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寧德市UASB厭氧反應器

厭氧反應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，升流式固體反應器，升流式厭氧污泥床和污泥床濾器。 
1塞流式反應器(Plug Flow Reactor，簡稱PFR) 
塞流式反應器也稱推流式反應器，是一種長方形的非完混合式反應器。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因該反應器面積/體積比較大，反應器內(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器。實踐表明，該反應器耐粗放管理，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器的效率。 
2升流式固體反應器(Upflow Solids Reactor，簡稱USR) 
升流式固體反應器是一種、適用于高懸浮固體原料的反應器。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。 
缺點:1需要安裝三相分離器;2進水中只能含低濃度的懸浮固體;3需要效的布水器使其進料能均勻分布于消化器的底部;4當沖擊負荷或進料中懸浮固體含量升高，以及遇到過量毒物質(zhì)時，會引起污泥流失，要求較高的管理水平。 
UASB是近年來在沼發(fā)酵工程中多的工藝，多用于工業(yè)廢水和生活污水的厭氧消化。經(jīng)過固液分離后的畜禽糞便污水也可以采用UASB進行厭氧消化處理。UASB工藝在工廢水處理中已得到。北京啤酒采用UASB工藝的厭氧消化工程已被定為推廣項目。 
4污泥床濾器(UBF) 
它是將UASB和厭氧濾器結(jié)合為一體的厭氧消化器。其下部為污泥床，上部設置纖維填料。由于附著于纖維填料上的生物膜補充了污泥床上部微生物的不足，所以效益較高。

工藝中的兩級與兩相

*，不同的水質(zhì)決定不同的工藝。產(chǎn)甲烷是厭氧去除水中機物的關鍵因素，兩級和兩相的差別也就在*個厭氧反應器是否產(chǎn)甲烷上；如果*個產(chǎn)甲烷，二個機負荷勢必要小很多，這是問題的關鍵。

一般來說，兩級厭氧適應的水質(zhì)是較高濃度的廢水，它的生化性并不很差，*級通過沉降和發(fā)酵產(chǎn)降低二級的負荷。兩相厭氧，一是主要針對難生化降解廢水，靠*相改善生化性，二是針對硫酸鹽廢水，靠*相進行硫酸鹽還原，然后去除硫化物再進二相產(chǎn)甲烷，三是針對易酸化廢水易波動廢水，放在前面*酸化掉以穩(wěn)定pH。

如酒精項目常用兩級，那些幾以上的，如果生化性不差并且水量不小，個人建議也用兩級，但是控制其實并不簡單，尤其是*級在高濃度、高VFA下。生化性較差用兩相的就很多了，其實生化性不差的也常常用兩相。

的工藝是用水解酸化+氧化（處理COD較低的廢水），的是UASB+氧化（一相厭氧，處理COD高的廢水），的是水解酸化+UASB+氧化（就相當于兩相厭氧）；對此分析如下：

1）水解+好氧工藝，處理的廢水濃度確實常見的要低一些，因為水解并不能提供較力的COD消解能力，當然這個工藝相比較直接好氧而言，更多的可以用在進水COD1k-2k之間的項目，這種水質(zhì)進厭氧節(jié)約的曝能耗和提升水用的動力能耗差不多，厭氧降解程度上優(yōu)點也不明顯，但是直接進好氧濃度又偏高。因此常搞出水解+好氧，利用水解過程微量講解和吸附去除COD來減少好氧的負擔。當然這是在不討論改善生化性方面的前提下。

2）假如水解酸化+UASB+氧化就相當于兩相厭氧，文章說“厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼過程可分為水解階段、酸化階段、乙酸化階段和甲烷階段等四個階段。水解池（水解池進行的就是水解酸化反應吧）是把反應控制在二階段完成之前，不進入三階段。”

那么水解酸化產(chǎn)生的應該是機酸吧，那乙酸化階段在哪發(fā)生的？兩相厭氧的產(chǎn)酸相產(chǎn)的酸？它的乙酸化階段又是在哪發(fā)生的呢？

