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通遼市UASB厭氧反應(yīng)器

反應(yīng)器原理

UASB由污泥反應(yīng)區(qū)、液固三相分離器(包括沉淀區(qū))和室三部分組成。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機(jī)物，把它轉(zhuǎn)化為沼。沼以微小泡形式不斷放出，微小泡在上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的泡，在污泥床上部由于沼的攪動(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，然后穿過水層進(jìn)入室，集中在室沼，用導(dǎo)管導(dǎo)出，固液混合液經(jīng)過反射進(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，然后出污泥床。

通遼市UASB厭氧反應(yīng)器

UASB的啟動(dòng)

1、污泥的馴化
UASB設(shè)備啟動(dòng)的難點(diǎn)是獲得大量沉降性能良好的厭氧顆粒污泥。辦法加以馴化，一般需要3-6個(gè)月，如果靠設(shè)備自身積累，投產(chǎn)期長可長達(dá)1-2年。實(shí)踐表明，投加少量的載體，利于厭氧菌的附著，促進(jìn)初期顆粒污泥的形成;比重大的絮狀污泥比輕的易于顆?；?比甲烷活性高的厭氧污泥可縮短啟動(dòng)期。
2、啟動(dòng)操作要點(diǎn)
(1)一次投加足夠量的接種污泥;
(2)啟動(dòng)初期從污泥床流出的污泥可以不予回流，以使別輕的和細(xì)碎污泥跟懸浮物連續(xù)地從污泥床出體外，使較重的活性污泥在床內(nèi)積累，并促進(jìn)其增殖逐步達(dá)到顆?；?
(3)啟動(dòng)開始廢水COD濃度較低時(shí)，未必就能讓污泥顆?；俣燃涌?
(4)初污泥負(fù)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多種揮發(fā)酸未能效分解之前，不應(yīng)隨意提高機(jī)容積負(fù)荷，這需要跟蹤觀察和水樣化驗(yàn);
(6)可降解的COD去除率達(dá)到70-80%左右時(shí)，可以逐步增加機(jī)容積負(fù)荷率;
(7)為促進(jìn)污泥顆?；?，反應(yīng)區(qū)內(nèi)的小空塔速度不可低于1m/d，采用較高的表面水力負(fù)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)條件可以通過適當(dāng)沉淀器的深度-面積比來加以滿足。
對于低濃度污水，主要用限制表面水力負(fù)荷來控制;對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、沉淀和過濾。所以在操作過程中，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，不僅對于分離器的工作是具重要意義，對于整個(gè)機(jī)物去除率更加至關(guān)重要。
別要注意避免泡進(jìn)入沉淀區(qū)，要使固--液進(jìn)入沉淀區(qū)之前就與泡很好分離。在--液表面上形成浮渣能迫使一些泡進(jìn)入沉淀區(qū)，所以在設(shè)計(jì)中必須事先就考慮到:
(1)采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，盡可能避免浮渣的形成條件，防范浮渣層的形成;
(2)必須要沖散浮渣的設(shè)施或裝置，在污泥反應(yīng)區(qū)一旦出現(xiàn)浮渣的情況下，能夠及時(shí)破壞浮渣層的形成，或能夠及時(shí)除浮渣。
如上所述，UASB中污水與污泥的混合是靠上升的水流和發(fā)酵過程中產(chǎn)生的泡來完成的。因此，一般采用多點(diǎn)進(jìn)水，使進(jìn)水均勻地分布在床斷面上，其中的關(guān)鍵是要均勻--勻速、勻量。
UASB容積的計(jì)算一般按機(jī)物容積負(fù)荷或水力停留時(shí)間進(jìn)行。設(shè)計(jì)時(shí)可通過試驗(yàn)決定參數(shù)或參考同類廢水的設(shè)計(jì)和參數(shù)。

