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UASB厭氧反應(yīng)器

UASB的啟動(dòng)

1、污泥的馴化

    UASB設(shè)備啟動(dòng)的難特點(diǎn)是獲得大量沉降性能的厭氧顆粒污泥。加以馴化，一般需要3-6個(gè)月，如果靠設(shè)備自身積累，投產(chǎn)期長(zhǎng)可長(zhǎng)達(dá)1-2年。實(shí)踐表明，投加少量的載體，利于厭氧菌的附著，促進(jìn)初期顆粒污泥的形成;比的絮狀污泥比輕的易于顆粒化;比甲烷活性的厭氧污泥可縮短啟動(dòng)期。

2、啟動(dòng)操作要特點(diǎn)

(1)應(yīng)一次投加足夠量的接種污泥;

(2)啟動(dòng)初期從污泥床流出的污泥可以不予回流，以使別輕的和細(xì)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(jìn)其增殖逐步達(dá)到顆粒化;

(3)啟動(dòng)開始廢水COD濃度較時(shí)，未必就能讓污泥顆粒化速度加快;

(4)初污泥負(fù)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揮發(fā)酸未能效分解之前，不應(yīng)隨意提機(jī)容積負(fù)荷，這需要跟蹤觀察和水樣化驗(yàn);

(6)可降解的COD率達(dá)到70-80%左右時(shí)，可以逐步增加機(jī)容積負(fù)荷率;

(7)為促進(jìn)污泥顆粒化，反應(yīng)區(qū)內(nèi)的小空塔速度不可于1m/d，采用較的表水力負(fù)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。

UASB內(nèi)的流態(tài)和污泥分布

    UASB內(nèi)的流態(tài)相當(dāng)復(fù)雜，反應(yīng)區(qū)內(nèi)的流態(tài)與產(chǎn)氣量和反應(yīng)區(qū)度相關(guān)，一般來說，反應(yīng)區(qū)下部污泥層內(nèi)，由于產(chǎn)氣的結(jié)果，部分?jǐn)嗤ㄟ^的氣量較多，形成一股上升的氣流，帶動(dòng)部分混合液(指污泥與水)作向上運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，這股氣、水流周圍的介質(zhì)則向下運(yùn)動(dòng)，造成逆向混合，這種流態(tài)造成水的短流。在遠(yuǎn)離這股上升氣、水流的地方容易形成死角。在這些死角處也具一定的產(chǎn)氣量，形成污泥和水的緩慢而微弱的混合，所以說在污泥層內(nèi)形成不同程度的混合區(qū)，這些混合區(qū)的大小與短流程度關(guān)。懸浮層內(nèi)混合液，由于氣體幣的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)液體以較速度上升和下降，形成較強(qiáng)的混合。在產(chǎn)氣量較少的情況下，時(shí)污泥層與懸浮層明顯的界線，而在產(chǎn)氣量較多的情況下，這個(gè)界不明顯。關(guān)試驗(yàn)表明，在沉淀區(qū)內(nèi)水流呈推流式，但沉淀區(qū)仍然還死區(qū)和混合區(qū)。

    UASB內(nèi)污泥濃度與設(shè)備的機(jī)負(fù)荷率關(guān)。是處理制糖廢水試驗(yàn)時(shí)，UASB內(nèi)污泥分布與負(fù)荷的關(guān)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，說明接近完混合流態(tài)，反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥的頒，當(dāng)機(jī)負(fù)荷很時(shí)污泥層和懸浮層分界不明顯。試驗(yàn)表明，污水通過底部0.4-0.6m的度，已90%的機(jī)物被轉(zhuǎn)化。由此可見厭氧污泥具的活性，改變了*以來認(rèn)為厭氧處理過程進(jìn)行緩慢的概念。在厭氧污泥中，積累大量活性的厭氧污泥是這種設(shè)備具巨大處理能力的主要原因，而這又歸于污泥具的沉淀性能。

    UASB具的容積機(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)定性和性很大程度上取決于生成具優(yōu)點(diǎn)沉降性能和很甲烷活性的污泥，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不能在較的負(fù)荷下穩(wěn)定運(yùn)行。

根據(jù)UASB內(nèi)污泥形成的形態(tài)和達(dá)到的COD容積負(fù)荷，可以將污泥顆粒化過程大致分為三個(gè)運(yùn)行期:

(1)接種啟動(dòng)期:從接種污泥開始到污泥床內(nèi)的COD容積負(fù)荷達(dá)到5kgCOD/m3.d左右，此運(yùn)行期污泥沉降性能一般;

