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UASB厭氧反應(yīng)器

主要特點：

    ① 污泥的顆?；狗磻?yīng)器內(nèi)的平均濃度達(dá)50 gVSS/L以上，污泥齡一般為30天以上；

    ② 反應(yīng)器的水力停留吋間相應(yīng)較短；

    ③ 反應(yīng)器具很髙的容積負(fù)荷； 

    ④ 不僅適合于處理髙、中濃度的機(jī)工業(yè)廢水，也適合于處理低濃度的城市污水；

    ⑤ UASB厭氧反應(yīng)器集生物反應(yīng)和沉淀分離于一體，；

    ⑥ 滯設(shè)置填料，節(jié)省了，提髙了容積利用率；

    ⑦ 一般也需設(shè)置攪拌設(shè)備，上升水流和沼產(chǎn)生的上升流起到攪拌；

    ⑧ 構(gòu)造簡單，方便。

設(shè)備啟動

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。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(dá)1-2年。實踐表明，投加少量的載體，利于厭氧菌的附著，促進(jìn)初期顆粒污泥的形成;比重大的絮狀污泥比輕的易于顆?；?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)應(yīng)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(xì)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(jìn)其增殖逐步達(dá)到顆粒化;

    (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(fù)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(jī)容積負(fù)荷，這需要跟蹤觀察和水樣化驗;

    (6)可降解的COD去除率達(dá)到70-80%左右時，可以逐步增加機(jī)容積負(fù)荷率;

    (7)為促進(jìn)污泥顆粒化，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(fù)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。

基本出要求:

    (1)為污泥絮凝提供利的物理、化學(xué)和力學(xué)條件，使厭氧污泥獲得并保持良好的沉淀性能;

    (2)良好的污泥床?？尚纬梢环N相當(dāng)穩(wěn)定的生物相，保持定的微生態(tài)環(huán)境，能抵抗較強(qiáng)的擾動力，較大的絮體具良好的沉淀性能，從而提高設(shè)備內(nèi)的污泥濃度;

    (3)通過在污泥床設(shè)備內(nèi)設(shè)置一個沉淀區(qū)，使污泥細(xì)顆粒在沉淀區(qū)的污泥層內(nèi)進(jìn)一步絮凝和沉淀，然后回流入污泥床內(nèi)。

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，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，要能自動點火和自動滅火。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)置各種類型的計量設(shè)備和儀表，如控制進(jìn)水量、投藥量等計量設(shè)備和pH計(酸度計)、溫度測量等自動化儀表。自動計量設(shè)備和儀表是的基礎(chǔ)。對UASB厭氧反應(yīng)器實行監(jiān)控的主要兩個，一個是了解進(jìn)出水的情況，以便觀測進(jìn)水是否滿足工藝設(shè)計情況;另外一個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項目，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量和控制  。

水解酸化法的優(yōu)點?

    ⑴ 池體不需要密閉，也不需要三相分離器，管理方便簡單。

    ⑵ 大分子機(jī)物經(jīng)水解酸化后，生成小分子機(jī)物，可生化性較好，即水解酸化可以改變原污水的可生化性，從而減少反應(yīng)時間和處理能耗。

    ⑶ 水解酸化屬于厭氧處理的前期，沒達(dá)到厭氧發(fā)酵的終階段，因而出水中也就沒厭氧發(fā)酵所產(chǎn)生的難聞味，改善了污水處理的環(huán)境。

    ⑷ 水解酸化反應(yīng)所需時間較短，因此所需構(gòu)筑物體積很小，一般與沉淀池相當(dāng)，可節(jié)約基建投資。

    ⑸ 時間酸化對固體機(jī)物的降解效果較好，而且產(chǎn)生的剩余污泥很少，實現(xiàn)了污泥、污水一次處理，具消化池的部分功能。

    山東明基設(shè)備有限公司主要經(jīng)營污水處理設(shè)備、一體化污水處理成套設(shè)備、加藥裝置、氣浮機(jī)、消毒設(shè)備、二氧化氯發(fā)生器等，產(chǎn)品可以于，小區(qū)，賓館，屠宰污水處理及養(yǎng)殖污水處理等各個領(lǐng)域。本不斷地進(jìn)行觀念的更新與技術(shù)創(chuàng)新，以*的技術(shù)，高的工藝，出設(shè)備回報社會。

厭氧生物處理的主要特點哪些?