厭氧生物處理反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)的注意事項(xiàng)哪些
（1）厭氧化物處理反應(yīng)器在投入之前，必須進(jìn)行充水試驗(yàn)和密性試驗(yàn)。充水試驗(yàn)要求漏水現(xiàn)象，密性試驗(yàn)要求池內(nèi)加壓到350mm水柱，穩(wěn)定15min后壓力降小于100 mm水柱。而且在進(jìn)行厭氧污泥的培養(yǎng)和馴化之前，使氮吹掃。
（2）厭氧活性污泥從處理同類污水的正在的厭氧處理構(gòu)筑物中取得，也可取自江河湖泊沼澤底部、市政下水道及污水集積處等處于厭氧環(huán)境下的淤泥，甚至還可以使用好氧活性污泥法的剩余污泥進(jìn)行轉(zhuǎn)性培養(yǎng)，但這樣做需要的時(shí)間要更長的一些。
（3）厭氧化物處理反應(yīng)器因?yàn)槲⑸镌鲋尘徛?，一般需要的啟運(yùn)時(shí)間較長，如果能接種大量的厭氧污泥，可以縮短啟動(dòng)時(shí)間。一般接種污泥的數(shù)量要達(dá)到反應(yīng)器容積的10% ~9%，具保值根據(jù)接種污泥的來源情況而定。接種量越大，啟動(dòng)時(shí)間越短，如果接種污泥中含大量的甲烷菌，效果會(huì)更好。
（4）采用中溫消化或高溫消化時(shí)，加熱升溫的速度越慢越好，一定不能過1℃/h。同時(shí)對含碳水化合物較多、缺乏堿性緩沖物質(zhì)的廢水時(shí)，需要補(bǔ)充投加一部分堿源，并嚴(yán)格控制反應(yīng)器內(nèi)的PH值在6.8~7.8之間。
（5）啟動(dòng)時(shí)的初始機(jī)負(fù)荷與厭氧處理方法、待處理廢水性質(zhì)、溫度等工藝條件及接種污泥的性質(zhì)等關(guān)，一般從較低的負(fù)荷開始，再逐步增加負(fù)荷完成啟運(yùn)過程。例如UASB啟動(dòng)時(shí)，初始機(jī)負(fù)荷一般為0.1~0.2kgCODCR/（kgMLSS•d），當(dāng)CODCR去除率達(dá)到80%或出水中揮發(fā)性機(jī)酸VFA的濃度低于1000mg/L后，再按原負(fù)荷50%的遞增幅度增加負(fù)荷。如果出水中VFA濃度較高，則不宜提高負(fù)荷，甚至要酌情降低負(fù)荷。
（6）厭氧反應(yīng)器的出水以一定的回流以返回反應(yīng)器，可以回收部分流失的污泥及出水中的緩沖性物質(zhì)、平衡反應(yīng)器中水的PH值。一般附著型的反應(yīng)裝置因填料具一定的攔截，可以不用回流出水；而懸浮生長型反應(yīng)裝置啟動(dòng)時(shí)因污泥易于流失，可適當(dāng)出水回流。
（7）對于縣浮型厭氧反應(yīng)裝置，可以投加粉末煙煤、簽名冊水砂礫、粉末活性炭或絮凝劑，促進(jìn)污泥的顆?；?。
（8）啟動(dòng)初期水力負(fù)代號(hào)過高可能造成污泥的大量流失，水力負(fù)荷過低又不利于厭氧污泥的篩選。一般在啟動(dòng)初期 選用較低的水力負(fù)荷，經(jīng)過數(shù)周后再緩慢平穩(wěn)地遞增。

一般來說，廢水中復(fù)雜機(jī)物物料比較多，通過厭氧分解分四個(gè)階段加以降解：

（1）水解階段：高分子機(jī)物由于其大分子體積，不能直接通過厭氧菌的細(xì)胞壁，需要在微生物體外通過胞外酶加以分解成小分子。廢水中特例的機(jī)物質(zhì)比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被分解成短肽和氨基酸。分解后的這些小分子能夠通過細(xì)胞壁進(jìn)入到細(xì)胞的體內(nèi)進(jìn)行下一步的分解。

（2）酸化階段：上述的小分子機(jī)物進(jìn)入到細(xì)胞體內(nèi)轉(zhuǎn)化成更為簡單的化合物并被分配到細(xì)胞外，這一階段的主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸（VFA），同時(shí)還部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫、氨、硫化氫等產(chǎn)物產(chǎn)生。

（3）產(chǎn)乙酸階段：在此階段，上一步的產(chǎn)物進(jìn)一步被轉(zhuǎn)化成乙酸、碳酸、氫以及新的細(xì)胞物質(zhì)。

（4）產(chǎn)甲烷階段：在這一階段，乙酸、氫、碳酸、甲酸和甲醇都被轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳和新的細(xì)胞物質(zhì)。這一階段也是整個(gè)厭氧過程較為重要的階段和整個(gè)厭氧反應(yīng)過程的限速階段。

再上述四個(gè)階段中，人認(rèn)為二個(gè)階段和三個(gè)階段可以分為一個(gè)階段，在這兩個(gè)階段的反應(yīng)是在同一類細(xì)菌體類完成的。前三個(gè)階段的反應(yīng)速度很快，如果用莫諾方程來模擬前三個(gè)階段的反應(yīng)速率的話，Ks（半速率常數(shù)）可以在50mg/l以下，μ可以達(dá)到5KgCOD/KgMLSS.d。而四個(gè)反應(yīng)階段通常很慢，同時(shí)也是較為重要的反應(yīng)過程，在前面幾個(gè)階段中，廢水的中污染物質(zhì)只是形態(tài)上發(fā)生變化，COD幾乎沒什么去除，只是在四個(gè)階段中污染物質(zhì)變成甲烷等體，使廢水中COD大幅度下降。同時(shí)在四個(gè)階段產(chǎn)生大量的堿度這與前三個(gè)階段產(chǎn)生的機(jī)酸相平衡，維持廢水中的PH穩(wěn)定，反應(yīng)的連續(xù)進(jìn)行。

三 水解反應(yīng)

水解可定義為復(fù)雜的非溶解性的聚合物被轉(zhuǎn)化成簡單的溶解性單體和二聚體的過程。水解反應(yīng)針對不同的廢水類型差別很大，這要取決于胞外酶能否效的接觸到底物。因此，大的顆粒比小顆粒底物要難降解很多，比如造紙廢水、印染廢水和制藥廢水的木質(zhì)素、大分子纖維素就很難水解。

水解速度的可由以下動(dòng)力學(xué)方程加以描述：

ρ=ρo/(1+Kh.T)

ρ ——可降解的非溶解性底物濃度（g/l）；

ρo———非溶解性底物的初始濃度（g/l）；

Kh——水解常數(shù)（d－1）；

T——停留時(shí)間（d）。

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