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臨夏市UASB厭氧反應(yīng)器

優(yōu)點(diǎn)

IC 反應(yīng)器的構(gòu)造及其工作原理決定了其在控制厭氧處理影響因素方面比其它反應(yīng)器更具優(yōu)點(diǎn)。

（1）容積負(fù)荷高：IC反應(yīng)器內(nèi)污泥濃，微生物量大，且存在內(nèi)循環(huán)，傳質(zhì)效果好，進(jìn)水機(jī)負(fù)荷可過普通厭氧反應(yīng)器的3倍以上。

（2）節(jié)省投資和占地面積：IC 反應(yīng)器容積負(fù)荷率高出普通UASB 反應(yīng)器3倍左右，其體積相當(dāng)于普通反應(yīng)器的1/4—1/3 左右，大大降低了反應(yīng)器的基建投資；而且IC反應(yīng)器高徑比很大（一般為4—8），所以占地面積少。

（3）抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)：處理低濃度廢水（COD=2000—3000mg/L）時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水量的2—3 倍；處理高濃度廢水（COD=10000—15000mg/L）時(shí)，內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水量的10—20倍。大量的循環(huán)水和進(jìn)水充分混合，使原水中的害物質(zhì)得到充分稀釋，大大降低了毒物對(duì)厭氧消化過程的影響。

（4）抗低溫能力強(qiáng)：溫度對(duì)厭氧消化的影響主要是對(duì)消化速率的影響。IC反應(yīng)器由于含大量的微生物，溫度對(duì)厭氧消化的影響變得不再突出和嚴(yán)重。通常IC反應(yīng)器厭氧消化可在常溫條件（20—25 ℃）下進(jìn)行，這樣減少了消化保溫的困難，節(jié)省了能量。

（5）具緩沖pH值的能力：內(nèi)循環(huán)流量相當(dāng)于1 厭氧區(qū)的出水回流，可利用COD轉(zhuǎn)化的堿度，對(duì)pH值起緩沖，使反應(yīng)器內(nèi)pH值保持好的狀態(tài)，同時(shí)還可減少進(jìn)水的投堿量。

（6）內(nèi)部自動(dòng)循環(huán)，不必外加動(dòng)力：普通厭氧反應(yīng)器的回流是通過外部加壓實(shí)現(xiàn)的，而IC 反應(yīng)器以自身產(chǎn)生的沼作為提升的動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán)，不必設(shè)泵強(qiáng)制循環(huán)，節(jié)省了動(dòng)力消耗。

（7）性好：利用二級(jí)UASB串聯(lián)分級(jí)厭氧處理，可以補(bǔ)償厭氧過程中K s高產(chǎn)生的不利影響。Van Lier在1994年證明，反應(yīng)器分級(jí)會(huì)降低出水VFA濃度，延長(zhǎng)生物停留時(shí)間，使反應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定。

（8）啟動(dòng)周期短：IC反應(yīng)器內(nèi)污泥活性高，生物增殖快，為反應(yīng)器快速啟動(dòng)提供利條件。IC反應(yīng)器啟動(dòng)周期一般為1～2個(gè)月，而普通UASB啟動(dòng)周期長(zhǎng)達(dá)4～6個(gè)月。

（9）沼利用價(jià)值高：反應(yīng)器產(chǎn)生的生物純，CH4為70%～80%，CO2為20%～30%，其它機(jī)物為1%～5%，可作為燃料加以利用

反應(yīng)器結(jié)構(gòu)

反應(yīng)器工作時(shí)，污水經(jīng)過均勻布水 進(jìn)人反應(yīng)器底部，污水自下而上地通過厭氧污 泥床反應(yīng)器。在反應(yīng)器的底部一個(gè)高濃度 (可達(dá)100?150 g/L>、高活性的污泥層，大部 分的機(jī)物在這里被轉(zhuǎn)化為CH.,和C()2 ； III 于態(tài)產(chǎn)物（消化）的攪動(dòng)和泡黏附污泥，