產(chǎn)乙酸這個詞和產(chǎn)乙酸階段是應該分開的，因為在產(chǎn)酸階段就會產(chǎn)生一部分乙酸了但并不一定作為過程的主體，這要看廢水的機物組成。產(chǎn)乙酸階段，這里面包含了兩類反應，一是更長碳鏈的VFA以及乳酸、丙酮酸和醇類等分解產(chǎn)生乙酸，二是同型產(chǎn)乙酸菌，利用CO2和H2的機組合進行產(chǎn)乙酸。兩相的水解酸化過程中產(chǎn)生的機酸，可能是甲酸、乙酸、丙酸、丁酸…以及乳酸中的任一種，也可能是未完降解的長鏈脂肪酸。

個人認為在實際工程中，兩相的分界線并不*分明，水解酸化相先后延伸至產(chǎn)乙酸甚至少量產(chǎn)甲烷都是經(jīng)常遇見的。至于產(chǎn)甲烷相，它就沒不含水解酸化這兩個過程的時候，產(chǎn)甲烷相四個過程都會存在，只不過前兩個過程被之前的相分擔了一部分。乙酸化發(fā)生在哪里，這個過程應該大部分在后一相，兩相的定義并不是“水解酸化階段+乙酸化產(chǎn)甲烷階段”，只要在流程上將其主體分開即可叫做兩相，至于分界線模糊，沒關系。

基于水解和酸化兩個過程法分開的事實，三相取決于產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷是否可以分開。

對于三相分離器的工作原理大致可表述為：液固三相在體擾動和液體升流的下從下方進入三相分離器；污泥（固）撞擊在三相分離器上，上面吸附的沼泡釋放出來；沼體被三角形集罩收集；脫離體的泥水（固液相）穿過三相分離器集罩之間的縫隙，到達沉淀區(qū)；污泥（固）在沒體擾動的條件下沉淀，落回三相分離器下方。核心是體被收集和污泥沉淀。

寧德市UASB厭氧反應器

厭氧生物反應器的

(1)氧化還原電位：利用測定氧化還原電位的方法判定厭氧反應器內(nèi)的多個氧化還原組分系統(tǒng)是否平衡狀態(tài)，雖然這種方法可靠性較差，但由于氧化還原電位測定簡單，和其他監(jiān)測指標結(jié)合起來，一定的指導意義。

(2)丙酸鹽和乙酸鹽濃度比：如果厭氧反應器機負荷過正常范圍，在其他參數(shù)發(fā)生變化之前，丙酸鹽和乙酸鹽濃度之比會立即升高。因此可以將丙酸鹽和乙酸鹽濃度之比作為厭氧反應器負荷引起異常的靈敏而可靠的指標。

(3)揮發(fā)性酸VFA:揮發(fā)性酸的異常升高是厭氧反應器中產(chǎn)甲烷菌代謝受到抑制的較效指標。

(4)：是降解芳香組氨基酸和木質(zhì)素等大分子機物產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，當處理含這類污染物的污水時，厭氧處理出水中含量是比揮發(fā)性酸更為敏感的反映厭氧反應器狀態(tài)的指標。

(5)甲硫醇：甲硫醇味獨，即使含很低，人們也能憑嗅覺感覺出來。甲硫醇含量突然增加（味突然出現(xiàn)或加大）往往表明進水中氯代烴類毒物質(zhì)含量突然增加。

(6)一氧化碳CO: CO的產(chǎn)生與甲烷的產(chǎn)生密切相關，CO難溶于水，可以實現(xiàn)在線監(jiān)測。相中CO的含量和液相中乙酸鹽的濃度良好的相關性，CO的含量變化與重金屬和由機毒性所引起的抑制也關系。

UASB的設計

UASB的工藝設計主要是計算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。當污水機物濃度比較高時，需要的沉淀區(qū)與反應區(qū)的容積比值小，反應區(qū)的面積可采用與沉淀區(qū)相同的面積和池形。當污水機物濃度低時，需要的沉淀面積大，為了反應區(qū)的一定高度，反應區(qū)的面積不能太大時，則可采用反應區(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，因此設計時應給予別的重視。根據(jù)經(jīng)驗，三相分離器應滿足以下幾點要求:
1、混和液進入沉淀區(qū)之關，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重要。

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