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樂(lè)昌市UASB厭氧反應(yīng)器技術(shù)

    山東明基設(shè)備有限公司在化工污水處理中著明顯的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，近幾年投入大量資金針對(duì)如：精制棉污水處理、棉仔蛋白污水上理、淀粉污水處理、造紙黑液污水處理、醫(yī)藥污水處理、皮革污水處理 、PVC污水處理回用、食品污水處理、果汁廢水處理、焦化污水處理、電污水處理回用、生活污水處理回用、各化工企業(yè)污水處理的研究和實(shí)施。為很多化工企業(yè)解決了污水治理這一難題，并順利達(dá)標(biāo)放或回用，被山東部分部門評(píng)為山東污水處理公行業(yè)先峰。別是在醫(yī)藥中間體廢水處理、棉蛋白廢水處理、精制棉污水處理、棉仔蛋白污水處理、PVC污水處理以及造紙黑液廢水和淀粉廢水處理回用達(dá)到*水平。

   隨著生物發(fā)酵工程固定化技術(shù)的發(fā)展，反應(yīng)器中的污泥效濃度不斷提高，高速厭氧反應(yīng)器發(fā)展?jié)摿?。其中，60年代的厭氧濾器（anaerobic filter，af）和70年代的上流式厭氧污泥床（upflow anaerobic sludge bed，uasb）是兩次較巨大的突破，推動(dòng)了微生物固定化和提高污泥和廢水效率為基礎(chǔ)的一系列高速厭氧反應(yīng)器的新發(fā)展。而uasb則已經(jīng)成為目前較的厭氧處理技術(shù)。

基于af和uasb，目前已經(jīng)出現(xiàn)研究了并厭氧序批間歇式反應(yīng)器(asbr，anaerobic sequencing batch reactor)、厭氧流化床（anaerobic fluidiged bed，afb）、膨脹顆粒污泥床（expanded granular sludge bed，egsb）、生物膜流化床（biofilm fluidized bed，bfb）、生物膜升式懸浮床（biofilm airlift suspension，bas）、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器（interal circulation，ic）等等。

目前（2007年）常見的強(qiáng)效厭氧反應(yīng)器種類：

（1）厭氧序批間歇式反應(yīng)器（asbr）
asbr主要征是以序批式間歇的方式。通常由一個(gè)或幾個(gè)asbr反應(yīng)器組成。asbr一個(gè)的操作周期按次序應(yīng)分為四個(gè)階段：進(jìn)水期、反應(yīng)期、沉降期和水期。單個(gè)asbr反應(yīng)器就是一個(gè)能順利完成周期的處理系統(tǒng)。對(duì)于間歇放的廢水，只要水間歇期足夠長(zhǎng)，使進(jìn)水、反應(yīng)、沉降、水等一連串操作能夠完成，用一個(gè)反應(yīng)器就能達(dá)到處理要求．對(duì)于連續(xù)徘放的廢水，則用幾個(gè)反應(yīng)器輪流接納廢水，分批進(jìn)行處理。

（2）厭氧流化床（afb）
厭氧流化床采用微粒狀顆粒作填料（比如沙粒）。由于微粒粒徑小，反應(yīng)器內(nèi)的上流速度較高，粒子形成流態(tài)化。因此，為了維持這個(gè)速度，高徑比較其它反應(yīng)器大，為了減少污泥損失，采用較大回流比。微粒顆粒小，所以比表面大，流態(tài)化增加了機(jī)質(zhì)與生物膜的物質(zhì)傳遞速率。生物膜的厚度、密度、強(qiáng)度的均一性決定了反應(yīng)器的穩(wěn)定，由于生物膜的剝落和形成難以控制，所以結(jié)果導(dǎo)致了污泥和填料的流失。因此，實(shí)際中真正的厭氧流化床不能實(shí)現(xiàn)，只能作為一個(gè)“膨脹床”。

（3）膨脹顆粒污泥床（egsb）

在uasb的反應(yīng)器基礎(chǔ)上，egsb被研制。egsb上流速達(dá)2.5~6m/h (uasb為0.5~2.5m/h)，反應(yīng)器中污泥部或者部分處于“膨脹化”懸浮狀態(tài)，如同具備較大的高徑比和大回流比。高速上流和產(chǎn)的攪拌使得廢水污泥接粗更加充分，因此水力停留時(shí)間（hrt）可以減小，對(duì)于較低濃度的廢水也可以達(dá)到較好的效果。在理論上，uasb反應(yīng)器適合與高于１５００mgcod/l的廢水，egsb則對(duì)與低于1500mgcod/l仍能達(dá)到很高的負(fù)荷和去除率。同樣egsb也可以看作afb的改良，但是其不用惰性填料，細(xì)菌滯留于本身的形成的污泥顆粒；上流速度較afb小，不形成流態(tài)化只是某種程度的膨脹。

（4）上流污泥床—濾器(ubf)
上流污泥床—濾器(upflow blanket filter，ubf) 器，是在uasb和af的基礎(chǔ)上開發(fā)的復(fù)合式厭氧反應(yīng)。底部是高濃度顆粒污泥組成的污泥床，上部是填料及其附著的生物膜組成的濾料層。反應(yīng)器上部的填料層增加了效容積的生物總量，又可防止污泥的突然洗出，而且對(duì)cod20％左右的去除率。ubf反應(yīng)器可處理的機(jī)負(fù)荷(olr)直接正比例于系統(tǒng)的生物量濃度，這可以通過(guò)改變水力停留時(shí)間(hrt)來(lái)加以控制。 ubf反應(yīng)器在時(shí)，廢水從反應(yīng)器的底部進(jìn)入，順序經(jīng)過(guò)污泥床、填料層進(jìn)行生化反應(yīng)后，從其部出。規(guī)準(zhǔn)ubf反應(yīng)器的高徑比為6，而填料層反應(yīng)器上部的1／3體積處。ubf反應(yīng)器所用的填料多的是聚氨酯泡沫填料。因?yàn)槠浔缺砻娣e大、空隙，具網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、厭氧菌群可以在其表面迅速生長(zhǎng)。而填料并不是影響總cod去除率和顆粒污泥沉降性能的關(guān)鍵因素。在對(duì)高濃度機(jī)廢水相城市廢棄物的處理中， cod去除率受生物量的增殖、olr和hrt影響大。