在污泥層之上形成一個(gè)污泥懸浮層；反應(yīng)器的 上部設(shè)三相分離器，完成、液、固三相的分 離；被分離的消化從上部導(dǎo)出，被分離的污 泥則自動(dòng)滑落到姑浮污泥層，出水則從澄淸區(qū)流出。由于在反應(yīng)器內(nèi)可以培養(yǎng)出大tt厭氧 顆粒污泥，使反應(yīng)器的負(fù)荷很大，對(duì)一般的高濃度機(jī)污水，當(dāng)水溫在30 °C左右時(shí)，負(fù)荷可 達(dá) 10?30 kgC()D/(m3 · d)。

UASB反應(yīng)器三個(gè)重要的前提：①反應(yīng)器內(nèi)形成沉降性能良好的顆粒污泥或絮狀污泥；②產(chǎn)和進(jìn)水的均勻分布所形成的良好的自然攪拌；③設(shè)計(jì)的三相分離器，能使沉淀性能良好的污泥保留在反應(yīng)器內(nèi)。良好的顆粒污泥床的形成，使得機(jī)負(fù)荷和去除率髙，不需要攪拌，能適應(yīng)負(fù)荷沖擊和溫度與pH值的變化。

臨夏市UASB厭氧反應(yīng)器

附屬設(shè)備

1、剩余沼燃燒器

一般不允許將剩余沼向空中放，以防污染大。在確剩余沼法利用時(shí)，可安裝余燃燒器將其燒掉。燃燒器應(yīng)裝在安地區(qū)，并應(yīng)在其前安裝閥門和阻火器。剩余體燃燒器，是—種安裝置，要能自動(dòng)點(diǎn)火和自動(dòng)滅火。剩余體燃燒器和消化池蓋、或貯柜之間的距離，一般至少需要15m，并應(yīng)設(shè)置在容易監(jiān)視的開闊地。

2、保溫加熱設(shè)備

厭氧消化像其他生物處理工藝一樣受溫度影響很大，厭氧工藝受溫度影響更加突出。中溫厭氧消化的溫度范圍從30～35℃，可以計(jì)算在20℃和10℃的消化速率大約分別是30℃下大值的35%和12%。所以，加溫和保溫的重要性是不言而喻的。如果工或附近可利用的廢熱或者需要從出水中間收效量，則安裝熱交換器是必要的。

3、監(jiān)控設(shè)備

為提高厭氧反應(yīng)器的可靠性，必須設(shè)置各種類型的計(jì)量設(shè)備和儀表，如控制進(jìn)水量、投藥量等計(jì)量設(shè)備和pH計(jì)(酸度計(jì))、溫度測(cè)量等自動(dòng)化儀表。自動(dòng)計(jì)量設(shè)備和儀表是的基礎(chǔ)。對(duì)UASB厭氧反應(yīng)器實(shí)行監(jiān)控的主要兩個(gè)，一個(gè)是了解進(jìn)出水的情況，以便觀測(cè)進(jìn)水是否滿足工藝設(shè)計(jì)情況;另外一個(gè)是為了控制各工藝的，判斷工藝是否正常。由于UASB厭氧反應(yīng)器的殊性還要增加一些檢測(cè)項(xiàng)目，如揮發(fā)性機(jī)酸(VFA)、堿度和甲烷等。但是，這些設(shè)備屬于規(guī)準(zhǔn)設(shè)備，一些設(shè)備還很難形成在線的測(cè)量和控制。

分離裝置

三相分離器是UASB厭氧反應(yīng)器較點(diǎn)和重要置。它同時(shí)具兩個(gè)功能：

1) 能收集從分離器下的反應(yīng)室產(chǎn)生的沼;

2) 使得在分離器之上的懸浮物沉淀下來。

三相分離器設(shè)計(jì)要點(diǎn)匯總：

1) 集室的隙縫部分的面積應(yīng)該占反應(yīng)器部面積的15～20%;

2) 在反應(yīng)器高度為5～7m時(shí)，集室的高度在1.5～2m;

3) 在集室內(nèi)應(yīng)保持液界面以釋放和收集體，防止浮渣或泡沫層的形成;

4) 在集室的上部應(yīng)該設(shè)置消泡噴嘴，當(dāng)處理污水嚴(yán)重泡沫問題時(shí)消泡;

