UASB厭氧反應(yīng)器

UASB厭氧反應(yīng)器又稱UASB反應(yīng)器、UASB厭氧塔，由荷蘭與20世紀(jì)70年代初開發(fā)出來的。運(yùn)行原理是污水通過布水裝置依次進(jìn)入底部的污泥層和中上部的污泥懸浮層，與其中的厭氧微生物進(jìn)行反應(yīng)生成沼氣，氣、液、固混合液通過上部的三相分離器進(jìn)行分離，污泥回落到污泥懸浮區(qū)，分離后的污水排出系統(tǒng)，同時回收厭氧反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣。

一、設(shè)備結(jié)構(gòu):  

UASB厭氧塔底部的污泥區(qū)和中上部的氣、液、固三相分離區(qū)組合為一體的厭氧硝化裝置。UASB反應(yīng)器主要組成包括：進(jìn)水配水系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)、三相分離器、出水系統(tǒng)、氣室、浮渣收集系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)。

1)進(jìn)水配水系統(tǒng)

進(jìn)水配水系統(tǒng)兼有配水與水力攪拌的功能，有效的配水是保證系統(tǒng)高效運(yùn)行的關(guān)鍵之一。

2)反應(yīng)區(qū)

又分為污泥床區(qū)和污泥懸浮區(qū)，其中污泥床區(qū)集中了大部分高活性的顆粒污泥，是有機(jī)物主要降解場所；污泥懸浮區(qū)是絮狀污泥集中的區(qū)域。

3)三相分離器

由沉淀、回流、氣封等組成。主要是講固、液、氣三相分離；保證出水水質(zhì)；保證反應(yīng)器內(nèi)污泥量和利于污泥顆粒化等。

4)出水系統(tǒng)

利于將經(jīng)過沉淀后的水均勻收集，并排出反應(yīng)器

5)氣室

主要是收集沼氣。

6)浮渣收集系統(tǒng)

主要是清除沉淀區(qū)液面和氣室液面的浮渣

7)排泥系統(tǒng)

只要是均勻的排出反應(yīng)器的剩余污泥。

二、性能特點(diǎn):  

UASB厭氧塔是污水處理設(shè)備里面常用的一種設(shè)備，它可以使升流式厭氧生物濾池適當(dāng)減小填料層厚度，在池底與填料之間留出一定的空間，當(dāng)污水依次通過懸浮污泥層及填料層，有機(jī)物將與污泥層顆粒污泥及填料生物膜上的微生物接觸并被分解掉，因此又構(gòu)成一個UASB處理工藝。

1、UASB厭氧塔結(jié)構(gòu)緊湊，集厭氧生物濾池（AF）與升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB），和沉淀于一體。

2、該產(chǎn)品的大特點(diǎn)是能在反應(yīng)器內(nèi)形成顆粒污泥，使反應(yīng)器內(nèi)平均污泥濃度達(dá)到30～40g/L,底部污泥濃度可高達(dá)60～80g/L。

3、具有很高的容積負(fù)荷，一般為10～20kgCODCr/(m3·d)，高可達(dá)30kgCODcr/(m3·d)。而且水力停留時間短，通常采用中溫厭氧消化，有時可以在常溫下運(yùn)行。

4、反應(yīng)器內(nèi)設(shè)三相分離器，在沉淀區(qū)分離的污泥能自動回流到反應(yīng)區(qū)，而且還增加了回流裝置。并利用自身產(chǎn)生的沼氣和進(jìn)水水流來實(shí)現(xiàn)攪拌混合，也不需要混合攪拌設(shè)備。因此，簡化了工藝環(huán)節(jié)和減少了系統(tǒng)工藝設(shè)備，維護(hù)運(yùn)行較簡單。

