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uasb厭氧反應(yīng)器設(shè)備

【一、uasb的概述】

上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（upflow anaerobic sludge blanket，簡稱uasb）是由荷蘭wageningen農(nóng)業(yè)大學(xué)的g•lettinga教授等人在70年代研制開發(fā)的。反應(yīng)器經(jīng)歷了360l、6m3、30m3、200m3的逐次放大，至今最大的設(shè)備容積已達(dá)5500m3。繼荷蘭之后，德國、瑞典等國也相繼開展了許多研究工作。國內(nèi)對uasb的研究是由北京環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所于70年代末首先開始的，在溶劑  、酒精、肉類加工、纖維板等生產(chǎn)廢水的處理方面，均取得了良好的處理效果。

【二、厭氧生化法的應(yīng)用范圍】

●  有機(jī)污泥處理

●  高濃度有機(jī)廢水

●  中、低濃度有機(jī)廢水

●  城市廢水處理

【三、uasb反應(yīng)器的基本原理】

      厭氧消化處理分為三個(gè)階段：

     第一階段：水解酸  化階段

     第二階段：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸  階段

     第一階段：產(chǎn)甲  烷階段

uasb反應(yīng)器的主體部分是一個(gè)無填料的空容器，分為反應(yīng)區(qū)和沉降區(qū)兩部分。反應(yīng)區(qū)根據(jù)污泥的分布情況又可分為污泥懸浮層區(qū)和污泥床區(qū)。污泥床主要由沉淀和凝聚性能良好的厭氧污泥組成，濃度可達(dá)50-100gss/l或更高。污泥懸浮層主要靠反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣體的上升攪拌作用形成，污泥濃度較低，一般在5-40gss/l范圍內(nèi)。uasb裝置的最大特點(diǎn)在于其上部設(shè)置了一個(gè)專用的氣（沼氣）－液（廢水）－固（污泥）三相分離器。

當(dāng)反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)，廢水以一定流速從底部布水系統(tǒng)進(jìn)入反應(yīng)器，通過污泥床向上流動(dòng)，料液與污泥中的微生物充分接觸并進(jìn)行生物降解，生成沼氣，沼氣以微小氣泡的形式不斷放出。微小氣泡在上升過程中將污泥托起，即使在較低負(fù)荷下也能看到污泥床有明顯膨脹。隨著產(chǎn)氣量增加，這種攪拌混合作用加強(qiáng)，減少了污泥中夾帶的氣體釋放的阻力，氣體便從污泥床內(nèi)突發(fā)性逸出，引起污泥床表面略呈沸騰流化狀態(tài)。沉淀性能不太好的污泥顆�；蛐躞w在氣體的攪動(dòng)下，于反應(yīng)器上部形成懸浮污泥層。氣、水、泥混合液上升至三相分離器內(nèi)，沼氣在上升過程中碰到反射板受偏折，穿過水層進(jìn)入氣室，由導(dǎo)管排出反應(yīng)器。脫氣后的混合液進(jìn)入上部靜置的沉淀區(qū)，在重力作用下，進(jìn)一步進(jìn)行固、液分離，沉降下的污泥通過斜壁返回至反應(yīng)區(qū)內(nèi)，使反應(yīng)區(qū)內(nèi)積累大量微生物，澄清的處理水從沉淀區(qū)溢流排出。由于在uasb反應(yīng)器中能培養(yǎng)得到一種具有良好沉降性能和高比產(chǎn)甲  烷活性的顆粒厭氧污泥（granular anaerobic sludge），因而使其具有一定的優(yōu)越性。

【四、uasb反應(yīng)器的組成部分】

1）進(jìn)水配水系統(tǒng)

進(jìn)水配水系統(tǒng)的功能主要是將廢水均勻分配到整個(gè)反應(yīng)器，并進(jìn)行水力攪拌，是反應(yīng)器高效運(yùn)行的關(guān)鍵之一。

從水泵來的廢水通過配水設(shè)備流入布水管。配水設(shè)備是由一根可旋轉(zhuǎn)的配水管與配水槽構(gòu)成，配水槽為圓環(huán)形，被分隔成若干單元，每個(gè)單元與一根通進(jìn)反應(yīng)器的布水管相連。從水泵來的水管與可旋轉(zhuǎn)的配水管相連接。工作時(shí)配水管旋轉(zhuǎn)，在一定的時(shí)間間隔內(nèi)，廢水流進(jìn)配水槽的一個(gè)單元，由此流進(jìn)一根布水管進(jìn)入反應(yīng)器。

布水點(diǎn)設(shè)在反應(yīng)器的底平面上，為使基質(zhì)與污泥接觸充分，應(yīng)進(jìn)行合理設(shè)置。布水點(diǎn)均勻分布在池底上，且高度不同。根據(jù)有關(guān)資料與研究實(shí)踐，認(rèn)為布水的不均勻系數(shù)為0.95時(shí)，可達(dá)到布水均勻的目的。荷蘭研究者提出，在裝置放大時(shí)應(yīng)按比例增加布水點(diǎn)的數(shù)量，使每5m2底面積有一個(gè)布水點(diǎn)。這種布水方式對于整個(gè)反應(yīng)器來說是連續(xù)進(jìn)水，而對于每個(gè)布水點(diǎn)而言，則是間斷進(jìn)水，布水管的瞬時(shí)流量與整個(gè)反應(yīng)器的流量相等。