（5）uasb：上流式厭氧污泥床。
uasb（upflow anaerobic sludge blanket）反應(yīng)器具、處理能力大、機(jī)械攪拌、以及投資省等優(yōu)點(diǎn)，它在高濃度機(jī)工業(yè)廢水的處理中的正在擴(kuò)大。 uasb反應(yīng)器系般由uasb反應(yīng)器、水分離器和水封等幾部分組成。厭氧處理工藝大多在中溫下，反應(yīng)器還常設(shè)加溫和保溫部件。uasb反應(yīng)器的工藝設(shè)計(jì)包括進(jìn)水區(qū)、反應(yīng)區(qū)、三相分離器、沉淀區(qū)及集裝置的設(shè)計(jì)。反應(yīng)器的高度一般在 3.5 ～ 6.5 m之間達(dá)10m左右；對(duì)于絮體污泥床，機(jī)負(fù)荷宜取 5 ～ 6 kgcod／m3•d，水力負(fù)荷宜取0.5 m3/m2•h，大值 1.5 m3/m2•h，反應(yīng)器的高度宜取6m。uasb反應(yīng)器的水力停留時(shí)間一般為幾個(gè)小時(shí)至幾天（2 ～ 4d）；對(duì)于顆粒污泥床，水力負(fù)荷可高達(dá)10 m3/m2•h（相當(dāng)于反應(yīng)器內(nèi)的水流上升流速為10m／h）。大型uasb反應(yīng)器一般采用矩形鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，小型uasb反應(yīng)器則多采用圓柱形鋼結(jié)構(gòu)。

    UASB反應(yīng)器廢水被盡可能均勻的引入反應(yīng)器的底部，污水向上通過(guò)包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應(yīng)發(fā)生在廢水和污泥顆粒接觸的過(guò)程。在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼（主要是甲烷和二氧化碳）引起了內(nèi)部的循環(huán)，這對(duì)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(méi)附著的體向反應(yīng)器部上升。上升到表面的污泥撞擊三相反應(yīng)器體發(fā)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(méi)附著的體被收集到反應(yīng)器部的三相分離器的集室。

   廢水厭氧生物處理是環(huán)境工程與能源工程中的一項(xiàng)重要技術(shù)，是機(jī)廢水強(qiáng)力的處理方法之一，過(guò)去，它多用于城市污水的污泥、機(jī)廢料及其部分高濃度機(jī)廢水的處理，在建筑物形式上主要采用普通消化池，由于存在水力停留時(shí)間長(zhǎng)、機(jī)負(fù)荷低等缺點(diǎn)，較長(zhǎng)時(shí)間限制了它在廢水處理中的，20世紀(jì)70年代以來(lái)，能源短缺日益突出，能能源的廢水厭氧技術(shù)受到重視，研究與實(shí)踐不斷深入，開發(fā)了各種工藝與設(shè)備，大幅度地提高了厭氧反應(yīng)器內(nèi)活性污泥的持量，使處理時(shí)間大大縮短，效率提高。

樂(lè)昌市UASB厭氧反應(yīng)器技術(shù)

     UASB具高的容積機(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)定性和強(qiáng)效性很大程度上取決于生成具優(yōu)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(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不能在較高的負(fù)荷下穩(wěn)定。

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)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。污泥床高度一般為3-8m，多用鋼筋混凝土建造。當(dāng)污水機(jī)物濃度比較高時(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)的面積可采用與沉淀區(qū)相同的面積和池形。當(dāng)污水機(jī)物濃度低時(shí)，需要的沉淀面積大，為了反應(yīng)區(qū)的一定高度，反應(yīng)區(qū)的面積不能太大時(shí)，則可采用反應(yīng)區(qū)的面積小于沉淀區(qū)，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(duì)污泥床的正常和獲良好的出水水質(zhì)起十分重要的，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)滿足以下幾點(diǎn)要求:

1、混和液進(jìn)入沉淀區(qū)之關(guān)，必須將其中的泡予以脫出，防止泡進(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)的表面水力負(fù)荷應(yīng)在0.7m3/m2.h以下，進(jìn)入沉淀區(qū)前，通過(guò)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(méi)于水中;

5、應(yīng)防止集器內(nèi)產(chǎn)生大量泡沫。

2、3兩個(gè)條件可以通過(guò)適當(dāng)沉淀器的深度-面積比來(lái)加以滿足。

對(duì)于低濃度污水，主要用限制表面水力負(fù)荷來(lái)控制;對(duì)于中等濃度和高濃度污水，在高負(fù)荷下，單位橫截面上釋放的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)荷率不過(guò)20kgCOD/m3.d，UASB高度尚未見到大于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(guò)濾。所以在操作過(guò)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，使污泥具良好的絮凝、沉淀性能，不僅對(duì)于分離器的工作是具重要意義，對(duì)于整個(gè)機(jī)物去除率更加至關(guān)重要。