UASB厭氧反應(yīng)器

概述

上流式厭氧污泥床反應(yīng)器是一種處理污水的厭氧生物方法,又叫升流式厭氧污泥床,英文縮寫UASB ( Up-flow Anaerobic SludgeBed/Blanket )。由荷蘭L ettinga教授于1977年發(fā)明。

污水自下而上通過UASB。反應(yīng)器底部有一個高濃度、 高活性的污泥床,污水中的大部分有機(jī)污染物在此間經(jīng)過厭氧發(fā)酵降解為甲烷和二氧化碳。因水流和氣泡的攪動,污泥床之上有一個污泥懇浮層。反應(yīng)器上部有設(shè)有三相分離器,用以分離消化氣、消化液和污泥顆粒。消化氣自反應(yīng)器頂部導(dǎo)出;污泥顆粒自動滑落沉降至反應(yīng)器底部的污泥床;消化液從澄清區(qū)出水。

UASB負(fù)荷能力很大,適用于高濃度有機(jī)廢水的處理。運行良好的UASB有很高的有機(jī)污染物去除率,不需要攪拌,能適應(yīng)較大幅度的負(fù)荷沖擊、溫度和pH變化。

工作原理

UASB由污泥反應(yīng)區(qū)、氣液固三相分離器(包括沉淀區(qū))和氣室三部分組成。在底部反應(yīng)區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥,具有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(jìn)行混合接觸,污泥中的微生物分解污水中的有機(jī)物,把它轉(zhuǎn)化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出,微小泡在上升過程中,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-個污泥濃度較稀薄的污泥和水-起上升進(jìn)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(jìn)入氣室,集中在氣室沼氣，用導(dǎo)管導(dǎo)出,固液混合液經(jīng)過反射進(jìn)入三相分離器的沉淀區(qū),污水中的污泥發(fā)生絮凝,顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿著斜壁滑回厭氧反應(yīng)區(qū)內(nèi),使反應(yīng)區(qū)內(nèi)積累大量的污泥,與污泥分離后的處理出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出,然后排出污泥床。

與其他類型的厭氧反應(yīng)器相較有下述優(yōu)點:

1.污泥床內(nèi)生物量多,折合濃度計算可達(dá)20~ 30g/L ;

2.容積負(fù)荷率高,在中溫發(fā)酵條件下，- 般可達(dá)10kgCOD/ ( m&lsup3；d )左右,甚至能夠高達(dá)15~40kgCOD/(m&sup3；d) ,廢水在反應(yīng)器內(nèi)的水力停留時間較短,因此所需池容大大縮小。

3.設(shè)備簡單,運行方便,勿需設(shè)沉淀池和污泥回流裝置,不需 要充填填料,也不需在反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)機(jī)械攪拌裝置, 造價相對較低,便于管理,且不存在堵塞問題。

分離裝置

三相分離器是UASB反應(yīng)器的特點和重要裝置。它同時具有兩個功能:

1)能收集從分離器下的反應(yīng)室產(chǎn)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(shè)計要點匯總:

1)集氣室的隙縫部分的面積應(yīng)該占反應(yīng)器全部面積的15 ~ 20%;

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

3)在集氣室內(nèi)應(yīng)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(yīng)該設(shè)置消泡噴嘴,當(dāng)處理污水有嚴(yán)重 泡沫問題時消泡;

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

6)出氣管的直管應(yīng)該充足以保證從集氣室引出沼氣,特別是有泡沫的情況。

對于低濃度污水處理，當(dāng)水負(fù)荷是限制性設(shè)計參數(shù)時,在三相分離器縫隙處保持大的過流面積,使得上升流速在這一過水?dāng)嗝嫔媳M可能的低是十分重要的。