恩平市UASB厭氧反應器

UASB內的流態和污泥分布

    UASB內的流態相當復雜，反應區內的流態與產量和反應區高度相關，一般來說，反應區下部污泥層內，由于產的結果，部分斷面通過的量較多，形成一股上升的流，帶動部分混合液(指污泥與水)作向上運動。與此同時，這股、水流周圍的介質則向下運動，造成逆向混合，這種流態造成水的短流。在遠離這股上升、水流的地方容易形成死角。在這些死角處也具一定的產量，形成污泥和水的緩慢而微弱的混合，所以說在污泥層內形成不同程度的混合區，這些混合區的大小與短流程度關。懸浮層內混合液，由于體幣的運動帶動液體以較高速度上升和下降，形成較強的混合。在產量較少的情況下，時污泥層與懸浮層明顯的界線，而在產量較多的情況下，這個界面不明顯。關試驗表明，在沉淀區內水流呈推流式，但沉淀區仍然還死區和混合區。

    UASB厭氧反應器內污泥濃度與設備的機負荷率關。是處理制糖廢水試驗時，UASB內污泥分布與負荷的關系。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，說明接近完混合型流態，反應區內污泥的頒，當機負荷很高時污泥層和懸浮層分界不明顯。試驗表明，污水通過底部0.4-0.6m的高度，已90%的機物被轉化。由此可見厭氧污泥具高的活性，改變了以來認為厭氧處理過程進行緩慢的概念。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的主要優點是:

    1、UASB內污泥濃，平均污泥濃度為20-40gVSS/1;

    2、機負荷高，水力停留時間短，采用中溫發酵時，容積負荷一般為10kgCOD/m3.d左右;

    3、混合攪拌設備，靠發酵過程中產生的沼的上升運動，使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態，對下部的污泥層也一定程度的攪動;

    4、污泥床不填載體，節省造價及避免因填料發生堵賽問題;

    5、UASB厭氧反應器內設三相分離器，通常不設沉淀池，被沉淀區分離出來的污泥重新回到污泥床反應區內，通常可以不設污泥回流設備。泥分離后的處理出水從沉淀區溢流堰上部溢出，然后出污泥床。

設計

    其工藝設計主要是計算UASB的容積、產量、剩余污泥量、營養需求的平衡量。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，需要的沉淀區與反應區的容積比值小，反應區的面積可采用與沉淀區相同的面積和池形。當污水機物濃度低時，需要的沉淀面積大，為了反應區的一定高度，反應區的面積不能太大時，則可采用反應區的面積小于沉淀區，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，它對污泥床的正常和獲良好的出水水質起十分重要的，因此設計時應給予別的重視。根據經驗，三相分離器應滿足以下幾點要求:

    1、混和液進入沉淀區之關，必須將其中的泡予以脫出，防止泡進入沉淀區影響沉淀;

    2、沉淀器斜壁角度約可大于45度角;

    3、沉淀區的表面水力負荷應在0.7m3/m2.h以下，進入沉淀區前，通過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于水中;

    5、應防止集器內產生大量泡沫。

    UASB厭氧反應器具高的容積機負荷率，其主要原因是設備內，別是污泥層內保大量的厭氧污泥。工藝的穩定性和強效性很大程度上取決于生成具優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，如果反應區內的污泥以松散的絮凝狀體存在，往往出現污泥上浮流失，使UASB不能在較高的負荷下穩定。

    根據UASB內污泥形成的形態和達到的COD容積負荷，可以將污泥顆粒化過程大致分為三個期:

    (1)接種啟動期:從接種污泥開始到污泥床內的COD容積負荷達到5kgCOD/m3.d左右，此期污泥沉降性能一般;

    (2)顆粒污泥形成期:這一期的點是小顆粒污泥開始出現，當污泥床內的總SS量和總VSS量降至zui低時本期即告結束，這一期污泥沉降性能不太好;

    (3)顆粒污泥成熟期:這一期的點是顆粒污泥大量形成，由下為上逐步充滿整個UASB。當污泥床容積負荷達到16kgCOD/m3.d以上時，可以認為顆粒污泥已培養成熟。該期污泥沉降性很好。

設置外部沉淀池的好處是:

    (1)污泥回流可加速污泥的積累，縮短啟動周期;

    (2)去除懸浮物，改善出水水質;

    (3)當偶爾發生大量漂泥時，提高了可見性，能夠及時回收污泥保持工藝的穩定性;

