UASB厌氧反应器处理高浓度污水

UASB厌氧反应器处理高浓度污水

负荷率的影响:
①当有机物负荷率很高时，营养充分，代谢产物有机酸产量很大，超过甲烷菌的吸收利用能力，有机酸积累pH下降，是低效不稳定状态。
②负荷率适中，产酸细菌代谢产物中的有机物(有机酸)基本上能被甲烷菌及时利用，并转化为沼气，残存有机酸量仅为几百毫克/升。pH=7~7.5，呈弱碱性，是高效稳定发酵状态。
③当有机负荷率小，供给养料不足，产酸量偏少，pH>7.5是碱性发酵状态，是低效发酵状态。
发酵或酸化阶段
发酵可定义为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程，在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物，因此这一过程也称为酸化。
在这一阶段，上述小分子的化合物发酵细菌（即酸化菌）的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。发酵细菌绝大多数是严格厌氧菌，但通常有约1%的兼性厌氧菌存在于厌氧环境中，这些兼性厌氧菌能够起到保护像甲烷菌这样的严格厌氧菌免受氧的损害与抑制。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等，产物的组成取决于厌氧降解的条件、底物种类和参与酸化的微生物种群。与此同时，酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质，因此，未酸化废水厌氧处理时产生更多的剩余污泥。

使用操作

操作工在开机前必须熟悉本规程，严格按本规程操作鼓风机。

1、检查油箱润滑油位，应处于油尺上，下限之间。

2、通知变电所向本机供电。

3、检查机上控制柜，应无报警显示，如有报警，查明原因给于消除

4、选择“手动”状态。(用手指触“手动”键)。

5、检查泄压阀是否处于打开位置(泄压阀打开绿灯亮)。检查扩压器应置于小开度(扩压器小绿灯亮)。

6、以上检查，确认风机可启动后，按启动键，鼓风机进入启动程序：①辅助油泵进行预润滑一分钟(辅助油泵运转绿灯亮)。②鼓风机可开始运转(鼓风机运转绿灯亮)。

③泄压阀缓慢关闭(泄压阀打开绿灯灭，二分钟后泄压阀关闭绿灯亮)。

④辅助油泵停止运转(辅助油泵运转绿灯灭，停止红灯亮)。至此，鼓风机启动成功，可投入正式运行。

⑤如按下启动键后，鼓风机未能如期起动，则一分钟后油压过低报警红灯亮，整个起动过程停止。必须查明原因解决后，消除报警重新启动。

有利于高效氧气传输及利用：为适用曝气系统的规格要求，可使用不同的钻孔模式来调节工作压力，如不同的狭缝长度、距离、钻孔密度。钻孔直径在184和295毫米之间为适用广泛领域而配制的不同标准和特殊之膜片材料，盘式曝气器(曝气盘)采用：EPDM：适用市政污水；低增塑性EPDM：适用动物屠宰加工，食品加工，饮料生产所产生的工业废水；硅橡胶：适用纸浆与造纸工业、石油化工与精炼加工等工业废水。

UASB厌氧反应器优点：

    UASB厌氧反应器的构造及其工作原理决定了其在控制厌氧处理影响因素方面比其它反应器更具有优势。

（1）容积负荷高：IC反应器内污泥浓度高，微生物量大，且存在内循环，传质效果好，进水有机负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上。

（2）节省投资和占地面积：IC反应器容积负荷率高出普通UASB反应器3倍左右，其体积相当于普通反应器的1/4~1/3左右，大大降低了反应器的基建投资[5]。而且IC反应器高径比很大（一般为4~8），所以占地面积特别省，非常适合用地紧张的工矿企业。

（3）抗冲击负荷能力强：处理低浓度废水（COD=2000~3000mg/L）时，反应器内循环流量可达进水量的2~3倍；处理高浓度废水（COD=10000~15000mg/L）时，内循环流量可达进水量的10~20倍[5]。大量的循环水和进水充分混合，使原水中的有害物质得到充分稀释，大大降低了毒物对厌氧消化过程的影响。

（4）抗低温能力强：温度对厌氧消化的影响主要是对消化速率的影响。IC反应器由于含有大量的微生物，温度对厌氧消化的影响变得不再显著和严重。通常IC反应器厌氧消化可在常温条件（20~25 ℃）下进行，这样减少了消化保温的困难，节省了能量。

（5）具有缓冲pH的能力：内循环流量相当于第1厌氧区的出水回流，可利用COD转化的碱度，对pH起缓冲作用，使反应器内pH保持优益状态，同时还可减少进水的投碱量。

UASB厌氧反应器处理高浓度污水

UASB反应器的详细设计

1) 反应器的体积和高度

采用水力停留时间进行设计时，体积(V)按公式(1)或(2)计算。选择反应器高度的原则是设计、运行和上综合考虑的结果。从设计、运行方面考虑：高度会影响上升流速，高流速增加系统扰动和污泥与进水之间的接触。但流速过高会引起污泥流失，为保持足够多的污泥，上升流速不能超过一定的限值，从而使反应器的高度受到限制；高度与CO2溶解度有关，反应器越高溶解的CO2浓度越高，因此，pH值越低。如pH值低于值，会危害系统的效率。从经济上考虑: 土方工程随池深增加而增加，但占地面积则相反；考虑当地的气候和地形条件，一般将反应器建造在半地下减少建筑和保温费用。较经济的反应器高度(深度)一般是在4到6m之间，并且在大多数情况下这也是系统的运行范围。