5) 反射板與隙縫之間的遮蓋應(yīng)該在100～200mm以避免上升的體進(jìn)入沉淀室;

6) 出管的直管應(yīng)該充足以從集室引出沼，別是泡沫的情況。

對(duì)于低濃度污水處理，當(dāng)水力負(fù)荷是限制性時(shí)，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?dāng)嗝嫔媳M可能的低是十分重要的 。

外設(shè)沉淀池防止污泥流失

在UASB內(nèi)雖液固三相分離器，混合液進(jìn)入沉淀區(qū)前已把體分離，但由于沉淀區(qū)內(nèi)的污泥仍具較高的產(chǎn)甲烷活性，繼續(xù)在沉淀區(qū)內(nèi)產(chǎn);或者由于沖擊負(fù)荷及水質(zhì)突然變化，可能使反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥膨脹，結(jié)果沉淀區(qū)固液分離不佳，發(fā)生污泥流失而影響了水質(zhì)和污泥床中污泥濃度。為了減少出水所帶的懸浮物進(jìn)入水體，外部另設(shè)一沉淀池，沉淀下來的污泥回流到污泥床內(nèi)。

設(shè)置外部沉淀池的好處是:

(1)污泥回流可加速污泥的積累，縮短啟動(dòng)周期;

(2)去除懸浮物，改善出水水質(zhì);

(3)當(dāng)偶爾發(fā)生大量漂泥時(shí)，提高了可見性，能夠及時(shí)回收污泥保持工藝的穩(wěn)定性;

(4)回流污泥可作進(jìn)一步分解，可減少剩余污泥量。

UASB的設(shè)計(jì)

UASB的工藝設(shè)計(jì)主要是計(jì)算UASB的容積、產(chǎn)量、剩余污泥量、營養(yǎng)需求的平衡量。

UASB的池形狀圓形、方形、矩形。污泥床高度一般為3-8m，多用鋼筋混凝土建造。當(dāng)污水機(jī)物濃度比較高時(shí)，需要的沉淀區(qū)與反應(yīng)區(qū)的容積比值小，反應(yīng)區(qū)的面積可采用與沉淀區(qū)相同的面積和池形。當(dāng)污水機(jī)物濃度低時(shí)，需要的沉淀面積大，為了反應(yīng)區(qū)的一定高度，反應(yīng)區(qū)的面積不能太大時(shí)，則可采用反應(yīng)區(qū)的面積小于沉淀區(qū)，即污泥床上部面積大于下部的池形。

液固三相分離器是UASB的重要組成部分，它對(duì)污泥床的正常和獲良好的出水水質(zhì)起十分重要的，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)給予別的重視。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，三相分離器應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求:

1、混和液進(jìn)入沉淀區(qū)之關(guān)，必須將其中的泡予以脫出，防止泡進(jìn)入沉淀區(qū)影響沉淀;

2、沉淀器斜壁角度約可大于45度角;

3、沉淀區(qū)的表面水力負(fù)荷應(yīng)在0.7m3/m2.h以下，進(jìn)入沉淀區(qū)前，通過沉淀槽低縫的流速不大于2m/m2.h;

4、處于集器的液一界面上的污泥要很好地使之浸沒于水中;

5、應(yīng)防止集器內(nèi)產(chǎn)生大量泡沫。

2、3兩個(gè)條件可以通過適當(dāng)沉淀器的深度-面積比來加以滿足。

對(duì)于低濃度污水，主要用限制表面水力負(fù)荷來控制;對(duì)于中等濃度和高濃度污水，在高負(fù)荷下，單位橫截面上釋放的體體積可能成為一個(gè)臨界指標(biāo)。但是直到現(xiàn)在外所取得的成果表明，只要負(fù)荷率不過20kgCOD/m3.d，UASB高度尚未見到大于10m的報(bào)道，三代厭氧反應(yīng)器除外。

污泥與液體的分離基于污泥絮凝、沉淀和過濾。所以在操作過程中，應(yīng)該盡可能創(chuàng)造污泥能夠形成絮凝沉降的水力條件，使污泥具良好的絮凝、沉淀性能，不僅對(duì)于分離器的工作是具重要意義，對(duì)于整個(gè)機(jī)物去除率更加至關(guān)重要。

