(yīng)器系般由uasb反應(yīng)器、水分離器和水封等幾部分組成。厭氧處理工藝大多在中溫下，反應(yīng)器還常設(shè)加溫和保溫部件。uasb反應(yīng)器的工藝設(shè)計(jì)包括進(jìn)水區(qū)、反應(yīng)區(qū)、三相分離器、沉淀區(qū)及集裝置的設(shè)計(jì)。反應(yīng)器的高度一般在 3.5 ～ 6.5 m之間達(dá)10m左右；對(duì)于絮體污泥床，機(jī)負(fù)荷宜取 5 ～ 6 kgcod／m3•d，水力負(fù)荷宜取0.5 m3/m2•h，大值 1.5 m3/m2•h，反應(yīng)器的高度宜取6m。uasb反應(yīng)器的水力停留時(shí)間一般為幾個(gè)小時(shí)至幾天（2 ～ 4d）；對(duì)于顆粒污泥床，水力負(fù)荷可高達(dá)10 m3/m2•h（相當(dāng)于反應(yīng)器內(nèi)的水流上升流速為10m／h）。大型uasb反應(yīng)器一般采用矩形鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，小型uasb反應(yīng)器則多采用圓柱形鋼結(jié)構(gòu)。

淮北市UASB厭氧反應(yīng)器工作原理

     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)定性和強(qiáng)效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。

UASB的設(shè)計(jì)

UASB的工藝設(shè)計(jì)主要是計(jì)算UASB的容積、產(chǎn)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。

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)滿足以下幾點(diǎn)要求:

1、混和液進(jìn)入沉淀區(qū)之關(guān)，必須將其中的泡予以脫出，防止泡進(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、處于集器的液一界面上的污泥要很好地使之浸沒(méi)于水中;

5、應(yīng)防止集器內(nèi)產(chǎn)生大量泡沫。

2、3兩個(gè)條件可以通過(guò)適當(dāng)沉淀器的深度-面積比來(lái)加以滿足。

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體體積可能成為一個(gè)臨界指標(biāo)。但是直到現(xiàn)在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，不僅對(duì)于分離器的工作是具重要意義，對(duì)于整個(gè)機(jī)物去除率更加至關(guān)重要。

幾個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題

1、 厭氧反應(yīng)器是否易酸化

   厭氧反應(yīng)器是否易酸化?回答是否定的。UASB厭氧反應(yīng)器作為一種強(qiáng)效的水處理設(shè)施，其系統(tǒng)自身著良好的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在這個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，起著關(guān)鍵的是碳酸氫根離子，即我們通常說(shuō)的堿度，它的主要是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的pH，防止因pH值的變化對(duì)產(chǎn)甲烷菌造成影響。因此只要我們科學(xué)、操作，就可以確保厭氧反應(yīng)器正常、強(qiáng)效。

2、 罐溫變化

    對(duì)一個(gè)厭氧反應(yīng)器來(lái)說(shuō)，其操作溫度以穩(wěn)定為宜，波動(dòng)范圍24h內(nèi)不得過(guò)2℃。水溫對(duì)微生物的影響很大，對(duì)微生物和群體的組成、微生物細(xì)胞的增殖，內(nèi)源代謝過(guò)程，對(duì)污泥的沉降性能等都影響。對(duì)中溫厭氧反應(yīng)器，應(yīng)該避免溫度過(guò)42℃，因?yàn)樵谶@種溫度下微生物的衰退速度過(guò)大，從而大大降低污泥的活性。此外，在反應(yīng)器溫度偏低時(shí)，應(yīng)根據(jù)情況及時(shí)調(diào)整負(fù)荷與停留時(shí)間，反應(yīng)器仍可穩(wěn)定，但此時(shí)不能充分發(fā)揮反應(yīng)器的處理能力，否則將導(dǎo)致反應(yīng)器不能正常。罐溫的突然變化，易造成沼中甲烷體所占比例減少，CO2增多，而且我們可以在厭氧反應(yīng)器液面看到一些半固半液狀且不易破的泡。

