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登封市IC厭氧反應(yīng)器技術(shù)

 UASB的設(shè)計

UASB的工藝設(shè)計主要是計算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。當污水機物濃度比較高時，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。當污水機物濃度低時，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，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)計時應(yīng)給予別的重視。根據(jù)經(jīng)驗，三相分離器應(yīng)滿足以下幾點要求:
1、混和液進入沉淀區(qū)之關(guān)，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(yīng)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(yīng)防止集器內(nèi)產(chǎn)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(xiàn)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(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(guān)重要。

厭氧反應(yīng)器也叫厭氧處理工藝以下幾種
一、沼池(厭氧消化器)采用技術(shù)分析和評價 
在我已建成的沼工程中，所采用的厭氧消化工藝，主要以下四類，即塞流式消化器，升流式固體反應(yīng)器，升流式厭氧污泥床和污泥床濾器。 
1塞流式反應(yīng)器(Plug Flow Reactor，簡稱PFR) 
塞流式反應(yīng)器也稱推流式反應(yīng)器，是一種長方形的非完混合式反應(yīng)器。高濃度懸浮固體發(fā)酵原料從一端進入，從另一端出。 
優(yōu)點:1不需要攪拌，池形，能耗低;2適用于高SS廢水的處理，尤其適用于牛糞的厭氧消化，用于農(nóng)場較好的效益;3方便，故障少，穩(wěn)定性高。 
缺點:1固體物容易沉淀于池底，影響反應(yīng)器的效體積，使HRT和SRT降低，效率較低;2需要固體和微生物的回流作為接種物;3因該反應(yīng)器面積/體積比較大，反應(yīng)器內(nèi)難以保持*的溫度;4易產(chǎn)生厚的結(jié)殼。 
北京市大興區(qū)留民營的雞糞高溫沼工程采用了該反應(yīng)器。實踐表明，該反應(yīng)器耐粗放管理，采用高溫(55℃)發(fā)酵，產(chǎn)率較高，并且可以殺滅害生物。但因雞糞沉渣較多，易生成沉淀而影響反應(yīng)器的效率。 
2升流式固體反應(yīng)器(Upflow Solids Reactor，簡稱USR) 
升流式固體反應(yīng)器是一種、適用于高懸浮固體原料的反應(yīng)器。原料從底部進入消化器內(nèi)，與消化器里的活性污泥接觸，使原料得到快速消化。未消化的生物質(zhì)固體顆粒和沼發(fā)酵微生物靠自然沉降滯留于消化器內(nèi)，上清液從消化器上部溢出，這樣可以得到比水力滯留期高得多的固體滯留期(SRT)和微生物滯留期(MRT)，從而提高了固體機物的分解率和消化器的效率。 
都師范大學(xué)利用USR進行了雞糞沼發(fā)酵研究，其進料濃度為TS=5%~6%，COD=42~55g/l，懸浮固體為45~55g/l，在35℃條件下，USR的負荷可達10kgCOD/m3•d，產(chǎn)率488m3/m3•d，CH4含量60%左右，COD去除率85%左右，SS去除率為6616%。據(jù)計算當HRT為5天時SRT為25天。 
留民營雞糞污水中溫沼發(fā)酵工程、房山區(qū)琉璃河豬糞廢水沼發(fā)酵工程、房山區(qū)南韓繼和平谷縣南獨樂河豬糞廢水沼工程的厭氧消化器均采用USR工藝，，效果較好。 
3升流式厭氧污泥床(Upflow Anaerobic Sludge Bed，簡稱UASB) 
UASB是由Lettinga等于1974~1978年研究成功的一項新工藝，是上發(fā)展較快的消化器。由于該消化器，低，而引起人們的普遍興趣。該消化器適用于處理可溶性廢水，要求較低的懸浮固體含量。北京環(huán)境于1983年先開展了利用UASB處理丙酮丁醇廢水的工藝研究，至今我已對COD為300~500mg/l的生活污水，1000~2000mg/l啤酒廢水，3000~5000mg/l的屠宰廢水，8000~10000mg/l的豆制品廢水及30000~40000mg/l的酒醪濾液等進行了研究工作，并且多數(shù)已投產(chǎn)。該工藝將污泥的沉降與回流置于一個裝置內(nèi)，降低了造價。 
該工藝的優(yōu)點為:1除三相分離器外，消化器，沒攪拌裝置及供微生物附著的填料;2長的SRT和MRT使其達到了很高的負荷率;3顆粒污泥的形成，使微生物天然固定化，改善了微生物的環(huán)境條件，增加了工藝的穩(wěn)定性;4出水的懸浮固體含量低。 
缺點:1需要安裝三相分離器;2進水中只能含低濃度的懸浮固體;3需要效的布水器使其進料能均勻分布于消化器的底部;4當沖擊負荷或進料中懸浮固體含量升高，以及遇到過量毒物質(zhì)時，會引起污泥流失，要求較高的管理水平。 
UASB是近年來在沼發(fā)酵工程中多的工藝，多用于工業(yè)廢水和生活污水的厭氧消化。經(jīng)過固液分離后的畜禽糞便污水也可以采用UASB進行厭氧消化處理。UASB工藝在工廢水處理中已得到。北京啤酒采用UASB工藝的厭氧消化工程已被定為推廣項目。 
4污泥床濾器(UBF) 
它是將UASB和厭氧濾器結(jié)合為一體的厭氧消化器。其下部為污泥床，上部設(shè)置纖維填料。由于附著于纖維填料上的生物膜補充了污泥床上部微生物的不足，所以效益較高。

