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金壇市UASB厭氧反應(yīng)器

UASB工藝的優(yōu)缺點
UASB的主要優(yōu)點是:

1、UASB內(nèi)污泥濃，平均污泥濃度為20-40gVSS/1;
2、機負荷高，水力停留時間短，采用中溫發(fā)酵時，容積負荷一般為10kgCOD/m3.d左右;
3、混合攪拌設(shè)備，靠發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼的上升運動，使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài)，對下部的污泥層也一定程度的攪動;
4、污泥床不填載體，節(jié)省造價及避免因填料發(fā)生堵賽問題;
5、UASB內(nèi)設(shè)三相分離器，通常不設(shè)沉淀池，被沉淀區(qū)分離出來的污泥重新回到污泥床反應(yīng)區(qū)內(nèi)，通常可以不設(shè)污泥回流設(shè)備。
主要缺點是:
1、進水中懸浮物需要適當(dāng)控制，不宜過高，一般控制在100mg/l以下;
2、污泥床內(nèi)短流現(xiàn)象，影響處理能力;
3、對水質(zhì)和負荷突然變化較敏感，耐沖擊力稍差。
九、結(jié)語
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)資源化的一種技術(shù)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，具廣闊的空間。

下面再簡單科普下厭氧的工藝如何簡單識記：

A、厭氧接觸：消化池+厭氧沉淀池+厭氧污泥回流系統(tǒng)，這個與好氧工藝中的接觸氧化沒關(guān)系，莫聯(lián)想到填料上。

B、UASB：上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，污水從下而上穿過污泥床體，但是很多UASB的布水器是位于池的，也不是UASB就沒回流。

C、UBF：就是UASB+AF，形象點說UASB上面再加上填料層。

D、EGSB：UASB拉高，做上回流，上流速度比UASB高很多，要力圖控制污泥顆粒化。

E、IC：甭管沒外回流（水泵回流），內(nèi)回流就行。

F、ABR：上下折流板。

關(guān)厭氧產(chǎn)甲烷去除水中機物的原理在這里也多說幾句。

先是“厭氧產(chǎn)甲烷”，厭氧過程，如果我們不談釋放磷，常見的是水中機物厭氧發(fā)酵的過程。機物好氧發(fā)酵的過程，大家都清楚是一個氧化還原反應(yīng)，進入水中的氧作為氧化劑，氧化水中的機污染物變成CO2和H2O，使得（還原性的）COD得以氧化去除。所以很多人理所應(yīng)當(dāng)?shù)恼J為，厭氧是個還原反應(yīng)嘍。

這就必要讓抱該觀點的朋友先回憶一下初中化學(xué)，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，可以剝離開嗎？

顯然是不能的，厭氧也是，在進行到產(chǎn)甲烷之前的厭氧發(fā)酵過程，基本上是機物自身相互的氧化和還原（這話說得并不嚴謹，但是方便理解），也就是說機物本身是還原性的，它反應(yīng)之后變成一部分還原性更強，一部分還原性相對弱一些的兩種機物，而這總體上相抵消。所以如果厭氧發(fā)酵未到產(chǎn)甲烷地步，COD變化可以忽略不計（這就是水解酸化COD去除率低下的原因）。

當(dāng)這個過程進行的非常*時，產(chǎn)物逐漸轉(zhuǎn)化為CO2和CH4，主要體現(xiàn)還原性也就是導(dǎo)致水中COD的甲烷因為溶解度低，脫離水相，這是產(chǎn)甲烷過程去除機物COD的原因。

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關(guān)于水解酸化

水解酸化的是改善生化性，為下一個生化處理單元，其評價指標酸化度、pH、B/C、COD去除率等，其中COD去除率是里面可靠性差的。

對于在上一環(huán)節(jié)說到的“水解酸化COD去除率低下”，水友可能要反駁說“我的水解酸化去除率不低下呢”；對此，澄清下這一水解酸化去除率是從哪里來的。

1）水解酸化純粹的控制到產(chǎn)甲烷之前，是不可能的，也就是說，或多或少總一點甲烷產(chǎn)生；而且厭氧過程產(chǎn)生一點氫也很正常，聽說過產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸過程吧。所以，水解酸化池表面浮起的一個個泡泡，也許就是你想找的原因之一。

