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厌氧生物处理<六>——升(上)流式厌氧污泥床反应器(UASB)

厌氧生物处理<六>——升(上)流式厌氧污泥床反应器(UASB) 绿创环境
2017-10-09
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导读:厌氧消化池主要用于处理城市污水厂的污泥,也可用于处理固体含量很高的有机废水。污泥经厌氧消化后,一部分有机固体

UASB是(Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket)的英文缩写。名叫上流式厌氧污泥床反应器,是一种处理污水的厌氧生物方法,又叫升流式厌氧污泥床。

1、基本原理

1.1 主要组成

反应区、沉淀区和气室三部分组成。在反应器的底部是浓度较高的污泥层,称污泥床,在污泥床上都是浓度较低的悬浮污泥层,通常把污泥层和悬浮层统称为反应区,在反应区上部设有气、液、固三相分离器。

1.2  主要流程

废水从污泥床底部进入,与污泥床中的污泥进行混合接触,微生物分解废水中的有机物产生沼气,微小沼气泡在上升过程中,不断合并逐渐形成较大的气泡。由于气泡上升产生较强烈的搅动,在污泥床上部形成悬浮污泥层。

气、水、泥的混合液上升至三相分离器内沼气气泡碰到分离器下部的反射板时,折向气室而被有效地分离排出污泥和水则经孔道进入三相分离器的沉淀区在重力作用下,水和泥分离,上清液从沉淀区上部排出,沉淀区下部的污泥沿着斜壁返回到反应区内。

UASB反应器的特征是在反应器构造上:

上部设置气、固、液三相分离器,下部为污泥悬浮层区和污泥床区,废水从反应器底部流入,向上升流至反应器顶部流出,由于混合液在沉淀区进行固液分离,污泥可自行回流到污泥床区,这使污泥床区可保持很高的污泥浓度。

1.3  UASB特点

UASB特点:

(1)反应器内污泥浓度高,一般平均污泥浓度为30-40g/L,其中底部污泥床污泥浓度60-80g/L,污泥悬浮层污泥浓度5-7g/L; 

(2)UASB一个很大特点是能在反应器内实现污泥颗粒化,颗粒污泥的粒径一般为0.1-0.2cm,比重为1.04-1.08,具有良好的沉降性能和很高的产甲烷活性。

(3)有机负荷高,水力停留时间短,中温消化,COD容积负荷一般为

10-20kgCOD/m3.d

(4)反应器内设三相分离器,被沉淀区分离的污泥能自动回流到反应器,一般无污泥回流设备

(5)无混合搅拌设备。投产运行正常后,利用本身产生的沼气和进水来搅动;

(6)污泥床内不填载体,节省造价及避免堵塞问题

(7)UASB反应器不仅适用于处理高、中等浓度的有机废水,也适用于处理如城市废水这样的低浓度有机废水。

缺点:

(1)反应器内有短流现象,影响处理能力;

(2)进水中的悬浮物应比普通消化池低得多,特别是难消化的有机物固体不宜太高,以免对污泥颗粒化不利或减少反应区的有效容积,甚至引起堵塞;

(3)运行启动时间长,对水质和负荷突然变化比较敏感。

2、构造

 UASB反应器主要由下列几部分组成:

2.1 进水配水系统

其功能主要是将废水均匀地分配到整个反应器,并具有进行水力搅拌的功能。这是反应器高效运行的关键之一。一般采用多点进水,使进水较均匀地分布在污泥床断面上。

2.2 反应区

其中包括污泥床区和污泥悬浮层区,有机物主要在这里被厌氧菌所分解,是反应器的主要部位。反应区中污泥层高度约为反应区总高度的1/3,但其污泥量约占全部污泥量的2/3以上。污泥层去除约80%的有机物,悬浮层去除约10%。 

2.3 三相分离器

由沉淀区、回流缝和气封组成。其功能是把气体(沼气)、固体(污泥)和液体分开。固体经沉淀区沉淀后由回流缝回流到反应区,气体分离后进入气室。三相分离器的分离效果将直接影响反应器的处理效果。    

三相分离器应满足以下条件:

(1)沉淀区斜壁角度的50度,使沉淀在斜底上的污泥不积聚,尽快滑回反应区内;

(2)沉淀区的表面负荷应在0.7m3/m2·h以下,混合液进入沉淀区前,通过入流孔道(缝隙)的流速不大于2m/h;

(3)应防止气泡进入沉淀区影响沉淀; 

(4)应防止气室产生大量泡沫;并控制好气室的高度,防止浮渣堵塞出气管,保证气室出气管畅通无阻。从实践来看,气室水面上总是有一层浮渣,其厚度与水质有关。因此,在设计气室高度时,应考虑浮渣层的高度。此外还需考虑浮渣的排放。 

2.4 出水系统

其作用是把沉淀区水面处理过的水均匀地加以收集,排出反应器。 

2.5 气室

也称集气罩,其作用是收集沼气。

2.6 浮渣清除系统

其功能是清除沉淀区液面和气室液面的浮渣。如浮渣不多可省略。

2.7 排泥系统

其功能是均匀地排除反应区的剩余污泥。 

3、UASB的分类

根据不同的处理对象,UASB反应器构造主要可分为两种。

(1)开敞式UASB反应器。

(2)封闭式UASB反应器。

3.1 开敞式UASB反应器

反应器的顶部不加密封,出水水面是开放的,或加一层不密封的盖板,这种UASB反应器主要适用于处理中低浓度的有机废水。

中低浓度废水经UASB反应器处理后,出水中的有机物浓度已较低,在沉淀区产生的沼气数量很少,一般不再收集。构造比较简单,易于施工安装和维修。    

3.2 封闭式UASB反应器

 反应器的顶部加盖密封。在液面与池顶之间形成一个气室,可以同时收集反应区和沉淀区产生的沼气。

适用于处理高浓度有机废水或含硫酸盐较高的有机废水。此种型式反应器的池盖也可为浮盖式。    

UASB反应器的断面形状一般为圆形或矩形。反应器常为钢结构或钢筋混凝土结构。当采用钢结构时,常采用圆形断面,当采用钢筋混凝土结构时,则常用矩形断面。

UASB反应器处理废水一般不加热,利用废水本身的水温。如果需要加热提高反应的温度,则采用与对消化池加热相同的方法。但反应器一般都采用保温措施。反应器必须采取防腐蚀措施。


未完待续

素材来源于网络,绿创环境整理

相关链接:

厌氧生物处理<五>——厌氧消化池

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厌氧生物处理<三>——厌氧消化微生物及其影响因素

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厌氧生物处理<一>——基本原理

水解酸化与厌氧

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