5、UASB厭氧塔內(nèi)設(shè)有生物載體區(qū)，是一種懸浮生長型和附著生長的厭氧消化方法，厭氧復(fù)合床反應(yīng)器（UBF）與厭氧生物濾池相比，減少了填料層的高度，也就減少了濾池被堵塞的可能性；與UASB法相比，填料層既是厭氧微生物的載體，又可截留水流中的懸浮厭氧活性污泥碎片，從而能使厭氧反應(yīng)器保持較高的微生物量，并使出水水質(zhì)得到保證。

三、設(shè)計參數(shù)

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)生的沼氣(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有利。在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上，附著和沒有附著的氣體向反應(yīng)器頂部上升。上升到表面的污泥撞擊三相反應(yīng)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，附著和沒有附著的氣體被收集到反應(yīng)器頂部的三相分離器的集氣室。

1)平均污泥濃度30~40g/L，泥齡30d以上。

2)進(jìn)水溫度：常溫厭氧溫度：20~25℃；中溫厭氧溫度：35~40℃；高溫厭氧溫度：50~60℃；

3)不同反應(yīng)溫度下的進(jìn)水容積負(fù)荷

4)C:N:P=(100~500):5:1,進(jìn)水COD濃度≥1500mg/L；B/C≥0.3；進(jìn)水懸浮物含量≤1000mg/L，否則應(yīng)設(shè)置混凝沉淀；進(jìn)水氨氮含量≤2000mg/L；進(jìn)水硫酸鹽含量≤1000mg/L；嚴(yán)格控制重金屬、氰化物、酚類等物質(zhì)進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)塔。

5)反應(yīng)器內(nèi)上升流速一般為0.5~1.5m/h，一般控制在0.6~0.9 m/h

6)最大USAB反應(yīng)器的體積≤2000m3。

7)配水孔口的負(fù)荷應(yīng)考慮面積、溫度、進(jìn)水與污泥混合的情況、配水孔堵塞的情況。具體數(shù)值見下表

8)進(jìn)水方式：間歇脈沖式、連續(xù)式、連續(xù)與間歇相結(jié)合等方式；布水管形式有一管多空、一管一孔、和分枝狀等多種形式。

其中連續(xù)式一管一點(diǎn)布水，其配水管徑在50~80mm,材質(zhì)為UPVC或ABS，為了防止堵塞，通常選擇較大的管徑。一管多點(diǎn)配水出水流速≥2m/s。

脈沖方式的脈沖周期偉4~6min，充放比去(4~5):1

9)三相分離器構(gòu)造

沉淀器傾角45°~60°之間。

集氣室的縫隙部分的面積占反應(yīng)器全部面積的15%~20%。

反應(yīng)器高度5~7m時，集氣室的高度在1.5~2m。

氣體釋放速率1~3m3/(㎡.h)

集氣室上部設(shè)置消泡噴嘴。

10)出水系統(tǒng)采用多槽式出水堰出水，并設(shè)置浮渣擋板。出水堰最大表面負(fù)荷≤1.7L/(m.s)。出水堰上水頭應(yīng)大于25mm。

11)UASB反應(yīng)器進(jìn)水PH保持在6.5~7.8之間，否則應(yīng)設(shè)置PH調(diào)節(jié)池或中和池。

12)上升流速一般≤0.5m/h

三、三相分離器

三相分離器是UASB反應(yīng)器最有特點(diǎn)和最重要的裝置。它同時具有兩個功能：

1)能收集從分離器下的反應(yīng)室產(chǎn)生的沼氣;

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(diǎn)匯總：

1)集氣室的隙縫部分的面積應(yīng)該占反應(yīng)器全部面積的15～20%;

2)在反應(yīng)器高度為5～7m時，集氣室的高度在1.5～2m;

3)在集氣室內(nèi)應(yīng)保持氣液界面以釋放和收集氣體，防止浮渣或泡沫層的形成;

4)在集氣室的上部應(yīng)該設(shè)置消泡噴嘴，當(dāng)處理污水有嚴(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以避免上升的氣體進(jìn)入沉淀室;

6)出氣管的直管應(yīng)該充足以保證從集氣室引出沼氣，特別是有泡沫的情況。

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