涿州市UASB厭氧反應器

分離裝置

三相分離器是UASB厭氧反應器特點和重要的裝置。它同時具兩個功能：

1) 能收集從分離器下的反應室產生的沼氣;

2) 使得在分離器之上的懸浮物沉淀下來。

三相分離器設計要特點匯總：

1) 集氣室的隙縫部分的面積應該占反應器部面積的15～20%;

2) 在反應器高度為5～7m時，集氣室的高度在1.5～2m;

3) 在集氣室內應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) 在集氣室的上部應該設置消泡噴嘴，當處理污水嚴重泡沫問題時消泡;

5) 反射板與隙縫之間的遮蓋應該在100～200mm以避免上升的氣體進入沉淀室;

6) 出氣管的直管應該充足以從集氣室引出沼氣，別是泡沫的情況。

對于低濃度污水處理，當水力負荷是限制性設計參數時，在三相分離器縫隙處保持大的過流面積，使得大的上升流速在這一過水斷面上盡可能的低是十分重要的 。

UASB厭氧反應器：

廢水厭氧生物技術由于其巨大的處理能力和潛在的空間，一直是水處理技術研究的熱特點。從傳統的厭氧接觸工藝發展到現今流行的UASB工藝，廢水厭氧處理技術已日趨成熟。隨著發展與資源、能耗、占地等因素間矛盾的進一步突出，現的厭氧工藝又面臨著嚴峻的挑戰，尤其是如何處理發展帶來的大量高濃度機廢水，使得研發技術更優化的厭氧工藝非常必要。內循環厭氧處理技術（以下簡稱IC厭氧技術）就是在這一背景下產生的處理技術，它是20世紀80年代中期由荷蘭PAQUES研發成功，并推入廢水處理工程市場，目前已成功于土豆加工、啤酒、食品和檸檬酸等廢水處理中。實踐證明，該技術去除機物的能力遠遠過普通厭氧處理技術（如UASB），而且IC反應器容積小，是一種值得推廣的厭氧處理技術。

升流式厭氧污泥床(Upflow Anaerobic Sludge Bed，簡稱UASB)，是由荷蘭的Lettinga教授等在20世紀70年 代時開發的厭氧生物反應器，其結構如左圖 所示。反應器工作時，污水經過均勻布水 進人反應器底部，污水自下而上地通過厭氧污泥床反應器。

UASB厭氧反應器運行三個重要的前提：

1. 應器內形成沉降性能良好的顆粒污泥或絮狀污泥；  

2. 產氣和進水的均勻分布所形成的良好的自然攪拌；

3. 的三相分離器，能使沉淀性能良好的污泥保留在反應器內。良好的顆粒污泥床的形成，使得機負荷和去除率髙，不需要攪拌，能適應負荷沖擊和溫度與pH值的變化。

UASB厭氧反應器具如下的主要特點：

1. 污泥的顆粒化使反應器內的平均濃度達50 gVSS/L以上，污泥齡一般為30天以上；

2. 反應器的水力停留吋間相應較短；

3. 反應器具很髙的容積負荷；

4. 不適合于處理髙、中濃度的機工業廢水，也適合于處理低濃度的城市污水；

5. UASB厭氧反應器集生物反應和沉淀分離于一體，；

6. 滯設置填料，節省了，提髙了容積利用率；

7. 一般也需設置攪拌設備，上升水流和沼氣產生的上升氣流起到攪拌；

8. 構造簡單，操作運行方便。

UASB工作原理

UASB由污泥反應區、氣液固三相分離器(包括沉淀區)和氣室三部分組成。在底部反應區內存留大量厭氧污泥，具良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的機物，把它轉化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡，在污泥床上部由于沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進入氣室，集中在氣室沼氣，用導管導出，固液混合液經過反射進入三相分離器的沉淀區，污水中的污泥發生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力下沉降。沉淀斜壁上的污泥沼著斜壁滑回厭氧反應區內，使反應區內積累大量的污泥，與污泥分離后的處理出水從沉淀區溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

  根據UASB內污泥形成的形態和達到的COD容積負荷，可以將污泥顆粒化過程大致分為三個運行期:

1. 接種啟動期:從接種污泥開始到污泥床內的COD容積負荷達到5kgCOD/m3.d左右，此運行期污泥沉降性能一般;

2. 顆粒污泥形成期:這一運行期的特點是小顆粒污泥開始出現，當污泥床內的總SS量和總VSS量降低時本運行期即告結束，這一運行期污泥沉降性能不太好;

3. 顆粒污泥成熟期:這一運行期的特點是顆粒污泥大量形成，由下上逐步充滿整個UASB。當污泥床容積負荷達到16kgCOD/m3.d以上時，可以認為顆粒污泥已培養成熟。該運行期污泥沉降性很好。

   氣液固三相分離器是UASB的重要組成部分，它對污泥床的正常運行和獲良好的出水水質起十分重要的，因此設計時應給予別的重視。根據經驗，三相分離器應滿足以下幾特點要求:

1. 混和液進入沉淀區之關，必須將其中的氣泡予以脫出，防止氣泡進入沉淀區影響沉淀;

