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UASB厌氧反应器

发布日期:2019-03-29   点击量:83

UASB厌氧反应器

升流式厌氧污泥床(Upflow Anaerobic Sludge Bed,简称UASB),是由荷兰的Lettinga教授等在20世纪70年代开发的高效厌氧生物反应器。 

UASB反应器具有如下的主要特点:
  ① 污泥的颗粒化使反应器内的平均浓度达50 gVSS/L以上,污泥龄一般为30天以上;
  ② 反应器的水力停留吋间相应较短;
  ③ 反应器具有很髙的容积负荷;
  ④ 不仅适合于处理髙、中浓度的有机工业废水,也适合于处理低浓度的城市污水;
  ⑤ UASB反应器集生物反应和沉淀分离于一体,结构紧凑;
  ⑥ 无滞设置填料,节省了费用,提髙了容积利用率;
  ⑦ 一般也无需设置搅拌设备,上升水流和沼气产生的上升气流起到搅拌作用;
  ⑧ 构造简单,操作运行方便。

UASB厌氧反应器结构:

UASB厌氧反应器,集生物反应器与沉淀池于一体,是一种结构紧凑的厌氧反应器,主要组成部分包括:进水配水系统、反应区、三相分离器、出水系统、气室、浮渣收集系 统、排泥系统等。

1. 进水配水系统

进水配水系统设在反应器的底部,其功能主要有两个方面:①将废水均匀地分配到整 个反应器的底部;②具有一定的水力搅拌作用,一个有效的进水配水系统是保证UASB反 应器髙效运行的关键之一。

2.反应区

反应区是UASB反应器中生化反应发生的主要场所,又分为污泥床[X:和污泥悬浮区, 其中的污泥床区主要集中了大部分高活性的颗粒污泥,是有机物的主要降解场所;而污泥悬 浮区则是絮状污泥集中的区域。
  ① 污泥床

污泥床位于整个UASB反应器的底部;污泥床内具有很高的污泥生物量,其污泥浓度 (MLSS)~■般为40〜80 g/L。污泥床中的污泥由活性生物量(或细歯)占70%〜80%以上 的颗粒污泥组成,正常运行的UASB屮的颗粒污泥的粒径一般在0.5〜5.0 mm之间,具有 优良的沉降性能,其沉降速度一般为1.2〜1.4 cm/s,其典型的污泥容积指数(SVI)为10〜 20 mL/g;颗粒污泥中的生物相组成比较复杂,主要是杆菌、球菌和丝状菌等。污泥床的容 积一般占整个UASB反应器容积的30%左右,但它对UASB反应器的整体处理效率起着 极为重要的作用,对反应器中有机物的降解量占到整个反应器全部降解址的70%〜90%。
  ② 污泥悬浮层
  污泥悬浮层位于污泥床的上部,它占整个UASB反应器容积的70%左右;其中的污泥 浓度要低于污泥床·通常为15〜30 g/L,由髙度絮凝的污泥组成,一般为非颗粒状污泥,其 沉降速度要明敁小于颗粒污泥的沉降速度,污泥容积指数一般在30〜40 mL/g之间,靠来 自污泥床屮上升的气泡使此层污泥得到良好的混合。污泥悬浮层中絮凝污泥的浓度呈自卜* 而上逐渐减小的分布状态,这一层污泥担负着整个UASB反应器冇机物降解tt的10% 〜30%o
  ③ 沉淀区

沉淀区位于UASB反应器的顶部,其作用是使由于水流的夹带作用而随上升水流进入 出水区的固体颗粒(主要是污泥悬浮层中的絮凝性污泥)在沉淀区沉淀下来,并沿沉淀区底 部的斜壁滑下而茁新回到反应区内(包括污泥床和污泥悬浮层),以保证反应器中污泥不致 流失而同时保证污泥床中污泥的浓度。沉淀区的另一个作用是可以通过合理调整沉淀区的 水位髙度来保证整个反应器集气室的有效空间髙度而防止集气空间的破坏。

3.三相分离器

三相分离器是UASB反应器中的重要设备,一般设置在沉淀区的下部,但有时也可将 其没在反应器的顶部,由沉淀区、回流缝和气室组成。三相分离器的主要作用是将气体(反 应过程中产生的沼气)、固体(反应器中的污泥)和液体(被处理的废水)等三相加以分离。为 保证UASB正常工作,除需培养髙沉降性、髙活性的颗粒污泥外,三相分离器分离效果的好 坏也是决定UASB成功的关键。其功能是将沼气引人集气室,将处理出水引入出水区,将 固体颗粒导入反应区。由于厌氧工艺生物体的增殖速度慢,加上厌氧反应产生大量气体, 如果三相分离器分离效果不佳,将导致大M污泥随出水带走,使反应器内污泥浓度降低,最终导致整个UASB反应器崩溃。具有三相分离器也是UASB反应器污水厌氧处理工艺的 主要特点之一,它相当于传统污水处理工艺中的二次沉淀池,并同时具有污泥回流的功能。 因而三相分离器的合理设计是保证苒正常运行的一个重要内容。

4.出水系统

出水系统的主要作用是将经过沉淀区后的出水均匀收集,并排出反应器。

5.集气室

集气室也称集气罩,是三相分离器的组成部分,其主要作用是收集厌氧反应产生的 沼气。

6.浮渣收集系统

浮渣收集系统的主要功能是清除沉淀区液面和气室液面的浮渣。

7.排泥系统

排泥系统的主要功能是均匀地排除反应器内的剩余污泥。

UASB反应器运行有三个重要的前提:

①反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥;

②产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作用;

③设计合理的三相分离器,能使沉淀性能良好的污泥保留在反应器内。良好的颗粒污泥床的形成,使得有机负荷和去除率髙,不需要搅拌,能适应负荷冲击和温度与pH值的变化。

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