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西安UASB厭氧反應(yīng)器

簡介：

   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，附著和沒附著的體被收集到反應(yīng)器部的三相分離器的集室。

厭氧過程對環(huán)境條件要求比較嚴(yán)格:

Ⅰ、氧化還原電位(φE)與溫度
氧的溶入和氧化態(tài)、氧化劑的存在:Fe3+、Cr2O72-、NO3-、SO42-、PO43-、H+會使體系中電位升高，對厭氧消化不利。
高溫消化--500~600mv，50~55℃
中溫消化--300~380mv，30~38℃
產(chǎn)酸菌對氧還-還電位要求不甚嚴(yán)格+100~-100mv
產(chǎn)甲烷菌對氧還-還電位要求嚴(yán)格<-350mv
Ⅱ、pH及堿度
pH主要取決于三個生化階段的平衡狀態(tài)，原液本身的pH和發(fā)酵系統(tǒng)中產(chǎn)生的CO2分壓(20.3~40.5kpa)，正常發(fā)酵pH=7.2~7.4，機負荷太大，水解和酸化過程的生化速率大大過產(chǎn)速率。將導(dǎo)致水解產(chǎn)物機酸的積累使pH下降，抑制甲烷菌的機能，使化速率銳減，所以原液pH=6~8，發(fā)酵過程機酸濃度不過3000mg/L為佳(以乙酸計)。
HCO3-及NH3是形成厭氧處理系統(tǒng)堿度的主要原因，高的堿度具較強的緩沖能力，一般要求堿度2000mg/L以上，NH3濃度50~200mg/L為佳。
Ⅲ、毒物--凡對厭氧處理過程起抑制和毒害的物質(zhì)都可稱為毒物，機酸濃度不應(yīng)使消化液pH<6.8;不應(yīng)高于1500mg/L，其它陰離子濃度參見 P148表9-2。
折疊工藝操作條件
Ⅰ、生物量--大小以污泥濃度表示，一般介于10~30gvss/L之間，為防止反應(yīng)器中污泥流失，可采用裝入填料介質(zhì)使細菌附著掛膜，調(diào)節(jié)水流速度或污泥回流量。
Ⅱ、負荷率--表示消化裝置處理能力的一個參數(shù)，負荷率三種表示方法:
①容積負荷率--反應(yīng)器單位效容積在單位時間內(nèi)接納的機物量kg/m3•d。
②污泥負荷率--反應(yīng)器內(nèi)單位重的污泥在單位時間內(nèi)接納的機物量kg/kg•d。
③投配率--每天向單位效容積投加的材料的體積m3/m3•d。
投配率的倒數(shù)為平均停留時間或消化時間，單位為d(天)，投配率池可用百分率表示。
負荷率的影響:
①當(dāng)機物負荷率很高時，營養(yǎng)充分，代謝產(chǎn)物機酸產(chǎn)量很大，過甲烷菌的吸收利用能力，機酸積累pH下降，是低效不穩(wěn)定狀態(tài)。
②負荷率適中，產(chǎn)酸細菌代謝產(chǎn)物中的機物(機酸)基本上能被甲烷菌及時利用，并轉(zhuǎn)化為沼，殘存機酸量僅為幾百毫克/升。pH=7~7.5，呈弱堿性，是強效穩(wěn)定發(fā)酵狀態(tài)。
③當(dāng)機負荷率小，供給養(yǎng)料不足，產(chǎn)酸量偏少，pH>7.5是堿性發(fā)酵狀態(tài)，是低效發(fā)酵狀態(tài)。
Ⅲ、溫度控制--發(fā)酵要求較高的溫度，每去除8000mg/L的COD所產(chǎn)沼，能使水溫升高10℃，一般工藝設(shè)計中溫消化30~35℃。
Ⅳ、pH的控制--當(dāng)液料pH<6.5或高于8.0，則要調(diào)整液料pH。
pH<6.8~7，應(yīng)減少機負荷率，
pH<6.5，應(yīng)停止加料，必要時加入石灰中和。
發(fā)酵或酸化階段
發(fā)酵可定義為機物化合物既作為電子受體也是電子供體的生物降解過程，在此過程中溶解性機物被轉(zhuǎn)化為以揮發(fā)性脂肪酸為主的末端產(chǎn)物，因此這一過程也稱為酸化。
在這一階段，上述小分子的化合物發(fā)酵細菌（即酸化菌）的細胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更為簡單的化合物并分泌到細胞外。發(fā)酵細菌絕大多數(shù)是嚴(yán)格厭氧菌，但通常約1%的兼性厭氧菌存在于厭氧環(huán)境中，這些兼性厭氧菌能夠起到保護像甲烷菌這樣的嚴(yán)格厭氧菌免受氧的損害與抑制。這一階段的主要產(chǎn)物揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫、氨、硫化氫等，產(chǎn)物的組成取決于厭氧降解的條件、底物種類和參與酸化的微生物種群。與此同時，酸化菌也利用部分物質(zhì)合成新的細胞物質(zhì)，因此，未酸化廢水厭氧處理時產(chǎn)生更多的剩余污泥。
在厭氧降解過程中，酸化細菌對酸的耐受力必須加以考慮。酸化過程pH下降到4時能可以進行。但是產(chǎn)甲烷過程pH值的范圍在6.5～7.5之間，因此pH值的下降將會減少甲烷的生成和氫的消耗，并進一步引起酸化末端產(chǎn)物組成的改變。

