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UASB的設計

    UASB的工藝設計主要是計算UASB的容積、產氣量、剩余污泥量、營養需求的平衡量。UASB的池形狀圓形、方形、矩形。污泥床度一般為3-8m，多用鋼筋混凝土建造。當污水機物濃度比較時，需要的沉淀區與反應區的容積比值小，反應區的積可采用與沉淀區相同的積和池形。當污水機物濃度時，需要的沉淀積大，為了反應區的一定度，反應區的積不能太大時，則可采用反應區的積小于沉淀區，即污泥床上部積大于下部的池形。

    大UASB厭氧反應器，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的水質起重要的，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特點要求:

    1、混和液進入沉淀區之關，必須將其中的氣泡予以脫出，防止氣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、沉淀區的表水力負荷應在0.7m3/m2.h以下，進入沉淀區前，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、應防止集氣器內產生大量泡沫。

    2、3兩個條件可以通過適當選擇沉淀器的深度-積比來加以滿足。

UASB的啟動

1、污泥的馴化

    UASB設備啟動的難特點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個月，如果靠設備自身積累，投產期長可長達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;比的絮狀污泥比輕的易于顆?；?比甲烷活性的厭氧污泥可縮短啟動期。

2、啟動操作要特點

    (1)應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地從污泥床排出體外，使較重的活性污泥在床內積累，并促進其增殖逐步達到顆?；?

    (3)啟動開始廢水COD濃度較時，未必就能讓污泥顆粒化速度加快;

    (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揮發酸未能效分解之前，不應隨意提機容積負荷，這需要跟蹤觀察和水樣化驗;

    (6)可降解的COD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?；?，反應區內的小空塔速度不可于1m/d，采用較的表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。

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，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氣的上升運動，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，節省造及避免因填料發生堵賽問題;

    5、UASB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。

    UASB工藝近年來在外發展很快，很寬，在各個行業都，性規模不等。實踐證明，它是污水實現資源化的一種可行的污水處理工藝，既解決了環境問題，又能取得較的效益，具廣闊的前景。

    大UASB厭氧反應器，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氣（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氣體附著在污泥顆粒上，附著和沒附著的氣體向反應器部上升。上升到表的污泥撞擊三相反應器氣體發射器的底部，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，附著和沒附著的氣體被收集到反應器部的三相分離器的集氣室。

    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終產物——沼氣、水等機物

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，它們將的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳、氫等轉化為甲烷 。

厭氧反應器“酸化”恢復措施

1、化學恢復法
1）、投加氫氧化物
    投加NaOH、Ca(OH)2等氫氧化物可效提升反應器pH，實現短期內厭氧體系中pH的恢復。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，厭氧反應器內pH會出現大幅震蕩過程，難以保持*穩定，不利于耗氫產乙酸菌及產甲烷菌的活性恢復，部分情況下甚至會導致反應器崩潰；其次，氫氧化物會消耗產甲烷過程中所需的CO2，破壞產甲烷的進行，對產甲烷菌的恢復不利，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地將pH調節到理想狀態，且不影響CO2的含量，pH的波動相對其他化學也較??；但NaHCO3飽和溶液的pH值僅為8.2，在不考慮NaHCO3隨流失以及與VFA反應的消耗量，將容積為800m³反應器的pH值從6.0提升到7.0需固體NaHCO3為12t，況且將反應器中pH值和VFA都恢復正常并不是一兩天的事，需要一定的恢復期，所以可能需要*投加NaHCO3。顯然，這是一個相當沉重的負擔，雖然試驗中較的效果，但在工程實際中，不宜采用NaHCO3。

2、物理恢復法
1）、提混合程度
    通過增加反應器水力停留時間（HRT），或改進反應器的設計，可提厭氧反應器混合程度，降“死區”范圍，進而抑制或減少溝流現象。例如，改變ABR導流擋板的角度與安插方向，可促進水流在反應器底部的均勻分布，大限度地增加反應器的混合程度。此種方法通常用于預防酸化或對酸化進行輔助恢復。
2）、降進水濃度
    通過降進水濃度（通常<2000mg/L），進而降反應器的機負荷，是實現酸化反應器恢復的常用方法。但單獨采用這種方法的恢復效果并不明顯，通常要配合堿液投加方法一起。例如，采用降進水濃度同時配合加入一定NaHCO3的方法將酸化反應器的pH從4.5調至7.0，9d后UASB的pH從初被酸化時的5.4回升到6.5。
3）、處理回流
    處理回流是厭氧反應器進水負荷的條件下，降其進水濃度的一種效措施。采用該方法，回流水中產甲烷階段產生的堿度，可在酸化階段被充分利用，大幅降了反應器進水堿度的需求。此外，該方法不會引起反應器內CO2含量的劇烈變化，可以地提升反應器pH；由于回流水溫度與反應器溫度基本，容易實現反應器溫度的恒定；回流水溶解氧較，不會對反應器內厭氧顆粒污泥產生不影響，因而恢復效果明顯。研究表明：輕度酸化后采用該方法，厭氧反應器pH僅需36h，即可恢復至6.5，因而該方法比較適用于厭氧反應器的酸化恢復。
4）、處理置換
    處理置換是利用儲存的反應器一次性置換反應器內含濃度機酸的污水。由于反應器正常中較的堿度，在換水的同時相當于加入大量的堿，因而該方法既不需要額外的投資(加堿的)，也不需要考慮加堿量，是一種較的恢復辦法。研究顯示，采用該方法僅8d，反應器pH就可以從酸化時的5.35回升到6.58，氣體產量上升，中揮發酸含量恢復到反應器正常運行水平。
3、生物恢復法
1）、加顆粒污泥
    投加新鮮、成熟的顆粒污泥可以快速補充反應器中微生物數量，降負荷，因而是一種時間短、的酸化恢復方法。然而，由于缺乏必要的厭氧顆粒物污泥活性保持技術的，顆粒污泥投加常伴隨昂的成本，因而該方法目前多局限于實驗研究。隨著厭氧顆粒污泥活性快速恢復及活性激活技術的逐漸發展及推廣，該技術望在實際工程中得到。
2）、投加關鍵微生物種群
    厭氧反應器的過渡酸化直接來源于產氫產乙酸菌法及時降解VFA而導致VFA積累，因而通過采取一定的工程措施，使厭氧消化系統中的產氫產乙酸獲得生長，提VFA轉化為乙酸的效率，使后續的產甲烷菌群獲得更多可直接利用的營養底物，將助于加快厭氧消化鏈反應的恢復。

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