    (4)回流污泥可作進一步分解，可減少剩余污泥量。

    UASB厭氧反應器廢水被盡可能均勻的引入反應器的底部，污水向上通過包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應發生在廢水和污泥顆粒接觸的過程。在厭氧狀態下產生的沼（主要是甲烷和二氧化碳）引起了內部的循環，這對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，附著和沒附著的體向反應器部上升。上升到表面的污泥撞擊三相反應器體發射器的底部，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，附著和沒附著的體被收集到反應器部的三相分離器的集室。UASB厭氧反應器中的厭氧反應過程與其他厭氧生物處理工藝一樣，包括水解，酸化，產乙酸和產甲烷等。通過不同的微生物參與底物的轉化過程而將底物轉化為zui終產物——沼、水等機物

在厭氧消化反應過程中參與反應的厭氧微生物主要以下幾種：

    ① 解—發酵(酸化)細菌，它們將復雜結構的底物水解發酵成各種機酸，乙醇，糖類，氫和二氧化碳；

    ② 乙酸化細菌，它們將*步水解發酵的產物轉化為氫、乙酸和二氧化碳；

    ③ 產甲烷菌，它們將簡單的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳、氫等轉化為甲烷 。

基本要求:

    (1)為污泥絮凝提供利的物理、化學和力學條件，使厭氧污泥獲得并保持良好的沉淀性能;

    (2)良好的污泥床常可形成一種相當穩定的生物相，保持定的微生態環境，能抵抗較強的擾動力，較大的絮體具良好的沉淀性能，從而提高設備內的污泥濃度;

    (3)通過在污泥床設備內設置一個沉淀區，使污泥細顆粒在沉淀區的污泥層內進一步絮凝和沉淀，然后回流入污泥床內。

厭氧反應器啟動時的注意事項哪些

   （1）厭氧反應器在投入之前，必須進行充水試驗和密性試驗。充水試驗要求漏水現象，密性試驗要求池內加壓到350mm水柱，穩定15min后壓力降小于100 mm水柱。而且在進行厭氧污泥的培養和馴化之前，應使氮吹掃。

   （2）厭氧活性污泥應從處理同類污水的正在的厭氧處理構筑物中取得，也可取自江河湖泊沼澤底部、市政下水道及污水集積處等處于厭氧環境下的淤泥，甚至還可以使用好氧活性污泥法的剩余污泥進行轉性培養，但這樣做需要的時間要更長的一些。

   （3）厭氧反應器因為微生物增殖緩慢，一般需要的啟運時間較長，如果能接種大量的厭氧污泥，可以縮短啟動時間。一般接種污泥的數量要達到反應器容積的10% ~9%，具保值根據接種污泥的來源情況而定。接種量越大，啟動時間越短，如果接種污泥中含大量的甲烷菌，效果會更好。

   （4）采用中溫消化或高溫消化時，加熱升溫的速度越慢越好，一定不能過1℃/h。同時對含碳水化合物較多、缺乏堿性緩沖物質的廢水時，需要補充投加一部分堿源，并嚴格控制反應器內的PH值在6.8~7.8之間。

   （5）啟動時的初始機負荷與厭氧處理方法、待處理廢水性質、溫度等工藝條件及接種污泥的性質等關，一般從較低的負荷開始，再逐步增加負荷完成啟運過程。例如UASB啟動時，初始機負荷一般為0.1~0.2kgCODCR/（kgMLSS•d），當CODCR去除率達到80%或出水中揮發性機酸VFA的濃度低于1000mg/L后，再按原負荷50%的遞增幅度增加負荷。如果出水中VFA濃度較高，則不宜提高負荷，甚至要酌情降低負荷。

   （6）厭氧反應器的出水以一定的回流以返回反應器，可以回收部分流失的污泥及出水中的緩沖性物質、平衡反應器中水的PH值。一般附著型的反應裝置因填料具一定的攔截，可以不用回流出水；而懸浮生長型反應裝置啟動時因污泥易于流失，可適當出水回流。

   （7）對于縣浮型厭氧反應裝置，可以投加粉末煙煤、簽名冊水砂礫、粉末活性炭或絮凝劑，促進污泥的顆粒化。

   （8）啟動初期水力負代號過高可能造成污泥的大量流失，水力負荷過低又不利于厭氧污泥的篩選。一般在啟動初期 選用較低的水力負荷，經過數周后再緩慢平穩地遞增。

恩平市UASB厭氧反應器

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