UASB反應(yīng)器的工藝特點：

   UASB反應(yīng)器的基本征是不用吸附載體，就能形成沉降性能良好的粒狀污泥，保持反應(yīng)器內(nèi)高濃度的微生物，因而可以承受較高的COD負荷(可高達30~50kgCOD/(m3˙d)以上)，COD去除率可達90%以上。而好氧生物處理中，效果的好氧純生物流化床。深井曝等工藝COD負荷也只10kgCOD/(m3˙d)左右，COD去除率為70%~80%。與其他厭氧生物反應(yīng)器相比，UASB的點如下。

反應(yīng)器內(nèi)可培養(yǎng)出厭氧顆粒污泥：

UASB反應(yīng)器在處理大多數(shù)機廢水時，只要操作方法正確，一般均可在反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)出厭氧顆粒污泥，厭氧顆粒污泥的性是很高的去除機物活性，密度比絮體污泥大，具良好的沉淀性能，時反應(yīng)器內(nèi)可維持很高的生物量。

實現(xiàn)了污泥泥齡(SRT)與水力停留時間(HRT)的分離：

由于在反應(yīng)器內(nèi)能維持很高的生物量，污泥泥齡很長，廢水在反應(yīng)器內(nèi)的HRT較短，時SRT大于HRT，因而反應(yīng)器具很高的容積負荷率和很好的性，這是現(xiàn)代厭氧反應(yīng)器與傳統(tǒng)厭氧反應(yīng)器的大區(qū)別。

UASB反應(yīng)器的詳細設(shè)計

1) 反應(yīng)器的體積和高度

采用水力停留時間進行設(shè)計時，體積(V)按公式(1)或(2)計算。反應(yīng)器高度的原則是設(shè)計、和上綜合考慮的結(jié)果。從設(shè)計、方面考慮：高度會影響上升流速，高流速增加系統(tǒng)擾動和污泥與進水之間的接觸。但流速過高會引起污泥流失，為保持足夠多的污泥，上升流速不能過一定的限值，從而使反應(yīng)器的高度受到限制；高度與CO2溶解度關(guān)，反應(yīng)器越高溶解的CO2濃度越高，因此，pH值越低。如pH值低于值，會危害系統(tǒng)的效率。從上考慮: 土方工程隨池深增加而增加，但占地面積則相反；考慮當(dāng)?shù)氐暮蚝偷匦螚l件，一般將反應(yīng)器建造在半地下減少建筑和保溫。的反應(yīng)器高度(深度)一般是在4到6m之間，并且在大多數(shù)情況下這也是系統(tǒng)的范圍。

2) 反應(yīng)器的升流速度

對于UASB反應(yīng)器還其他的流速關(guān)系(圖2)。對于日平均上升流速的值見表3，應(yīng)該注意對短時間(如2～6h)的高峰值是可以承受的(即暫時的高峰流量可以接收)。表3 UASB和EGSB允許上升流速(平均日流量) Vr＝0.25~3.0m/h

3) 反應(yīng)器的截面積和反應(yīng)器的長、寬(或直徑)