2) 反应器的升流速度

对于UASB反应器还有其他的流速关系(图2)。对于日平均上升流速的值见表3，应该注意对短时间(如2～6h)的高峰值是可以承受的(即暂时的高峰流量可以接收)。表3 UASB和EGSB允许上升流速(平均日流量) Vr＝0.25~3.0m/h

3) 反应器的截面积和反应器的长、宽(或直径)

在确定反应器的容积和高度(H)之后，可确定反应器的截面积(A)。从而确定反应器的长和宽，在同样的面积下正方形池的周长比矩形池要小，矩形UASB需要更多的建筑材料。以表面积为600m2的反应器为例，30×20m的反应器与15m×40m的反应器周长相差10%，这意味着建筑费用要增加10%。但从布水均匀性考虑，矩形在长/宽比较大较为合适。从布水均匀性和经济性考虑，矩形池在长/宽比在2:1以下较为合适。长/宽比在4:1时费用增加十分显著。圆形反应器在同样的面积下，其周长比正方形的少12%。但这一优点仅仅在采用单个池子时才成立。当建立两个或两个以上反应器时，矩形反应器可以采用共用壁。对于采用公共壁的矩形反应器，池型的长宽比对造价也有较大的影响。如果不考虑其他因素，这是一个在设计中需要优化的参数。

4) 单元反应器大体积和分格化的反应器

在UASB反应器的设计中，采用分格化对运行操作是有益的。先，分格化的单元尺寸不会过大，可避免体积过大带来的布水均匀性等问题；同时多个反应器对系统的启动也是有益的，可先启动一个反应器，再用这个反应器的污泥去接种其他反应器；另外，有利于维护和检修，可放空一个反应器进行检修，而不影响系统的运行。从目前实践看大的单体UASB反应器可为1000-2000m3。

5) 单元反应器的系列化

单元的标准化根据三相分离器尺寸进行，三相分离器的型式趋向于多层箱体的设备化结构。以2×5m的三相分离器为例，原则上讲有多种配合形式。但从标准化和系列化考虑，要求具有通用性和简单性。所以，池子宽度是以5m为模数，长度方向是以2m为模数。布置单元尺寸的方式可分成单池单个分离器和单池两个分离器的形式。原则上如果采用管道或渠道布水，池子的长度是不受限制。如前所述，由于长宽比涉及到反应器的经济性，所以要结合池子组数考虑适当的长宽比。对宽度为10m的单个反应器，2:1的长宽比的反应器可达到2000m3的池容。对更大的反应器，如果需要也可采用双池共用壁的型式。

  USAB系统原理是在形成沉降性能良好的污泥絮体的基础上，并结合在反应器内设置污泥沉淀系统，使气体、液体和固体得到分离，形成和保持沉淀性能良好的污泥（颗粒或者絮状污泥），是USAB系统良好运行的根本点。  

UASB反应器启动运行的四个阶段：

1*阶段：启动前的准备： UASB投入运行前必须进行充分实验和气密性实验，充分实验要求无漏水现象。气密性实验要求池内加压到350mm水柱，稳定15分钟后，压力降小于10mm水柱。而且在厌氧污泥培养和驯化之前使用氮气吹扫。 

2第二阶段：UASB启动运行初始阶段：

1选用接种污泥： a选用颗粒污泥或污水厂污泥消化池的消化污泥接种。

b选用同类废水同一温度范围的（中温污泥）种污泥。

c添加部分颗粒污泥或破碎的颗粒污泥，也可提高颗粒化过程    

d也可以从市政下水道及污水集积处等处于厌氧环境下的淤污泥。甚至还可以使用好氧活性污泥法的剩余污泥进行转性培养，但培养时间相当长。

e牛粪和各类粪肥也可以用于接种污泥，但各类污泥中均不应当有太多的砂子。 32接种污泥的方法：接种污泥量、接种污泥的浓度 a方法：将含固80%的接种污泥加水搅拌后，用污泥泵均匀的输入到UASB反应池各布泥点 b接种污泥量：接种污泥量为UASB反应器的有效容积的30%到50%，，一般为30%。接种污泥的填充量不超过UASB反应器的有效容积的60%。 c接种污泥的浓度：初启动时，稠型污泥的接种量为20到30kg VSS/m3,浓度小于40 kg TSS/m3的稀消化污泥接种量可以略小些。

3．接种污泥时的水质： a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COD浓度为1000毫克/升，然后逐步提高有机负荷直到可降解的COD去除率达到80%为止。 b当进水COD浓度高时，可采用出水循环或稀释水进水,出水循环回流比为30到50%，调节到适宜的COD浓度值。 

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