厭氧生物處理設(shè)施管理應(yīng)該注意的問題

(1) 當(dāng)被處理污水濃度較高（CODCr值大于5000mg/L）時(shí)，必須采取回流的方式，回流比根據(jù)具體情況確定，效的回流，不僅可以降低進(jìn)水濃度，還可以增大進(jìn)水量，處理設(shè)施內(nèi)的水流分布均勻，避免出現(xiàn)短流現(xiàn)象。回流還可以防止進(jìn)水濃度和厭氧反應(yīng)器內(nèi)pH值的劇烈波動(dòng)，使厭氧反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，也就是說可以減少厭氧反應(yīng)對(duì)堿度的需求量，降低。厭氧反應(yīng)是產(chǎn)能過程，出水溫于進(jìn)水．因此冬季溫低時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)的溫度恒定，盡可能使厭氧微生在其適宜溫度下活動(dòng)。

(2)-般的工業(yè)廢水溫度難以達(dá)到35℃，需要加熱（尤其在冬季）。因此，為節(jié)約加溫所需能量，一方面要注意保溫（包括采取加大回流量等措施），盡可能防止反應(yīng)器熱量散失，另一方而要充分發(fā)揮反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度較大的點(diǎn)，盡可能提高反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度，減弱溫度對(duì)厭氧反應(yīng)的影響。

(3)沼要及時(shí)效地出。厭氧消化過程必定伴隨著沼的產(chǎn)生，沼對(duì)污泥可以起到攪拌和，促進(jìn)污水與污泥的混合接觸，這是其利的一面。同時(shí)，沼的存在也會(huì)起到類似浮渣的，沼向上溢出時(shí)將部分污泥帶到液面．導(dǎo)致浮渣的產(chǎn)生和出水中懸浮物含量增加及水質(zhì)變差。因此，要設(shè)置體擋板和集罩，將沼從厭氧消化裝置內(nèi)引出，在出水堰附近留足夠的沉淀區(qū)，以出水水質(zhì)。

(4)污泥負(fù)荷要適當(dāng)。為保持厭氧消化過程三個(gè)階段的平衡，使揮發(fā)性脂肪酸等中間產(chǎn)物的生成與消耗平衡，防止酸積累導(dǎo)致pH值下降，進(jìn)水機(jī)負(fù)荷不宜過高，一般不0.5kgCODcr/(kgMLSS·d)?？梢酝ㄟ^提高反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度，在保持相對(duì)較低的污泥負(fù)荷條件下，獲得較高的容積負(fù)荷。一般來說，厭氧消化裝置的容積負(fù)荷都在5kg CODcr/(m3·d)以上，甚至高達(dá)50kg CODcr/( m3·d)。

(5)當(dāng)被處理污水懸浮物濃度較大（一般指1000mg/L以上）時(shí)，就應(yīng)當(dāng)對(duì)污水進(jìn)行沉淀、過濾、或浮選等適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，以降低進(jìn)水的懸浮物含量，防止填料層堵塞。一般AF的進(jìn)水懸浮物不過200mg/L，但如果懸浮物可以生物降解而且均勻分散在污水中，則懸浮物對(duì)AF幾乎不產(chǎn)生不利影響。

(6)要充分創(chuàng)造厭氧環(huán)境。氧是厭氧微生物正常活動(dòng)的前提，甲烷菌則必須在的厭氧環(huán)境下才能強(qiáng)效率發(fā)揮。在污水提升進(jìn)入?yún)捬跸b置、出水回流等環(huán)節(jié)都要盡可能避免與空的接觸，盡可能減少與空接觸的機(jī)會(huì)。如水流過程中盡量不要出現(xiàn)跌水、攪動(dòng)等現(xiàn)象，調(diào)節(jié)池、回流池等要加蓋封閉，污水提升不要使用提泵。厭氧反應(yīng)構(gòu)筑物經(jīng)過密試驗(yàn)，確保嚴(yán)密滲漏。

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