在確定反應(yīng)器的容積和高度(H)之后，可確定反應(yīng)器的截面積(A)。從而確定反應(yīng)器的長和寬，在同樣的面積下正方形池的周長比矩形池要小，矩形UASB需要更多的建筑材料。以表面積為600m2的反應(yīng)器為例，30×20m的反應(yīng)器與15m×40m的反應(yīng)器周長相差10%，這意味著建筑要增加10%。但從布水均勻性考慮，矩形在長/寬比較大較為合適。從布水均勻性和性考慮，矩形池在長/寬比在2:1以下較為合適。長/寬比在4:1時增加十分突出。圓形反應(yīng)器在同樣的面積下，其周長比正方形的少12%。但這一優(yōu)點僅僅在采用單個池子時才成立。當(dāng)建立兩個或兩個以上反應(yīng)器時，矩形反應(yīng)器可以采用共用壁。對于采用公共壁的矩形反應(yīng)器，池型的長寬比對造價也較大的影響。如果不考慮其他因素，這是一個在設(shè)計中需要優(yōu)化的參數(shù)。

4) 單元反應(yīng)器大體積和分格化的反應(yīng)器

在UASB反應(yīng)器的設(shè)計中，采用分格化對操作是益的。先，分格化的單元尺寸不會過大，可避免體積過大帶來的布水均勻性等問題；同時多個反應(yīng)器對系統(tǒng)的啟動也是益的，可先啟動一個反應(yīng)器，再用這個反應(yīng)器的污泥去接種其他反應(yīng)器；另外，利于維護和檢修，可放空一個反應(yīng)器進行檢修，而不影響系統(tǒng)的。從目前實踐看大的單體UASB反應(yīng)器可為1000-2000m3。

5) 單元反應(yīng)器的系列化

單元的規(guī)準(zhǔn)化根據(jù)三相分離器尺寸進行，三相分離器的型式趨向于多層箱體的設(shè)備化結(jié)構(gòu)。以2×5m的三相分離器為例，原則上講多種配合形式。但從規(guī)準(zhǔn)化和系列化考慮，要求具通用性和簡單性。所以，池子寬度是以5m為模數(shù)，長度方向是以2m為模數(shù)。布置單元尺寸的方式可分成單池單個分離器和單池兩個分離器的形式。原則上如果采用管道或渠道布水，池子的長度是不受限制。如前所述，由于長寬比涉及到反應(yīng)器的性，所以要結(jié)合池子組數(shù)考慮適當(dāng)?shù)拈L寬比。對寬度為10m的單個反應(yīng)器，2:1的長寬比的反應(yīng)器可達到2000m3的池容。對更大的反應(yīng)器，如果需要也可采用雙池共用壁的型式。

  USAB系統(tǒng)原理是在形成沉降性能良好的污泥絮體的基礎(chǔ)上，并結(jié)合在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置污泥沉淀系統(tǒng)，使體、液體和固體得到分離，形成和保持沉淀性能良好的污泥（顆?；蛘咝鯛钗勰啵荱SAB系統(tǒng)良好的根本點。  

西安UASB厭氧反應(yīng)器

分離裝置

三相分離器是UASB反應(yīng)器zui點和zui重要置。它同時具兩個功能：

1) 能收集從分離器下的反應(yīng)室產(chǎn)生的沼;

2) 使得在分離器之上的懸浮物沉淀下來。

三相分離器設(shè)計要點：

1) 集室的隙縫部分的面積應(yīng)該占反應(yīng)器部面積的15～20%;

2) 在反應(yīng)器高度為5～7m時，集室的高度在1.5～2m;

3) 在集室內(nèi)應(yīng)保持液界面以釋放和收集體，防止浮渣或泡沫層的形成;

4) 在集室的上部應(yīng)該設(shè)置消泡噴嘴，當(dāng)處理污水嚴(yán)重泡沫問題時消泡;

5) 反射板與隙縫之間的遮蓋應(yīng)該在100～200mm以避免上升的體進入沉淀室;

6) 出管的直管應(yīng)該充足以從集室引出沼，別是泡沫的情況。

對于低濃度污水處理，當(dāng)水力負荷是限制性時，在三相分離器縫隙處保持大的過流面積，使得zui大的上升流速在這一過水?dāng)嗝嫔媳M可能的低是十分重要的。

   明基設(shè)備有限公司坐落于濰坊市。是主要生產(chǎn)水處理設(shè)備的，本是一家從事設(shè)備的設(shè)計、開發(fā)、，、技術(shù)培訓(xùn)、水處理藥劑研究與零配件為一體的創(chuàng)新技術(shù)企業(yè)。