2）細菌不管樣的，總繁殖下一代的職責(zé)，水解酸化菌群也是，它們或多或少的總要利用機物合成點細胞物質(zhì)。

3）進水SS如果量很大，會被水解酸化污泥吸附相當(dāng)量的一部分，這個對COD的影響不可忽略，時甚至十分巨大。

厭氧反應(yīng)器也叫厭氧處理工藝以下幾種
一、沼池(厭氧消化器)采用技術(shù)分析和評價 
在我已建成的沼工程中，所采用的厭氧消化工藝，主要以下四類，即塞流式消化器，升流式固體反應(yīng)器，升流式厭氧污泥床和污泥床濾器。 
1塞流式反應(yīng)器(Plug Flow Reactor，簡稱PFR) 
塞流式反應(yīng)器也稱推流式反應(yīng)器，是一種長方形的非完混合式反應(yīng)器。高濃度懸浮固體發(fā)酵原料從一端進入，從另一端出。 
優(yōu)點:1不需要攪拌，池形，能耗低;2適用于高SS廢水的處理，尤其適用于牛糞的厭氧消化，用于農(nóng)場較好的效益;3方便，故障少，穩(wěn)定性高。 
缺點:1固體物容易沉淀于池底，影響反應(yīng)器的效體積，使HRT和SRT降低，效率較低;2需要固體和微生物的回流作為接種物;3因該反應(yīng)器面積/體積比較大，反應(yīng)器內(nèi)難以保持*的溫度;4易產(chǎn)生厚的結(jié)殼。 
北京市大興區(qū)留民營的雞糞高溫沼工程采用了該反應(yīng)器。實踐表明，該反應(yīng)器耐粗放管理，采用高溫(55℃)發(fā)酵，產(chǎn)率較高，并且可以殺滅害生物。但因雞糞沉渣較多，易生成沉淀而影響反應(yīng)器的效率。 
2升流式固體反應(yīng)器(Upflow Solids Reactor，簡稱USR) 
升流式固體反應(yīng)器是一種、適用于高懸浮固體原料的反應(yīng)器。原料從底部進入消化器內(nèi)，與消化器里的活性污泥接觸，使原料得到快速消化。未消化的生物質(zhì)固體顆粒和沼發(fā)酵微生物靠自然沉降滯留于消化器內(nèi)，上清液從消化器上部溢出，這樣可以得到比水力滯留期高得多的固體滯留期(SRT)和微生物滯留期(MRT)，從而提高了固體機物的分解率和消化器的效率。 
都師范大學(xué)利用USR進行了雞糞沼發(fā)酵研究，其進料濃度為TS=5%~6%，COD=42~55g/l，懸浮固體為45~55g/l，在35℃條件下，USR的負荷可達10kgCOD/m3•d，產(chǎn)率488m3/m3•d，CH4含量60%左右，COD去除率85%左右，SS去除率為6616%。據(jù)計算當(dāng)HRT為5天時SRT為25天。 
留民營雞糞污水中溫沼發(fā)酵工程、房山區(qū)琉璃河豬糞廢水沼發(fā)酵工程、房山區(qū)南韓繼和平谷縣南獨樂河豬糞廢水沼工程的厭氧消化器均采用USR工藝，，效果較好。 
3升流式厭氧污泥床(Upflow Anaerobic Sludge Bed，簡稱UASB) 
UASB是由Lettinga等于1974~1978年研究成功的一項新工藝，是上發(fā)展較快的消化器。由于該消化器，低，而引起人們的普遍興趣。該消化器適用于處理可溶性廢水，要求較低的懸浮固體含量。北京環(huán)境于1983年先開展了利用UASB處理丙酮丁醇廢水的工藝研究，至今我已對COD為300~500mg/l的生活污水，1000~2000mg/l啤酒廢水，3000~5000mg/l的屠宰廢水，8000~10000mg/l的豆制品廢水及30000~40000mg/l的酒醪濾液等進行了研究工作，并且多數(shù)已投產(chǎn)。該工藝將污泥的沉降與回流置于一個裝置內(nèi)，降低了造價。 
該工藝的優(yōu)點為:1除三相分離器外，消化器，沒攪拌裝置及供微生物附著的填料;2長的SRT和MRT使其達到了很高的負荷率;3顆粒污泥的形成，使微生物天然固定化，改善了微生物的環(huán)境條件，增加了工藝的穩(wěn)定性;4出水的懸浮固體含量低。 