    ⑴ 能耗較低：因為厭氧生物處理不需要供氧，能源消耗約為好氧活性污泥法的1/10，還能產(chǎn)生具較高熱值的甲烷(CH4)。每去除1gCODcr可以產(chǎn)生0.35規(guī)準(zhǔn)升甲烷或0.7規(guī)準(zhǔn)升沼。沼的熱值為22.7KJ/L,甲烷的熱值為39300KJ/m3，一般天然的熱值為34300KJ/m3 。

    ⑵ 污泥產(chǎn)量低：因為厭氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多，好氧生物處理系統(tǒng)每處理1kgCODcr產(chǎn)生的污泥量為0.25～0.6kg，而厭氧生物處理系統(tǒng)每處理1kgCODcr產(chǎn)生的污泥量只0.02～0.18kg。

    ⑶可對好氧生物處理系統(tǒng)不能降解的一些大分子機(jī)物進(jìn)行*降解或部分降解。

    ⑷ 厭氧微生物對溫度、PH等環(huán)境因素的變化更為敏感，管理好厭氧生物處理系統(tǒng)的難度較大。

    ⑸ 水溫適應(yīng)廣：好氧處理水溫在10～35℃之間，當(dāng)高溫時就需采取降溫措施;而厭氧處理水溫適應(yīng)，分低溫厭氧(10～30℃)、中溫厭氧(30～40℃)和高溫厭氧(50～60℃)。

厭氧生物處理的三個階段是怎樣的?

    理論研究認(rèn)為三個階段，即厭氧消化過程分為水解發(fā)酵階段、產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段、產(chǎn)甲烷階段三部分。

    水解發(fā)酵階段和產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段又可合稱為酸性發(fā)酵階段。在這個階段，污水中的復(fù)雜機(jī)物，在酸性腐化菌或產(chǎn)酸菌的下，分解成簡單的機(jī)物，如機(jī)酸，醇類等，以及CO2、NH3和H2S等機(jī)物。由于機(jī)酸的積累，污水的pH值下降到6以下。此后，由于機(jī)酸和含氮化合物的分解，產(chǎn)生碳酸鹽和氨等使酸性減退，pH值回升到6.6～6.8左右。

    ⑴ 水解酸化階段。污水中復(fù)雜的大分子、不溶性的機(jī)物在細(xì)胞外酶的下水解為小分子、溶解性機(jī)物，然后滲入細(xì)胞體內(nèi)，水解產(chǎn)生揮發(fā)性機(jī)酸、醇類及醛類等。

    ⑵ 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段。在產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌的下，各種機(jī)酸分解轉(zhuǎn)化為乙酸、氫和二氧化碳。

    ⑶ 產(chǎn)甲烷階段。產(chǎn)甲烷菌將乙酸、氫及二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷。 

