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UASB厭氧反應器

反應器原理

UASB由污泥反應區(qū)、液固三相分離器(包括沉淀區(qū))和室三部分組成。在底部反應區(qū)內存留大量厭氧污泥，具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行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的機物，把它轉化為沼。沼以微小泡形式不斷放出，微小泡在上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的泡，在污泥床上部由于沼的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進入三相分離器，沼碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進入室，集中在室沼，用導管導出，固液混合液經過反射進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，并在重力下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿著斜壁滑回厭氧反應區(qū)內，使反應區(qū)內積累大量的污泥，與污泥分離后的處理出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出，然后出污泥床。

 技術優(yōu)點

(一)可處理高濃度廢水，別是對一些較難降解的大分子機物很好的去除效果，而好氧對此效果不明顯； 

（二） 不需要供氧，大大降低，能耗僅為好氧處理工藝的10-15%，且厭氧過程產生可再生能源——沼； 

（三） 污泥產生量比好氧過程少5～20倍，UASB內污泥濃，平均污泥濃度為20－40gVSS/1；不會產生污泥膨脹，剩余污泥量少，污泥易處理；

（四） 機負荷率高，水力停留時間短，采用中溫發(fā)酵時，容積負荷一般為 10-20kgCOD/m3.d左右；反應器容積和系統占地小，投資少。工程實踐證明，當污水COD濃度大于4000mg/L時，厭氧處理就比好氧處理更加。

（五） 混合攪拌設備，靠發(fā)酵過程中產生的沼的上升運動，使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài)，對下部的污泥層也一定程度的攪動；污泥床不填載體，節(jié)省造價及避免因填料發(fā)生堵賽問題； （六） 、方便、易于維護管理。

UASB厭氧反應器

的工藝是用水解酸化+氧化（處理COD較低的廢水），的是UASB+氧化（一相厭氧，處理COD高的廢水），的是水解酸化+UASB+氧化（就相當于兩相厭氧）；對此分析如下：

1）水解+好氧工藝，處理的廢水濃度確實常見的要低一些，因為水解并不能提供較力的COD消解能力，當然這個工藝相比較直接好氧而言，更多的可以用在進水COD1k-2k之間的項目，這種水質進厭氧節(jié)約的曝能耗和提升水用的動力能耗差不多，厭氧降解程度上優(yōu)點也不明顯，但是直接進好氧濃度又偏高。因此常搞出水解+好氧，利用水解過程微量講解和吸附去除COD來減少好氧的負擔。當然這是在不討論改善生化性方面的前提下。

2）假如水解酸化+UASB+氧化就相當于兩相厭氧，文章說“厭氧發(fā)酵產生沼過程可分為水解階段、酸化階段、乙酸化階段和甲烷階段等四個階段。水解池（水解池進行的就是水解酸化反應吧）是把反應控制在二階段完成之前，不進入三階段。”

那么水解酸化產生的應該是機酸吧，那乙酸化階段在哪發(fā)生的？兩相厭氧的產酸相產的酸？它的乙酸化階段又是在哪發(fā)生的呢？

產乙酸這個詞和產乙酸階段是應該分開的，因為在產酸階段就會產生一部分乙酸了但并不一定作為過程的主體，這要看廢水的機物組成。產乙酸階段，這里面包含了兩類反應，一是更長碳鏈的VFA以及乳酸、丙酮酸和醇類等分解產生乙酸，二是同型產乙酸菌，利用CO2和H2的機組合進行產乙酸。兩相的水解酸化過程中產生的機酸，可能是甲酸、乙酸、丙酸、丁酸…以及乳酸中的任一種，也可能是未完降解的長鏈脂肪酸。

個人認為在實際工程中，兩相的分界線并不*分明，水解酸化相先后延伸至產乙酸甚至少量產甲烷都是經常遇見的。至于產甲烷相，它就沒不含水解酸化這兩個過程的時候，產甲烷相四個過程都會存在，只不過前兩個過程被之前的相分擔了一部分。乙酸化發(fā)生在哪里，這個過程應該大部分在后一相，兩相的定義并不是“水解酸化階段+乙酸化產甲烷階段”，只要在流程上將其主體分開即可叫做兩相，至于分界線模糊，沒關系。

基于水解和酸化兩個過程法分開的事實，三相取決于產乙酸和產甲烷是否可以分開。

對于三相分離器的工作原理大致可表述為：液固三相在體擾動和液體升流的下從下方進入三相分離器；污泥（固）撞擊在三相分離器上，上面吸附的沼泡釋放出來；沼體被三角形集罩收集；脫離體的泥水（固液相）穿過三相分離器集罩之間的縫隙，到達沉淀區(qū)；污泥（固）在沒體擾動的條件下沉淀，落回三相分離器下方。核心是體被收集和污泥沉淀。