金壇市UASB厭氧反應(yīng)器

UASB的設(shè)計
UASB的工藝設(shè)計主要是計算UASB的容積、產(chǎn)量、剩余污泥量、營養(yǎng)需求的平衡量。
UASB的池形狀圓形、方形、矩形。污泥床高度一般為3-8m，多用鋼筋混凝土建造。當(dāng)污水機物濃度比較高時，需要的沉淀區(qū)與反應(yīng)區(qū)的容積比值小，反應(yīng)區(qū)的面積可采用與沉淀區(qū)相同的面積和池形。當(dāng)污水機物濃度低時，需要的沉淀面積大，為了反應(yīng)區(qū)的一定高度，反應(yīng)區(qū)的面積不能太大時，則可采用反應(yīng)區(qū)的面積小于沉淀區(qū)，即污泥床上部面積大于下部的池形。
液固三相分離器是UASB的重要組成部分，它對污泥床的正常和獲良好的出水水質(zhì)起十分重要的，因此設(shè)計時應(yīng)給予別的重視。根據(jù)經(jīng)驗，三相分離器應(yīng)滿足以下幾點要求:
1、混和液進入沉淀區(qū)之關(guān)，必須將其中的泡予以脫出，防止泡進入沉淀區(qū)影響沉淀;
2、沉淀器斜壁角度約可大于45度角;
3、沉淀區(qū)的表面水力負荷應(yīng)在0.7m3/m2.h以下，進入沉淀區(qū)前，通過沉淀槽低縫的流速不大于2m/m2.h;
4、處于集器的液一界面上的污泥要很好地使之浸沒于水中;
5、應(yīng)防止集器內(nèi)產(chǎn)生大量泡沫。
2、3兩個條件可以通過適當(dāng)沉淀器的深度-面積比來加以滿足。
對于低濃度污水，主要用限制表面水力負荷來控制;對于中等濃度和高濃度污水，在高負荷下，單位橫截面上釋放的體體積可能成為一個臨界指標。但是直到現(xiàn)在外所取得的成果表明，只要負荷率不過20kgCOD/m3.d，UASB高度尚未見到大于10m的報道，三代厭氧反應(yīng)器除外。
污泥與液體的分離基于污泥絮凝、沉淀和過濾。所以在操作過程中，應(yīng)該盡可能創(chuàng)造污泥能夠形成絮凝沉降的水力條件，使污泥具良好的絮凝、沉淀性能，不僅對于分離器的工作是具重要意義，對于整個機物去除率更加至關(guān)重要。
別要注意避免泡進入沉淀區(qū)，要使固--液進入沉淀區(qū)之前就與泡很好分離。在--液表面上形成浮渣能迫使一些泡進入沉淀區(qū)，所以在設(shè)計中必須事先就考慮到:
(1)采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，盡可能避免浮渣的形成條件，防范浮渣層的形成;
(2)必須要沖散浮渣的設(shè)施或裝置，在污泥反應(yīng)區(qū)一旦出現(xiàn)浮渣的情況下，能夠及時破壞浮渣層的形成，或能夠及時除浮渣。
如上所述，UASB中污水與污泥的混合是靠上升的水流和發(fā)酵過程中產(chǎn)生的泡來完成的。因此，一般采用多點進水，使進水均勻地分布在床斷面上，其中的關(guān)鍵是要均勻--勻速、勻量。
UASB容積的計算一般按機物容積負荷或水力停留時間進行。設(shè)計時可通過試驗決定參數(shù)或參考同類廢水的設(shè)計和參數(shù)。

厭氧生物反應(yīng)器維持強效率的基本條件

(1)適宜的pH值：為使厭氧順利進行，反應(yīng)器中的pH值必須在6.5～8.2之間。

(2)充足的常規(guī)營養(yǎng)：反應(yīng)器內(nèi)氮的濃度必須在40～70mg/L范圍內(nèi)才能滿足需要，而磷和硫化物維持較低的濃度即可滿足需要。甲烷菌對硫化物和磷專性需要，必須在反應(yīng)器內(nèi)其含量，時需要向進水中投加磷肥和硫酸鹽。

(3)必要的微量專性營養(yǎng)元素：對甲烷菌激活的專性營養(yǎng)元素鐵、鈷、鎳、鋅、錳、鉬、銅甚至硒、硼等很多種，缺少其中一種就可能嚴重影響整個生物處理過程。

(4)合適的溫度：厭氧反應(yīng)一般在30～37℃的中溫條件下。

(5)對毒性適應(yīng)能力：必須完成厭氧微生物對毒物質(zhì)適應(yīng)性的馴化。

(6)充足的代謝時間：要同時厭氧生物處理的水力停留時間HRT和固體停留時間SRT。

(7)適量的碳源：來自進水中的機物要滿足異養(yǎng)型甲烷菌用于生物合成所需要的碳源，同時反應(yīng)器內(nèi)的溶解性C02要滿足自養(yǎng)型甲烷菌所需要的碳源。

(8)污染物向微生物的傳質(zhì)良好：厭氧生物反應(yīng)器內(nèi)的顆粒污泥在流化狀態(tài)下傳質(zhì)能力較好，但生物量過多積累或使用厭氧生物膜法時生物膜過厚都可能產(chǎn)生傳質(zhì)問題，要定期出剩余生物污泥或提高回流比減少部分傳質(zhì)阻力。  

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