張掖UASB厭氧反應器

附屬設備

1、剩余沼氣燃燒器

    一般不允許將剩余沼氣向空氣中排放，以防污染大氣。在確剩余沼氣法利用時，可安裝余氣燃燒器將其燒掉。燃燒器應裝在安地區(qū)，并應在其前安裝閥門和阻火器。剩余氣體燃燒器，是—種安裝置，要能自動特點火和自動滅火。剩余氣體燃燒器和消化池蓋、或貯氣柜之間的距離，一般至少需要15m，并應設置在容易監(jiān)視的開闊地。

2、保溫加熱設備

    厭氧消化像其他生物處理工藝一樣受溫度影響很大，厭氧工藝受溫度影響更加突出。中溫厭氧消化的溫度范圍從30～35℃，可以計算在20℃和10℃的消化速率大約分別是30℃下值的35%和12%。所以，加溫和保溫的重要性是不言而喻的。如果工或附近可利用的廢熱或者需要從出水中間收效量，則安裝熱交器是必要的。

3、監(jiān)控設備

     為提高厭氧反應器的性，必須設置各種類型的計量設備和儀表，如控制進水量、投藥量等計量設備和pH計(酸度計)、溫度測量等自動化儀表。自動計量設備和儀表是自動控制的基礎。對UASB厭氧反應器實行監(jiān)控的主要兩個，一個是了解進出水的情況，以便觀測進水是否滿足工藝設計情況;另外一個是為了控制各工藝的運行，判斷工藝運行是否正常。由于UASB厭氧反應器的殊性還要增加一些檢測項目，如揮發(fā)性機酸(VFA)、堿度和甲烷等。但是，這些設備屬于規(guī)準設備，一些設備還很難形成在線的測量和控制。

張掖UASB厭氧反應器

預處理
    污水進行預處理的主要是去除污水中的固體污物，調節(jié)水質水量和消納糞便，利于后續(xù)處理。
1、化糞池
   用于污水處理的化糞池主要普通化糞池和沼氣凈化池。普通化糞池和沼氣凈化池的原理是通過沉淀的先將機固體污染物截留，然后通過厭氧微生物的將機物降解。沼氣凈化池處理效率優(yōu)于普通化糞池。化糞池的沉淀部分和腐化部分的計算容積，應按《建筑給水排水》(GBJ15-88)。污水在化糞池中停留時間不宜小于36ｈ。對于污泥處置的污水處理系統(tǒng)，化糞池容積還應括貯存污泥的容積。
2、預消毒池
    預消毒的是降污水中病原微生物的含量以減少操作人員受到病原微生物感染的機會。
    (1)傳染病病人的排泄物進行預消毒后排入化糞池。
    (2)傳染病污水在進入污水處理系統(tǒng)前必須預消毒，預消毒池的接觸時間不宜小于0.5小時。常用的消毒劑次氯酸鈉、過氧乙酸和二氧化氯等，糞便消毒也可采用石灰。
    (3)對于普通綜合，可不設預消毒池。
    (4)生化處理如采用加氯進行預消毒則需進行脫氯，或采用臭氧進行預消毒。
3、格柵
    在污水處理系統(tǒng)或水泵前宜設置格柵，格柵井與調節(jié)池可采用合建的方式。
    (1)傳染病的格柵應選用自動機械格柵；在普通宜選用自動機械格柵(小規(guī)?？筛鶕?jù)實際情況采用手動格柵)。
    (2)格柵井應密閉，設置通風罩，收集廢氣以進行集中處理；
    (3)柵渣與污水處理產生污泥等一同集中消毒，外運焚燒。消毒可采用巴氏蒸汽消毒或投加石灰等方式。
    (4)設計應遵循《室外排水》GBJ 14－87(1997)等關規(guī)定。

    UASB工藝近年來在外發(fā)展很快，面很寬，在各個行業(yè)都，性規(guī)模不等。實踐證明，它是污水實現(xiàn)資化的一種技術成熟可行的污水處理工藝，既解決了環(huán)境污染問題，又能取得較好的效益，具廣闊的前景。

    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終產物——沼氣、水等機物

在厭氧消化反應過程中參與反應的厭氧微生物主要以下幾種：

    ① 解—發(fā)酵(酸化)細菌，它們將復雜結構的底物水解發(fā)酵成各種機酸，乙醇，糖類，氫和二氧化碳；

    ② 乙酸化細菌，它們將*步水解發(fā)酵的產物轉化為氫、乙酸和二氧化碳；

    ③ 產甲烷菌，它們將簡單的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳、氫等轉化為甲烷 。

反應器原理

    UASB由污泥反應區(qū)、氣液固三相分離器(括沉淀區(qū))和氣室三部分組成。在底部反應區(qū)內存留大量厭氧污泥，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行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的機物，把它轉化為沼氣。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形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進入氣室，集中在氣室沼氣，用導管導出，固液混合液經過反射進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區(qū)內，使反應區(qū)內積累大量的污泥，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。

基本要求:

    (1)為污泥絮凝提供利的物理、化學和力學條件，使厭氧污泥獲得并保持良好的沉淀性能;

    (2)良好的污泥床?？尚纬梢环N相當穩(wěn)定的生物相，保持定的微生態(tài)環(huán)境，能抵抗較強的擾動力，較大的絮體具良好的沉淀性能，從而提高設備內的污泥濃度;

    (3)通過在污泥床設備內設置一個沉淀區(qū)，使污泥細顆粒在沉淀區(qū)的污泥層內進一步絮凝和沉淀，然后回流入污泥床內。

厭氧生物處理的主要特點些?

    ⑴ 能耗較：因為厭氧生物處理不需要供氧，能消耗約為好氧活性污泥法的1/10，還能產生具較高熱值的甲烷氣(CH4)。每去除1gCODcr可以產生0.35規(guī)準升甲烷或0.7規(guī)準升沼氣。沼氣的熱值為22.7KJ/L,甲烷的熱值為39300KJ/m3，一般天然氣的熱值為34300KJ/m3 。

    ⑵ 污泥產量：因為厭氧微生物的增殖速率比好氧微生物得多，好氧生物處理系統(tǒng)每處理1kgCODcr產生的污泥量為0.25～0.6kg，而厭氧生物處理系統(tǒng)每處理1kgCODcr產生的污泥量只0.02～0.18kg。

    ⑶可對好氧生物處理系統(tǒng)不能降解的一些大分子機物進行*降解或部分降解。

    ⑷ 厭氧微生物對溫度、PH等環(huán)境因素的變化更為敏感，運行管理好厭氧生物處理系統(tǒng)的難度較大。

    ⑸ 水溫適應廣：好氧處理水溫在10～35℃之間，當高溫時就需采取降溫措施;而厭氧處理水溫適應，分溫厭氧(10～30℃)、中溫厭氧(30～40℃)和高溫厭氧(50～60℃)。

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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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，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(xiàn)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從初被酸化時的5.4回升到6.5。