上流式厭氧污泥床是厭氧處理工藝中應(yīng)用很廣泛的反應(yīng)器形式之一。污水從反應(yīng)器底部進(jìn)入,靠水力推動(dòng),污泥在反應(yīng)器內(nèi)呈膨脹狀態(tài)?;旌弦撼浞址磻?yīng)后進(jìn)入截面積擴(kuò)展的沉淀區(qū),經(jīng)三相分離器,產(chǎn)生的沼氣從上部進(jìn)入集氣系統(tǒng),污泥靠重力返回反應(yīng)區(qū)。有時(shí)往反應(yīng)器中投加軟性填料,為生物提供附著生長(zhǎng)的表面,以增加生物量。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、負(fù)荷率好、水力停留時(shí)間短、能耗低和無(wú)需設(shè)污泥回流裝置等。
1、工作原理
反應(yīng)器中的厭氧反應(yīng)過(guò)程與其他厭氧生物處理工藝一樣,包括水解,酸化,產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷等。通過(guò)不同的微生物參與底物的轉(zhuǎn)化過(guò)程而將底物轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)物--沼氣、水等無(wú)機(jī)物。在厭氧消化反應(yīng)過(guò)程中參與反應(yīng)的厭氧微生物主要有以下幾種 :
① 水解-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)酵成各種有機(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,它們將簡(jiǎn)單的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳、氫等轉(zhuǎn)化為甲烷UASB由污泥反應(yīng)區(qū)、氣液固三相分離器(包括沉淀區(qū))和氣室三部分組成。在底部反應(yīng)區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥,具有良好的沉淀性 能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進(jìn)行混合接觸,污泥中的微生物分解污水中的有機(jī)物,把它轉(zhuǎn)化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出,微 小氣泡在上升過(guò)程中,不斷合并,逐漸形成較大的氣泡,在污泥床上部由于沼氣的攪動(dòng)形成一個(gè)污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進(jìn)入三相分離器,沼氣碰到分離器下部的反射板時(shí),折向反射板的四 周,然后穿過(guò)水層進(jìn)入氣室,集中在氣室沼氣,用導(dǎo)管導(dǎo)出,固液混合液經(jīng)過(guò)反射進(jìn)入三相分離器的沉淀區(qū),污水中的污泥發(fā)生絮凝,顆粒逐漸增大,并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿著 斜壁滑回厭氧反應(yīng)區(qū)內(nèi),使反應(yīng)區(qū)內(nèi)積累大量的污泥,與污泥分離后的處理出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出,然后排出污泥床。
2、構(gòu) 造
構(gòu)造上的特點(diǎn)是集生物反應(yīng)與沉淀于一體,是一種結(jié)構(gòu)緊湊的厭氧反應(yīng)器。反應(yīng)器主要由下列幾個(gè)部分組成
(1)進(jìn)水配水系統(tǒng)
其主要功能是:
1.將進(jìn)入反應(yīng)器的原廢水均勻地分配到反應(yīng)器整個(gè)橫斷面,并均勻上升;
2.起到水力攪拌的作用。
這都是反應(yīng)器運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
(2)反應(yīng)區(qū)
主要部位,包括顆粒污泥區(qū)和懸浮污泥區(qū)。在反應(yīng)區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥,具有良好凝聚和沉淀性能的污泥在池底部形成顆粒污泥層。廢水從污泥床底部流入,與顆粒污泥混合接觸,污泥中的微 生物分解有機(jī)物,同時(shí)產(chǎn)生的微小沼氣氣泡不斷放出。微小氣泡上升過(guò)程中,不斷合并,逐漸形成較大的氣泡。在顆粒污泥層的上部,由于沼氣的攪動(dòng),形成一個(gè)污泥濃度較小的懸浮污泥層。
(3)三相分離器
由沉淀區(qū)、回流縫和氣封組成,其功能是將氣體(沼氣)、固體(污泥)和液體(廢水)等三相進(jìn)行分離。沼氣進(jìn)入氣室,污泥在沉淀區(qū)進(jìn)行沉淀,并經(jīng)回流縫回流到反應(yīng)區(qū)。經(jīng)沉淀澄清后的廢水作為處 理水排出反應(yīng)器。
三相分離器的分離效果將直接影響反應(yīng)器的處理效果。
(4)氣室
也稱集氣罩,其功能是收集產(chǎn)生的沼氣,并將其導(dǎo)出氣室送往沼氣柜。
(5)處理水排出系統(tǒng)
功能是將沉淀區(qū)水面上的處理水,均勻地加以收集,并將其排出反應(yīng)器。
此外,在反應(yīng)器內(nèi)根據(jù)需要還要設(shè)置排泥系統(tǒng)和浮渣清除系統(tǒng)。
3、特 點(diǎn)
與其他類型的厭氧反應(yīng)器相較有下述優(yōu)點(diǎn):
1. 污泥床內(nèi)生物量多,折合濃度計(jì)算可達(dá)20~30g/L;
2. 容積負(fù)荷率高,在中溫發(fā)酵條件下,一般可達(dá)10kgCOD/(m3·d)左右,甚至能夠高達(dá)15~40kgCOD/(m3·d),廢水在反應(yīng)器內(nèi)的水力停留時(shí)間較短,因此所需池容大大縮小。
3. 設(shè)備簡(jiǎn)單,運(yùn)行方便,勿需設(shè)沉淀池和污泥回流裝置,不需要充填填料,也不需在反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)機(jī)械攪拌裝置,造價(jià)相對(duì)較低,便于管理,且不存在堵塞問(wèn)題。