UASB的設計

UASB的工藝設計主要是計算UASB的容積、產量、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。當污水機物濃度比較高時，需要的沉淀區(qū)與反應區(qū)的容積比值小，反應區(qū)的面積可采用與沉淀區(qū)相同的面積和池形。當污水機物濃度低時，需要的沉淀面積大，為了反應區(qū)的一定高度，反應區(qū)的面積不能太大時，則可采用反應區(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，它對污泥床的正常和獲良好的出水水質起十分重要的，因此設計時應給予別的重視。根據經驗，三相分離器應滿足以下幾點要求:
1、混和液進入沉淀區(qū)之關，必須將其中的泡予以脫出，防止泡進入沉淀區(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)的表面水力負荷應在0.7m3/m2.h以下，進入沉淀區(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、應防止集器內產生大量泡沫。
2、3兩個條件可以通過適當沉淀器的深度-面積比來加以滿足。
對于低濃度污水，主要用限制表面水力負荷來控制;對于中等濃度和高濃度污水，在高負荷下，單位橫截面上釋放的體體積可能成為一個臨界指標。但是直到現在外所取得的成果表明，只要負荷率不過20kgCOD/m3.d，UASB高度尚未見到大于10m的報道，三代厭氧反應器除外。
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，不僅對于分離器的工作是具重要意義，對于整個機物去除率更加至關重要。
別要注意避免泡進入沉淀區(qū)，要使固--液進入沉淀區(qū)之前就與泡很好分離。在--液表面上形成浮渣能迫使一些泡進入沉淀區(qū)，所以在設計中必須事先就考慮到:
(1)采用適當的技術措施，盡可能避免浮渣的形成條件，防范浮渣層的形成;
(2)必須要沖散浮渣的設施或裝置，在污泥反應區(qū)一旦出現浮渣的情況下，能夠及時破壞浮渣層的形成，或能夠及時除浮渣。
如上所述，UASB中污水與污泥的混合是靠上升的水流和發(fā)酵過程中產生的泡來完成的。因此，一般采用多點進水，使進水均勻地分布在床斷面上，其中的關鍵是要均勻--勻速、勻量。
UASB容積的計算一般按機物容積負荷或水力停留時間進行。設計時可通過試驗決定參數或參考同類廢水的設計和參數。

營養(yǎng)與環(huán)境條件

厭氧要求機物濃度較高，一般大于1000mg/L以上。所以厭氧適于處理高濃度機廢水和污泥處理。和好氧生物處理一樣，厭氧處理也要求供給面的營養(yǎng)，但好氧細菌增殖快，機物50~60%用于細菌增殖，故對N、P要求高;而厭氧增殖慢，BOD僅5~10%用于合成菌體，對N、P要求低。

COD∶N∶P=200∶5∶1或C∶N=12~16

(好氧COD∶N∶P=100∶5∶1)

厭氧過程對環(huán)境條件要求比較嚴格:

Ⅰ、氧化還原電位(φE)與溫度

氧的溶入和氧化態(tài)、氧化劑的存在:Fe3+、Cr2O72-、NO3-、SO42-、PO43-、H+會使體系中電位升高，對厭氧消化不利。

高溫消化--500~600mv，50~55℃

中溫消化--300~380mv，30~38℃

產酸菌對氧還-還電位要求不甚嚴格+100~-100mv

產甲烷菌對氧還-還電位要求嚴格<-350mv

Ⅱ、pH及堿度

pH主要取決于三個生化階段的平衡狀態(tài)，原液本身的pH和發(fā)酵系統中產生的CO2分壓(20.3~40.5kpa)，正常發(fā)酵pH=7.2~7.4，機負荷太大，水解和酸化過程的生化速率大大過產速率。將導致水解產物機酸的積累使pH下降，抑制甲烷菌的生理機能，使化速率銳減，所以原液pH=6~8，發(fā)酵過程機酸濃度不過3000mg/L為佳(以乙酸計)。

HCO3-及NH3是形成厭氧處理系統堿度的主要原因，高的堿度具較強的緩沖能力，一般要求堿度2000mg/L以上，NH3濃度50~200mg/L為佳。

Ⅲ、毒物--凡對厭氧處理過程起抑制和毒害的物質都可稱為毒物，機酸濃度不應使消化液pH<6.8;不應高于1500mg/L

明基設備有限公司多年來一直堅持“客戶*”的經營理念,用心做事，保護環(huán)境。在此，我們鄭重承諾：1、工程竣工后我方對用戶的操作人員進行技術培訓，包含污水處理系統工作原理、工藝流程、日常操作規(guī)程、常見故障查等2、污水處理工程竣工后我方為設備正常提供一年期3、在期內，在污水處理站操作管理人員不能除故障情況下，在接到用戶故障通知后，我會在2小時內給出應急方案，省內24小時（省外48小時）內人員抵達現場對故障進行處理。