鞍山市UASB厌氧反应器参数

 鞍山市UASB厌氧反应器参数

  UASB的主要部位，包括颗粒污泥区和悬浮污泥区。在反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好凝聚和沉淀性能的污泥在池底部形成颗粒污泥层。废水从污泥床底部流入，与颗粒污泥混合接触，污泥中的微生物分解有机物，同时产生的微小沼气气泡不断放出。微小气泡上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡。在颗粒污泥层的上部，由于沼气的搅动，形成一个污泥浓度较小的悬浮污泥层。

技术优点

(一)可处理高浓度废水，特别是对一些较难降解的大分子有机物有很好的去除效果，而好氧对此效果不明显； 

（二） 不需要供氧，大大降低运行费用，能耗仅为好氧处理工艺的10-15%，且厌氧过程产生可再生能源——沼气； 

（三） 污泥产生量比好氧过程少5～20倍，UASB内污泥浓度高，平均污泥浓度为20－40gVSS/1；不会产生污泥膨胀，剩余污泥量少，污泥易处理；

（四） 有机负荷率高，水力停留时间短，采用中温发酵时，容积负荷一般为 10-20kgCOD/m3.d左右；反应器容积和系统占地小，投资少。工程实践证明，当污水COD浓度大于4000mg/L时，厌氧处理就比好氧处理更加经济。

（五） 无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题； （六） 操作简单、运行方便、易于维护管理。

UASB占所有厌氧反应器的多少：

(1)水力停留时间 水力停留时间对UASB厌氧反应器的影响是通过上升流速来表现的。一方面，高的液体流速增加污水系统内进水区的扰动，因此增加了生物污泥与进水有机物之间的接触，有利于提高去除率。在采用传统的UAsB系统的情况下，上升流速的平均值一般不超过O．5m／h，这也是保证颗粒污泥形成的重要条件之一。另一方面，为了保持系统中足够多的污泥，上升流速不能超过一定的限值，反应器的高度也就受到限制。特别是对于低浓度污水，水力停留时间是比有机负荷更为主要的工艺控制条件阿。
(2)有机负荷 有机负荷反映了基质与微生物之间的供需关系。有机负荷是影响污泥增长、污泥活性和有机物降解的重要因素，提高负荷快污泥增长和有机物的降解，同时使反应器的容积缩小，但是对于厌氧消化过程来讲，有机负荷对于有机物去除和工艺的影响十分明显。当有机负荷过高时，可能发生甲烷化反应和酸化反应不平衡的问题。对某种特定废水，反应器的容积负荷一般应通过试验确定，容积负荷值与反应器的温度、废水的性质和浓度有关。有机负荷不仅是厌氧反应器的一个重要的设计参数，同时也是一个重要的控制参数。对于颗粒污泥和絮状污泥反应器，它们的设计负荷是不相同的。

(3)污泥负荷 当容积负荷和反应器的污泥量已知，污泥负荷可以根据这两个参数计算。采用污泥负荷比容积负荷更能从本质上反映微生物代谢同有机物的关系，特别是厌氧反应过程由于存在甲烷化反应和酸化反应的平衡关系，采用适当的负荷可以消除超负荷引起的酸化问题。

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。  

鞍山市UASB厌氧反应器参数

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，初始配水低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。 

3) 颗粒污泥的生物活性

颗粒污泥中的细菌是成层分布的，即外层中占优势的细菌是水解发酵菌，而内层则是产甲烷菌；颗粒污泥实际上是一种生物与环境条件相互依存和优化的生态系统，各种细菌形成了一条很完整的食物链，有利于种间氢和种间乙酸的传递，因此其活性很高。

4) 颗粒污泥的培养条件

在IC反应器中培养出高浓度高活性的颗粒污泥，一般需要1~3个月；可以分为三个阶段：启动期、颗粒污泥形成期、颗粒污泥成熟期。

影响颗粒污泥形成的主要因素有以下几种：① 接种污泥的选择；② 维持稳定的环境条件，如温度、pH值等；③ 初始污泥负荷；④ 保持反应器中低的VFA浓度；⑤ 表面水力负荷应大于2 m3/m2.h，以保持较大的水力分级作用，冲走轻质的絮体污泥；⑥ 进水COD浓度；⑦ 进水中可适当提供无机微粒，补充钙和铁，同时应补充微量元素(如Ni、Co、Mo)

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