登封市IC厭氧反應(yīng)器技術(shù)

 UASB的啟動

1、污泥的馴化
UASB設(shè)備啟動的難點是獲得大量沉降性能良好的厭氧顆粒污泥。的辦法加以馴化，一般需要3-6個月，如果靠設(shè)備自身積累，投產(chǎn)期長可長達1-2年。實踐表明，投加少量的載體，利于厭氧菌的附著，促進初期顆粒污泥的形成;比重大的絮狀污泥比輕的易于顆粒化;比甲烷活性高的厭氧污泥可縮短啟動期。
2、啟動操作要點
(1)一次投加足夠量的接種污泥;
(2)啟動初期從污泥床流出的污泥可以不予回流，以使別輕的和細碎污泥跟懸浮物連續(xù)地從污泥床出體外，使較重的活性污泥在床內(nèi)積累，并促進其增殖逐步達到顆?；?
(3)啟動開始廢水COD濃度較低時，未必就能讓污泥顆?；俣燃涌?
(4)初污泥負荷率一般在0.1-0.2kgCOD/kgTSS.d左右比較合適;
(5)污水中原來存在的和厭氧分解出來的多種揮發(fā)酸未能效分解之前，不應(yīng)隨意提高機容積負荷，這需要跟蹤觀察和水樣化驗;
(6)可降解的COD去除率達到70-80%左右時，可以逐步增加機容積負荷率;
(7)為促進污泥顆?；?，反應(yīng)區(qū)內(nèi)的小空塔速度不可低于1m/d，采用較高的表面水力負荷利于小顆粒污泥與污泥絮凝分開，使小顆粒污泥凝并為大顆粒。

工藝操作條件

Ⅰ、生物量--大小以污泥濃度表示，一般介于10~30gvss/L之間，為防止反應(yīng)器中污泥流失，可采用裝入填料介質(zhì)使細菌附著掛膜，調(diào)節(jié)水流速度或污泥回流量。

Ⅱ、負荷率--表示消化裝置處理能力的一個參數(shù)，負荷率三種表示方法:

①容積負荷率--反應(yīng)器單位效容積在單位時間內(nèi)接納的機物量kg/m3·d。

②污泥負荷率--反應(yīng)器內(nèi)單位重的污泥在單位時間內(nèi)接納的機物量kg/kg·d。

③投配率--每天向單位效容積投加的材料的體積m3/m3·d。

投配率的倒數(shù)為平均停留時間或消化時間，單位為d(天)，投配率池可用百分率表示。

負荷率的影響:

①當機物負荷率很高時，營養(yǎng)充分，代謝產(chǎn)物機酸產(chǎn)量很大，過甲烷菌的吸收利用能力，機酸積累pH下降，是低效不穩(wěn)定狀態(tài)。

②負荷率適中，產(chǎn)酸細菌代謝產(chǎn)物中的機物(機酸)基本上能被甲烷菌及時利用，并轉(zhuǎn)化為沼，殘存機酸量僅為幾百毫克/升。pH=7~7.5，呈弱堿性，是強效穩(wěn)定發(fā)酵狀態(tài)。

③當機負荷率小，供給養(yǎng)料不足，產(chǎn)酸量偏少，pH>7.5是堿性發(fā)酵狀態(tài)，是低效發(fā)酵狀態(tài)。

Ⅲ、溫度控制--發(fā)酵要求較高的溫度，每去除8000mg/L的COD所產(chǎn)沼，能使水溫升高10℃，一般工藝設(shè)計中溫消化30~35℃。

Ⅳ、pH的控制--當液料pH<6.5或高于8.0，則要調(diào)整液料pH。

pH<6.8~7，應(yīng)減少機負荷率，

pH<6.5，應(yīng)停止加料，必要時加入石灰中和。

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