宜賓UASB厭氧反應器
UASB的主要特點是:
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(fā)酵時，容積負荷一般為10kgCOD/m3.d左右;
3、混合攪拌設備，靠發(fā)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(tài)，對下部的污泥層也一定程度的攪動;
4、污泥床不填載體，節(jié)省造及避免因填料發(fā)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(qū)分離出來的污泥重新回到污泥床反應區(qū)內，通?？梢圆辉O污泥回流設備。
碳鋼UASB厭氧反應器達十年，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(wěn)定性和性很大程度上取決于生成具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(qū)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。
根據UASB內污泥形成的形態(tài)和達到的COD容積負荷，可以將污泥顆?；^程大致分為三個運行期:
(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，此運行期污泥沉降性能一般;
(2)顆粒污泥形成期:這一運行期的特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時本運行期即告結束，這一運行期污泥沉降性能不太好;
(3)顆粒污泥成熟期:這一運行期的特點是顆粒污泥大量形成，由下至上逐步充滿整個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(yǎng)成熟。該運行期污泥沉降性很好。
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(fā)生大量漂泥時，提高了可見性，能夠回收污泥保持工藝的穩(wěn)定性;
(4)回流污泥可作進一步分解，可減少剩余污泥量。
UASB內的流態(tài)和污泥分布
UASB內的流態(tài)相當復雜，反應區(qū)內的流態(tài)與產氣量和反應區(qū)高度相關，一般來說，反應區(qū)下部污泥層內，由于產氣的結果，部分斷面通過的氣量較多，形成一股上升的氣流，帶動部分混合液(指污泥與水)作向上運動。與此同時，這股氣、水流周圍的介質則向下運動，造成逆向混合，這種流態(tài)造成水的短流。在遠離這股上升氣、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。懸浮層內混合液，由于氣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。在產氣量較少的情況下，時污泥層與懸浮層明顯的界線，而在產氣量較多的情況下，這個界面不明顯。關試驗表明，在沉淀區(qū)內水流呈推流式，但沉淀區(qū)仍然還死區(qū)和混合區(qū)。
UASB厭氧反應器廢水被盡可能均勻的引入反應器的底部，污水向上通過含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應發(fā)生在廢水和污泥顆粒接觸的過程。在厭氧狀態(tài)下產生的沼氣（主要是甲烷和二氧化碳）引起了內部的循環(huán)，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。上升到表面的污泥撞擊三相反應器氣體發(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，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——沼氣、水等機物
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(wěn)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平穩(wěn)地將pH調節(jié)到理想狀態(tài)，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隨出水流失以及與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質量為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，雖然試驗中較好的效果，但在工程實際中，不宜采用NaHCO3。
2、物理恢復法
1）、提高混合程度
通過增加反應器水力停留時間（HRT），或改進反應器的設計，可提高厭氧反應器混合程度，降“死區(qū)”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，zui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使用。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的出水pH從zui初被酸化時的5.4回升到6.5。
3）、處理出水回流
處理出水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，可以平穩(wěn)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良影響，因而恢復。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）、處理出水置
處理出水置是利用儲存的反應器出水一次性置反應器內含高濃度機酸的污水。由于反應器正常出水中較高的堿度，在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，反應器出水pH就可以從酸化時的5.35回升到6.58，氣體產量上升，出水中揮發(fā)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，降污染負荷，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高昂的，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(fā)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于產氫產乙酸菌法降解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，提高VFA轉化為乙酸的效率，使后續(xù)的產甲烷菌群獲得更多可直接利用的營養(yǎng)底物，將助于加快厭氧消化鏈反應的恢復。
宜賓UASB厭氧反應器
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