(2)顆粒污泥形成期:這一運(yùn)行期的特點(diǎn)是小顆粒污泥開始出現(xiàn)，當(dāng)污泥床內(nèi)的總SS量和總VSS量降至?xí)r本運(yùn)行期即告結(jié)束，這一運(yùn)行期污泥沉降性能不太;

(3)顆粒污泥成熟期:這一運(yùn)行期的特點(diǎn)是顆粒污泥大量形成，由下*逐步充滿整個(gè)UASB。當(dāng)污泥床容積負(fù)荷達(dá)到16kgCOD/m3.d以上時(shí)，可以認(rèn)為顆粒污泥已培養(yǎng)成熟。該運(yùn)行期污泥沉降性很。

外設(shè)沉淀池防止污泥流失

     在UASB內(nèi)雖氣液固三相分離器，混合液進(jìn)入沉淀區(qū)前已把氣體分離，但由于沉淀區(qū)內(nèi)的污泥仍具較的產(chǎn)甲烷活性，繼續(xù)在沉淀區(qū)內(nèi)產(chǎn)氣;或者由于沖擊負(fù)荷及水質(zhì)突然變化，可能使反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥膨脹，結(jié)果沉淀區(qū)不佳，發(fā)生污泥流失而影響了水質(zhì)和污泥床中污泥濃度。為了減少所帶的懸浮物進(jìn)入水體，外部另設(shè)一沉淀池，沉淀下來的污泥回流到污泥床內(nèi)。

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)氣量、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)的積可采用與沉淀區(qū)相同的積和池形。當(dāng)污水機(jī)物濃度時(shí)，需要的沉淀積大，為了反應(yīng)區(qū)的一定度，反應(yīng)區(qū)的積不能太大時(shí)，則可采用反應(yīng)區(qū)的積小于沉淀區(qū)，即污泥床上部積大于下部的池形。

     氣液固三相分離器是UASB的重要組成部分，它對(duì)污泥床的正常運(yùn)行和獲的水質(zhì)起重要的，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)滿足以下幾特點(diǎn)要求:

1、混和液進(jìn)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(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)的表水力負(fù)荷應(yīng)在0.7m3/m2.h以下，進(jìn)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上的污泥要很地使之浸沒于水中;

5、應(yīng)防止集氣器內(nèi)產(chǎn)生大量泡沫。

2、3兩個(gè)條件可以通過適當(dāng)選擇沉淀器的深度-積比來加以滿足。

     對(duì)于濃度污水，主要用限制表水力負(fù)荷來控制;對(duì)于中等濃度和濃度污水，在負(fù)荷下，單位橫截上釋放的氣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)荷率不超過20kgCOD/m3.d，UASB度尚未見到大于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、沉淀和過濾。所以在運(yùn)行操作過程中，應(yīng)該盡可能創(chuàng)造污泥能夠形成絮凝沉降的水力條件，使污泥具的絮凝、沉淀性能，不僅對(duì)于分離器的是具重要意義，對(duì)于整個(gè)機(jī)物率更加至關(guān)重要。

     別要注意避免氣泡進(jìn)入沉淀區(qū)，要使固--液進(jìn)入沉淀區(qū)之前就與氣泡很分離。在氣--液表上形成浮渣能迫使一些氣泡進(jìn)入沉淀區(qū)，所以在設(shè)計(jì)中必須事先就考慮到:

(1)采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，盡可能避免浮渣的形成條件，防范浮渣層的形成;

(2)必須要沖散浮渣的設(shè)施或裝置，在污泥反應(yīng)區(qū)一旦出現(xiàn)浮渣的情況下，能夠及時(shí)破壞浮渣層的形成，或能夠及時(shí)排除浮渣。

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，它們將的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳、氫等轉(zhuǎn)化為甲烷 。

UASB厭氧反應(yīng)器：

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(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，現(xiàn)的厭氧工藝又臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，尤其是如何處理發(fā)展帶來的大量濃度機(jī)廢水，使得技術(shù)更優(yōu)點(diǎn)化的厭氧工藝非常必要。厭氧處理技術(shù)（以下簡(jiǎn)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(jì)80年代中期由荷蘭PAQUES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)機(jī)物的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通厭氧處理技術(shù)（如UASB），而且IC反應(yīng)器容積小、、、，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UASB)，是由荷蘭的Lettinga教授等在20世紀(jì)70年 代時(shí)開發(fā)的厭氧生物反應(yīng)器，其結(jié)構(gòu)如左圖 所示。反應(yīng)器時(shí)，污水經(jīng)過均勻布水 進(jìn)人反應(yīng)器底部，污水自下而上地通過厭氧污泥床反應(yīng)器。

UASB厭氧反應(yīng)器

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