UASB厌氧反应器施工方案
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厌氧生物反应器维持高效率的基本条件
(1)适宜的pH值:为使厌氧顺利进行,反应器中的pH值必须在6.5~8.2之间。
(2)充足的常规营养:反应器内氮的浓度必须在40~70mg/L范围内才能满足需要,而磷和硫化物维持较低的浓度即可满足需要。甲烷菌对硫化物和磷有专性需要,必须在反应器内保证其含量,有时需要向进水中投加磷肥和硫酸盐。
(3)必要的微量专性营养元素:对甲烷菌有激活作用的专性营养元素有铁、钴、镍、锌、锰、钼、铜甚至硒、硼等很多种,缺少其中一种就可能严重影响整个生物处理过程。
(4)合适的温度:厌氧反应一般在30~37℃的中温条件下运行。
(5)对毒性适应能力:必须完成厌氧微生物对有毒物质适应性的驯化。
(6)充足的代谢时间:要同时保证厌氧生物处理的水力停留时间HRT和固体停留时间SRT。
(7)适量的碳源:来自进水中的有机物要满足异养型甲烷菌用于生物合成所需要的碳源,同时反应器内的溶解性C02要满足自养型甲烷菌所需要的碳源。
(8)污染物向微生物的传质良好:厌氧生物反应器内的颗粒污泥在流化状态下传质能力较好,但生物量过多积累或使用厌氧生物膜法时生物膜过厚都可能产生传质问题,要定期排出剩余生物污泥或提高回流比减少部分传质阻力。
UASB厌氧反应器施工方案
接种污泥时的水质
配制低浓度的废水有利于颗粒污泥的形成,但浓度也应当足够维持良好的细菌生长条件,因此,初始配水低CODcr浓度为2000mg/L,然后逐步提高有机负荷直到可降解的CODcr去除率达到80%为止。
当进水CODcr浓度高时,可采用稀释水进水,调节到适宜的CODcr浓度值。
第二阶段(初始运行阶段)(估计30天)
初始阶段是指反应器负荷低于2kgCODcr/m3˙d的运行阶段,此阶段反应器的负荷由0.1kgCODcr/m3˙ d开始,逐步分多次提升到2kgCOD/m3˙d。
开始采用间歇进水,污泥负荷宜控制在0.05-0.2kgCODcr/(KgVss˙d),当接种污泥逐渐适应废水后,污泥逐渐具有除去有机物的能力,当CODcr去除率达到80%,或出水有机酸浓度低于200-300mg/L,可以提升进水负荷大约为0.5kgCODcr/m3˙ d,此时进水有间歇进水改为连续进水。
提升CODcr浓度标准为:当可生物降解的CODcr去除率达到80%后方可提高,直到达2kgCOD/m3˙d为初始阶段。
在这段运行中,有少量的非常细小的分散污泥带出,其主要原因是水的上流速度和逐渐产生的少量沼气。
初始运行阶段,每日测定进,出水流量、pH、CODcr、ALK、VFA、SS等项目,经测定结果判断,若出水VFA<3mmol/l,VFA/ALK=0.3以下,表示UASB系统运行正常。
第三阶段:颗粒污泥出现期(预计25天)
结束初期启动后,污泥已适应废水性质并具有一定除去有机物的能力,这时应及时提升污泥负荷为0.25kgCODcr/kgVSS˙d或进水容积负荷2.0 kgCODcr/m3˙d,使微生物获得足够的营养。
反应器的有机负荷由2kgCOD/m3˙ d到3.0kgCOD/m3˙d的运行阶段
此阶段的反应负荷由2kgCOD/m3˙d开始,每次0.1kgCOD/m3˙d有机负荷提升,也可以每次负荷增加20%,每次操作所需时间长短不同,有时可长达两周,有时仅几天,经过多次重复操作可达到设计指标。
但提升有机负荷的标准与监测项目判断运行正常的方法同初始运行阶段。
在这段运行中,由于提升水量大,COD浓度高,产气量和上流速度的增加引起污泥膨胀,污泥量带出量多,大多为细小非分散的污泥或部分絮状污泥。这种污泥的带出,有利于颗粒化污泥的形成
操作过程:
1)在预处理的废水满足厌氧处理所需的进水条件后,启动厌氧泵向UASB反应器进水。启动厌氧泵之前检查需检查泵是否正常,开启泵后,检查流量计显示,判断废水是否正常输出。调节泵的出口阀门,将各厌氧反应器的流量调节到规定范围;起用泵前一定要详细检查该泵的运转纪录,确认该泵无异常后方可启用。
2)密切注意厌氧反应器上部出水情况,要注意跑泥现象,防止出水带泥过多,一般小于20%,定期清理溢流堰口的堵塞物,但需注意防止跌落溺水。
3)密切关注厌氧反应器出水的COD、PH值、VFA、温度等指标,防止反应器工艺指标变化过大;
4)经常厌氧反应器顶部水面的情况,防止大量气体溢出; 5)经常观察水封中的水位,将水封水位控制在一定高度;
6)中沉池出水的SS尽可能小于5%,并定期将中沉池内的厌氧污泥回流至UASB内;
根据需要,每班进行取样送检,并根据化验结果判断厌氧反应器的运行状况
UASB反应器对各类废水有很大的适应性:
UASB反应器不仅可以出来高浓度有机废水,如酒精、糖蜜、柠檬酸等生产废水,也可以出来中等浓度有机废水,如啤酒、屠宰、软饮料等生产废水,并且可以出来低浓度有机废水,如生活污水、城市污水等。UASB反应器可在高温(55摄氏度)和中温(35摄氏度左右)下运行,并可在低温(20摄氏度左右)下稳定运行。除了含有有毒有害物质的有机废水外,UASB反应器几乎可适应不同行业排出的各类有机废水。
能耗低,产泥量少:
由于UASB反应器不需要供氧,不需要搅拌,不需要加温,在实现高效能的同时,达到了低能耗,并可提供大量的生物能沼气,因此,UASB反应器是一种产能型的废水处理设备。由于SRT很长,不仅产生的污泥时稳定的,而且产泥量很少,从而降低了污泥处理费用。
不能去除废水中的氮和磷:
UASB反应器与其他厌氧处理设备一样,其不足之处是不能去除废水中的氮和磷。这是由厌氧生化反应的本质决定的。在处理高、中等浓度废水时,采用厌氧-好氧串联工艺,即用UASB反应器去除废水中大部分含碳有机物作为预处理,而采用好氧处理设备去除残余的含碳有机物和氮、磷等物质,这是废水处理工艺选择,具有很大的节能意义,并可以大大节省基建投资,降低运行成本。因而,有着很好的经济效益和环境效益。
厌氧生物反应器是一种利用厌氧微生物处理污水中有机污染物的主要设备之一。其特点是处理费用低(无需鼓风曝气)、可处理高浓度有机污染物污水、可回收利用沼气、设备占地面积小(容积负荷高、设备高度高)等。随着研究的深入,厌氧生物反应器在处理高难度有机废水方面的特殊效果也引起了高度观注。
目前世界上应用多的厌氧生物反应器是UASB厌氧生物反应器。这种反应器被称为第二代厌氧生物反应器。其特点是技术成熟、制造简便。随着流化反应理论的运用,以相对稳定的厌氧生物床为特点的UASB反应器显示出反应效率低的劣势。而主流第三代反应器如EGSB、IC等厌氧生物反应器运用流化反应理论,将厌氧生物反应器的应用领域和反应效率都大大推进一步,市场占有率也逐年提升。