在生產(chǎn)運(yùn)行裝置中所采用的進(jìn)水方式大致可分為間歇式、脈沖式、連續(xù)均勻流、連續(xù)與間歇回流相結(jié)合等幾種。

2）反應(yīng)區(qū)

反應(yīng)區(qū)是反應(yīng)器的主要部分，包括污泥床區(qū)和污泥懸浮層區(qū)，廢水中有機(jī)物主要在此處被厭氧菌分解。

3）三相分離器

三相分離器的作用是把沼氣、污泥和液體分開。uasb反應(yīng)器所具有的這種分離器是考慮到厭氧工藝細(xì)菌生長速率很慢這一特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的，由沉淀區(qū)、回流縫和氣封組成。污泥經(jīng)沉淀區(qū)沉淀后由回流縫直接回流到反應(yīng)區(qū)，保證流失的污泥量小于在反應(yīng)器內(nèi)的生成量，沼氣經(jīng)分離后進(jìn)入氣室。三相分離器的分離效果將直接影響反應(yīng)器的處理效果。

4）出水系統(tǒng)

出水的均勻排出是保證反應(yīng)器均勻穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素  之一，尤其是對固液分離的影響較大。通常每個(gè)單元三相分離器設(shè)一出水槽。當(dāng)uasb反應(yīng)器為封閉式時(shí)，總出水管必須通過一個(gè)水封，以防漏氣和確保厭氧條件。當(dāng)處理廢水中含蛋白質(zhì)和脂肪或含有大量懸浮固體時(shí)，出水一般也夾帶有大量懸浮固體或漂流污泥，為減少出水懸浮固體量，在出水槽前應(yīng)設(shè)置擋板，以提高出水水質(zhì)。

5）氣室

氣室也稱集氣罩，作用是收集處理過程中產(chǎn)生的沼氣，氣室上方開口連有導(dǎo)管，引導(dǎo)沼氣排入水封。

6）浮渣清除系統(tǒng)

在廢水處理過程中，尤其是處理含蛋白質(zhì)和脂肪較高的工業(yè)廢水時(shí)，在氣室和反應(yīng)器液面會(huì)形成一層較厚的浮渣層，影響反應(yīng)器的正常運(yùn)行，如阻礙沼氣的順利釋放，堵塞導(dǎo)管，使部分沼氣從沉淀區(qū)逸出，干擾沉淀區(qū)的沉淀效果等，因此應(yīng)設(shè)置浮渣清除系統(tǒng)。在沉淀區(qū)液面產(chǎn)生的浮渣層，可用刮渣機(jī)清除；在氣室產(chǎn)生的浮渣，較難清除，必須設(shè)置沖洗管和循環(huán)水泵（或氣泵），定期進(jìn)行循環(huán)水或沼氣反沖。

7）排泥系統(tǒng)

uasb反應(yīng)器污泥床區(qū)均勻排泥也是影響反應(yīng)器正常工作的重要因素  。若集中在一點(diǎn)排泥，則污泥床的污泥分布不均，排泥口附近的污泥濃度會(huì)大大降低，從而影響該處廢水的處理效果，因此應(yīng)將排泥點(diǎn)均勻設(shè)置在池底，一般每10m2設(shè)一個(gè)排泥口。當(dāng)采用穿孔管配水系統(tǒng)時(shí)，可同時(shí)把穿孔管兼作排泥管。為防堵塞，專設(shè)排泥管管徑一般在200mm以上。為方便運(yùn)行，可在反應(yīng)器半高處或三相分離器下0.5m處再設(shè)一排泥口，沿反應(yīng)器高度均勻設(shè)5-6個(gè)污泥取樣管。

【五、uasb反應(yīng)器的特點(diǎn)】

厭氧生化法與好氧生化法相比具有下列優(yōu)缺點(diǎn)：

1）七個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：

● 應(yīng)用范圍廣，

● 能耗低

● 負(fù)荷高，

● 剩余污泥量少

● 氮、磷營養(yǎng)需要量較少

● 厭氧處理過程有一定殺菌作用，可以殺死廢水與污水中的寄生蟲、病毒等

● 厭氧活性污泥可以長期儲(chǔ)存，厭氧反應(yīng)器可以季節(jié)性或間歇性運(yùn)轉(zhuǎn)。

2）三個(gè)方面的缺點(diǎn)：

● 厭氧微生物增殖緩慢，因而厭氧設(shè)備啟動(dòng)和處理時(shí)間比好氧設(shè)備長

●  出水往往需要進(jìn)一步處理，故一般在厭氧處理后串聯(lián)好氧處理

●  厭氧處理系統(tǒng)操作控制因素  較為復(fù)雜

【六、uasb反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算】

【七、uasb反應(yīng)器的使用與維護(hù)】