2. 沉淀器斜壁角度約可大于45度角;

3. 沉淀區的表面水力負荷應在0.7m3/m2.h以下，進入沉淀區前，通過沉淀槽低縫的流速不大于2m/m2.h;

4. 處于集氣器的液一氣界面上的污泥要很好地使之浸沒于水中;

5. 應防止集氣器內產生大量泡沫。

UASB的啟動

1、污泥的馴化

   UASB設備啟動的難特點是獲得大量沉降性能良好的厭氧顆粒污泥。加以馴化，一般需要3-6個月，如果靠設備自身積累，投產期長可長達1-2年。實踐表明，投加少量的載體，利于厭氧菌的附著，促進初期顆粒污泥的形成;比重大的絮狀污泥比輕的易于顆粒化;比甲烷活性高的厭氧污泥可縮短啟動期。

2、啟動操作要特點

1. 應一次投加足夠量的接種污泥;

2. 啟動初期從污泥床流出的污泥可以不予回流，以使別輕的和細碎污泥跟懸浮物連續地從污泥床排出體外，使較重的活性污泥在床內積累，并促進其增殖逐步達到顆粒化;

3. 啟動開始廢水COD濃度較低時，未必就能讓污泥顆粒化速度加快;

4. 初污泥負荷率一般在0.1-0.2kgCOD/kgTSS.d左右比較合適;

5. 污水中原來存在的和厭氧分解出來的多種揮發酸未能效分解之前，不應隨意提高機容積負荷，這需要跟蹤觀察和水樣化驗;

6. (可降解的COD去除率達到70-80%左右時，可以逐步增加機容積負荷率;

7. 為促進污泥顆粒化，反應區內的小空塔速度不可低于1m/d，采用較高的表面水力負荷利于小顆粒污泥與污泥絮凝分開，使小顆粒污泥凝并為大顆粒。

UASB的主要優點是:

1. UASB內污泥濃，平均污泥濃度為20-40gVSS/1;

2. 機，水力停留時間短，采用中溫發酵時，容積負荷一般為10kgCOD/m3.d左右;

3. 混合攪拌設備，靠發酵過程中產生的沼氣的上升運動，使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態，對下部的污泥層也一定程度的攪動;

4. 污泥床不填載體，節省造價及避免因填料發生堵賽問題;

5. UASB內設三相分離器，通常不設沉淀池，被沉淀區分離出來的污泥重新回到污泥床反應區內，通常可以不設污泥回流設備。

厭氧生物處理反應器啟動時的注意事項哪些

1. 厭氧化物處理反應器在投入運行之前，必須進行充水試驗和氣密性試驗。充水試驗要求漏水現象，氣密性試驗要求池內加壓到350mm水柱，穩定15min后壓力降小于100 mm水柱。而且在進行厭氧污泥的培養和馴化之前，應使氮氣吹掃。

2. 厭氧活性污泥應從處理同類污水的正在運行的厭氧處理構筑物中取得，也可取自江河湖泊沼澤底部、市政下水道及污水集積處等處于厭氧環境下的淤泥，甚還可以使用好氧活性污泥法的剩余污泥進行轉性培養，但這樣做需要的時間要更長的一些。

3. 厭氧化物處理反應器因為微生物增殖緩慢，一般需要的啟運時間較長，如果能接種大量的厭氧污泥，可以縮短啟動時間。一般接種污泥的數量要達到反應器容積的10% ~9%，具保值根據接種污泥的來源情況而定。接種量越大，啟動時間越短，如果接種污泥中含大量的甲烷菌，效果會更好。

4. 采用中溫消化或高溫消化時，加熱升溫的速度越慢越好，一定不能過1℃/h。同時對含碳水化合物較多、缺乏堿性緩沖物質的廢水時，需要補充投加一部分堿源，并嚴格控制反應器內的PH值在6.8~7.8之間。

5. 啟動時的初始機負荷與厭氧處理方法、待處理廢水性質、溫度等工藝條件及接種污泥的性質等關，一般從較低的負荷開始，再逐步增加負荷完成啟運過程。例如UASB啟動時，初始機負荷一般為0.1~0.2kgCODCR/（kgMLSS•d），當CODCR去除率達到80%或出水中揮發性機酸VFA的濃度低于1000mg/L后，再按原負荷50%的遞增幅度增加負荷。如果出水中VFA濃度較高，則不宜提高負荷，甚要酌情降低負荷。

6. 厭氧反應器的出水以一定的回流以返回反應器，可以回收部分流失的污泥及出水中的緩沖性物質、平衡反應器中水的PH值。一般附著型的反應裝置因填料具一定的攔截，可以不用回流出水；而懸浮生長型反應裝置啟動時因污泥易于流失，可適當出水回流。

7. 對于縣浮型厭氧反應裝置，可以投加粉末煙煤、簽名冊水砂礫、粉末活性炭或絮凝劑，促進污泥的顆粒化。

8. 啟動初期水力負代號過高可能造成污泥的大量流失，水力負荷過低又不利于厭氧污泥的篩選。一般在啟動初期 選用較低的水力負荷，經過數周后再緩慢平穩地遞增。

涿州市UASB厭氧反應器

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