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:  

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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