3、進(jìn)水pH值

   在厭氧反應(yīng)器正常時(shí)，進(jìn)水pH值一般在6.0以上。在處理因含機(jī)酸而使偏低的廢水時(shí)，正常時(shí)，進(jìn)水pH值可偏低，如4~5左右;若處理因含機(jī)酸而使pH值低的廢水，應(yīng)將進(jìn)水pH值調(diào)到6以上。當(dāng)然具體的控制還要根據(jù)反應(yīng)器的緩沖能力而定，也決定于厭氧反應(yīng)的馴化程度。

4、 厭氧反應(yīng)器內(nèi)污泥流失的原因及控制措施

   UASB反應(yīng)器設(shè)置了三相分離器，但在污泥結(jié)團(tuán)之前仍帶一定污泥，在啟動(dòng)過(guò)程中逐漸將輕質(zhì)污泥洗出是必要的。污泥顆?；且粋€(gè)連續(xù)漸進(jìn)過(guò)程，即每次增加負(fù)荷都增大其流體流速和沼產(chǎn)量，從而加強(qiáng)了攪拌篩選，小的、輕的顆粒被沖擊出反應(yīng)器，這個(gè)過(guò)程并不要使大量污泥沖出，要防止污泥過(guò)量流失。一般來(lái)說(shuō)，反應(yīng)器發(fā)生污泥流失可分為三種情況：1)污泥懸浮層部保持在反應(yīng)器出水堰口以下，污泥的流失量將低于其增殖量。2)在穩(wěn)定負(fù)荷條件下，污泥懸浮層可能上升到出水堰口處，這時(shí)應(yīng)及時(shí)放剩余污泥。3)由于沖擊負(fù)荷及水質(zhì)條件突然惡化(如負(fù)荷突然增大等)要導(dǎo)致污泥床的過(guò)度膨脹。在這種情況下污泥可能出現(xiàn)暫時(shí)性大量流失。

控制反應(yīng)器的機(jī)負(fù)荷是控制污泥過(guò)量流失的主要辦法。提高污泥的沉降性能是防止污泥流失的根本途徑，但需要一個(gè)過(guò)程。為了減少出水帶走的厭氧污泥，因此UASB厭氧反應(yīng)器后設(shè)置了初沉池。設(shè)置初沉池的好處在于：①可以加速反應(yīng)器內(nèi)污泥積累，縮短啟動(dòng)時(shí)間;②去除出水懸浮物，提高出水水質(zhì);③在反應(yīng)器發(fā)生沖擊而使污泥大量上浮時(shí)，可回收流失污泥，保持工藝的穩(wěn)定性;④減少污泥放量。

5、 顆粒污泥的攪拌

   厭氧反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥與污水中機(jī)物質(zhì)的充分接觸使其具了很高的水處理效率。“充分接觸”的前提需要很好的攪拌。UASB厭氧反應(yīng)器在過(guò)程中這種攪拌主要來(lái)自兩個(gè)方面，一是污水在厭氧反應(yīng)器內(nèi)向上流動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的攪動(dòng)，二是顆粒污泥中產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)出體過(guò)程中產(chǎn)生的攪動(dòng)?？梢岳斫獾氖怯晌鬯鲃?dòng)產(chǎn)生的攪動(dòng)方向是單一的，只是向上的，而由沼產(chǎn)生的攪動(dòng)方向則是多樣的，更利于顆粒污泥與污水中機(jī)物質(zhì)的接觸。因此我們?cè)谶^(guò)程中應(yīng)注意厭氧反應(yīng)器正常，否則靠大流量的沖擊來(lái)達(dá)到攪拌的往往事與愿違，而且造成厭氧反應(yīng)器負(fù)荷的波動(dòng)。

  山東明基設(shè)備有限公司可以針對(duì)不同客戶的要求，不僅可以向客戶提供上好的成品，而且還可以按照客戶的需求，提供技術(shù)方案，設(shè)備，系統(tǒng)設(shè)計(jì)，工程實(shí)施，等。