UASB厭氧反應(yīng)器三個重要的前提：

    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。

厭氧反應(yīng)器“酸化”恢復(fù)措施
1、化學(xué)恢復(fù)法
1）、投加氫氧化物
    投加NaOH、Ca(OH)2等氫氧化物可效提升反應(yīng)器pH，實現(xiàn)短期內(nèi)厭氧體系中pH的恢復(fù)。然而投加的氫氧化物如Ca(OH)2大多被碳酸鹽所消耗，由于缺乏酸堿緩沖能力，厭氧反應(yīng)器內(nèi)pH會出現(xiàn)大幅震蕩過程，難以保持穩(wěn)定，不利于耗氫產(chǎn)乙酸菌及產(chǎn)甲烷菌的活性恢復(fù)，部分情況下甚至?xí)?dǎo)致反應(yīng)器崩潰；其次，氫氧化物會消耗產(chǎn)甲烷過程中所需的CO2，破壞產(chǎn)甲烷的進(jìn)行，對產(chǎn)甲烷菌的恢復(fù)不利，因此這種方法目前已不常用。
2）、投加NaHCO3
    僅從理論角度講，NaHCO3的投加能夠在不干擾微生物敏感的理化平衡的情況下平穩(wěn)地將pH調(diào)節(jié)到理想狀態(tài)，且不影響CO2的含量，pH的波動相對其他化學(xué)也較??；但NaHCO3飽和溶液的pH值僅為8.2，在不考慮NaHCO3隨出水流失以及與VFA反應(yīng)的消耗量，將容積為800m³反應(yīng)器的pH值從6.0提升到7.0需固體NaHCO3質(zhì)量為12t，況且將反應(yīng)器中pH值和VFA都恢復(fù)正常并不是一兩天的事，需要一定的恢復(fù)期，所以可能需要投加NaHCO3。顯然，這是一個相當(dāng)沉重的負(fù)擔(dān)，雖然試驗中較好的效果，但在工程實際中，不宜采用NaHCO3。
2、物理恢復(fù)法
1）、提高混合程度
    通過增加反應(yīng)器水力停留時間（HRT），或改進(jìn)反應(yīng)器的設(shè)計，可提高厭氧反應(yīng)器混合程度，降低“死區(qū)”范圍，進(jìn)而抑制或減少溝流現(xiàn)象。例如，改變ABR導(dǎo)流擋板的角度與安插方向，可促進(jìn)水流在反應(yīng)器底部的均勻分布，大限度地增加反應(yīng)器的混合程度。此種方法通常用于預(yù)防酸化或?qū)λ峄M(jìn)行輔助恢復(fù)。
2）、降低進(jìn)水濃度
    通過降低進(jìn)水濃度（通常<2000mg/L），進(jìn)而降低反應(yīng)器的機(jī)負(fù)荷，是實現(xiàn)酸化反應(yīng)器恢復(fù)的常用方法。但單獨采用這種方法的恢復(fù)效果并不明顯，通常要配合堿液投加方法一起使用。例如，采用降低進(jìn)水濃度同時配合加入一定NaHCO3的方法將酸化反應(yīng)器的pH從4.5調(diào)至7.0，9d后UASB的出水pH從初被酸化時的5.4回升到6.5。
3）、處理出水回流
    處理出水回流是厭氧反應(yīng)器進(jìn)水負(fù)荷的條件下，降低其進(jìn)水濃度的一種效措施。采用該方法，回流水中產(chǎn)甲烷階段產(chǎn)生的堿度，可在酸化階段被充分利用，大幅降低了反應(yīng)器進(jìn)水堿度的需求。此外，該方法不會引起反應(yīng)器內(nèi)CO2含量的劇烈變化，可以平穩(wěn)地提升反應(yīng)器pH；由于回流水溫度與反應(yīng)器溫度基本*，容易實現(xiàn)反應(yīng)器溫度的恒定；回流水溶解氧較低，不會對反應(yīng)器內(nèi)厭氧顆粒污泥產(chǎn)生不良影響，因而恢復(fù)效果明顯。研究表明：輕度酸化后采用該方法，厭氧反應(yīng)器pH僅需36h，即可恢復(fù)至6.5，因而該方法比較適用于強(qiáng)效厭氧反應(yīng)器的酸化恢復(fù)。
4）、處理出水置換
    處理出水置換是利用儲存的反應(yīng)器出水一次性置換反應(yīng)器內(nèi)含高濃度機(jī)酸的污水。由于反應(yīng)器正常出水中較高的堿度，在換水的同時相當(dāng)于加入大量的堿，因而該方法既不需要額外的投資(加堿的)，也不需要考慮加堿量，是一種較的恢復(fù)辦法。研究顯示，采用該方法僅8d，反應(yīng)器出水pH就可以從酸化時的5.35回升到6.58，體產(chǎn)量上升，出水中揮發(fā)酸含量恢復(fù)到反應(yīng)器正常水平。
3、生物恢復(fù)法
1）、加顆粒污泥
    投加新鮮、成熟的顆粒污泥可以快速補(bǔ)充反應(yīng)器中微生物數(shù)量，降低污染負(fù)荷，因而是一種時間短、效果好的酸化恢復(fù)方法。然而，由于缺乏必要的厭氧顆粒物污泥活性保持技術(shù)的，顆粒污泥投加常伴隨高昂的成本，因而該方法目前多局限于實驗研究。隨著厭氧顆粒污泥活性快速恢復(fù)及活性激活技術(shù)的逐漸發(fā)展及推廣，該技術(shù)望在實際工程中得到。
2）、投加關(guān)鍵微生物種群
     厭氧反應(yīng)器的過渡酸化直接來源于產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌法及時降解VFA而導(dǎo)致VFA積累，因而通過采取一定的工程措施，使厭氧消化系統(tǒng)中的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸獲得生長，提高VFA轉(zhuǎn)化為乙酸的效率，使后續(xù)的產(chǎn)甲烷菌群獲得更多可直接利用的營養(yǎng)底物，將助于加快厭氧消化鏈反應(yīng)的恢復(fù)。
總結(jié)
    對比研究顯示，僅僅采用降低COD的自然恢復(fù)法，酸化反應(yīng)器需要近3個月才能重新正常，這與重新接種、馴化并培養(yǎng)污泥的時間接近。單獨采用堿性藥劑投加法很難實行，法達(dá)到恢復(fù)酸化的。而采用投加堿液+降低COD、間歇稀釋進(jìn)水+加堿、出水回流稀釋、投加顆粒污泥法和換水法5種恢復(fù)方法結(jié)果表明，這5種方法均能促進(jìn)反應(yīng)器快速恢復(fù)正常，其中投加顆粒污泥法和換水法效果較好，其次為出水回流稀釋法和投加堿液+降低COD法。
    pH值是影響厭氧消化過程的重要因素，厭氧消化需要一個相對穩(wěn)定的pH值范圍。如果生長環(huán)境的pH值過低，而出現(xiàn)“酸化”現(xiàn)象，產(chǎn)甲烷菌的生長代謝和繁殖就會受到抑制，進(jìn)而對整個厭氧消化過程產(chǎn)生不利影響。因此當(dāng)厭氧反應(yīng)器出現(xiàn)“酸化”現(xiàn)象時，要分析其產(chǎn)生的原因，并及時采取一定的措施對反應(yīng)器進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，以厭氧消化穩(wěn)定的環(huán)境。

UASB厭氧反應(yīng)器

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