工藝UASB厭氧反應器的特點及工藝流程
工藝UASB厭氧反應器的特點及工藝流程由于厭氧消化過程中微生物的不斷生長或進水中不可降解懸浮物的積累,隨著反應器中污泥濃度的增加,出水水質(zhì)會得到改善,但當污泥過高時,污泥會隨出水一起沖出反應器。因此,當反應器中的污泥達到一定高度時,就需要排出。按照預先設(shè)定的程序,每隔規(guī)定的時間間隔(例如每周)就要排放一定量的污泥,排放的污泥總量等于該時間段的累計量。可靠的方法是確定排泥量的污泥濃度分布曲線。
原則上有兩種排泥方法:①從所需高度直接排出;②抽出污泥。排泥高度很重要,低活性污泥要排出,高活性污泥留在反應器內(nèi)。通常情況下,污泥床底層形成較厚的污泥,而上層是較薄的絮狀污泥,剩余污泥要從污泥床上部排出。
當反應器底部的“濃縮”污泥由于顆粒堆積和砂粒變小而變得不活躍時,建議偶爾從反應器底部排出污泥,以避免或減少砂粒在反應器中的堆積。1.清水區(qū)推薦高度為0.5~1.5m 2。定期排泥可以排污泥,一般1~2次。3.需要一個泥面監(jiān)測儀,它可以根據(jù)泥面的高度來確定排泥時間。4.剩余污泥排放點應設(shè)置在污泥區(qū)的中上部。5.對于矩形池,排泥口應沿池的多點布置。6.反應器底部可能有顆粒物質(zhì)和較小的沙粒。應考慮下一次排泥的可能性,以避免或減少反應器中累積的砂粒。7.對于多孔水管,進水管兼作污泥排放管或排氣管。通常,剩余污泥的排放點設(shè)置在反應器的高度。但大多數(shù)設(shè)計人員建議將排泥設(shè)備安裝在反應器底部附近,在三相分離器下方0.5m處也有排泥管道,將污泥床上部剩余的絮體污泥排出,而不排出顆粒污泥。在UASB反應器的排泥系統(tǒng)中,需要考慮在上、中、下不同位置同時設(shè)置排泥設(shè)備,排泥位置應根據(jù)實際生產(chǎn)中的具體情況確定。對于新建的UASB反應器,啟動過程主要是接種未馴化的絮狀污泥(如污水處理廠的消化污泥),經(jīng)過一定時間的啟動、調(diào)試和運行,使反應器達到設(shè)計負荷,達到有機物的去除效果,往往伴隨著污泥顆?;?,所以也叫污泥顆?;捬跷⑸镉绕涫钱a(chǎn)甲烷菌生長緩慢,導致厭氧反應器啟動時間較長。但是,一旦啟動完成,它會迅速重啟并停止。
沒有現(xiàn)成的厭氧污泥或顆粒污泥,城市污水處理廠大多使用消化污泥。除消化污泥外,還可以接種多種材料,如牛糞、各種糞肥、污水污泥等。一些泥土、淤泥、淤泥、腐植菌等污物也可以用來接種,甚至好氧活性污泥也可以作為接種污泥,顆粒污泥也可以培養(yǎng)。6~8kgVSS/m3(以反應器總有效容積計算)為宜,小于5kg VSS/m3;接種的污泥不應超過反應器體積的60%。對于非顆粒污泥接種污泥,在培養(yǎng)的顆粒污泥或沉降性好的活性污泥中有一個將絮狀污泥和細泥從反應器中“洗出”的過程,這是UASB反應器實現(xiàn)顆?;那疤釛l件之一。
這個過程是微生物逐漸篩選和進化的過程,反應器中的水力停留時間或上升流速是控制的關(guān)鍵因素。實踐證明,在0.4~1.0m/h范圍內(nèi),如有必要,可采用流出物回流來適當提高反應器內(nèi)的上升速度。
一般來說,在顆粒污泥培養(yǎng)期間,當反應器中的污泥隨出水排出時,沒有必要將其返回反應器??紤]到UASB最初的啟動和造粒過程,從負荷的角度可以分為三個階段。第一階段:初始階段,即低負荷階段[2k gcod/(m3·d)]。第二階段:反應器負荷在啟動階段升至2 ~ 5kg COD/(m3·d)。在這個階段,洗出的污泥量增加,大部分是細小的絮狀污泥。實際上,在這一階段,反應器中選擇的是重污泥顆粒和分散的絮狀污泥,這樣在這一階段結(jié)束時留下的污泥中就會產(chǎn)生顆粒污泥或沉降性能好的污泥。因此,5kg COD/(m3·d)左右是反應器中顆粒污泥和絮狀污泥的重要分界線。第三階段:該階段反應器負荷超過5kg cod/(m3·d)。此時,絮狀污泥迅速減少,而反應器中不存在顆粒污泥的形成。當反應器負荷大于5kg cod/(m3·d)時,由于顆粒污泥的不斷形成,反應器的大部分負荷可超過20k g cod/(m3·d)。雖然當反應器在小于5kg COD/(m3·d)的條件下運行時,系統(tǒng)中可能形成顆粒污泥,但反應器的污泥特性主要是絮狀污泥。UASB反應器的工藝特點是UASB反應器在不吸附載體的情況下形成沉降性能良好的顆粒污泥,并維持反應器內(nèi)高濃度的微生物;因此能承受較高的COD負荷(可達30 ~ 50k g COD/(m3·d)以上),COD去除率可達90%以上。但是好氧生物處理,好氧純生物流化床的效果。另外,深井曝氣等工藝COD負荷僅為10k g COD/(m3·d),COD去除率為70%~80%。
與其他厭氧生物反應器相比,UASB具有以下特點。
1.結(jié)構(gòu)簡單巧妙:沉淀區(qū)位于反應器頂部,廢水從反應器底部進入,與污泥床區(qū)的大量厭氧菌接觸。廢水中的有機物被厭氧菌分解成沼氣(主要由CH4和CO2組成),在上流式過程中污水與沼氣和厭氧固體物質(zhì)混合。沼氣的固液分離在氣室區(qū)進行,處理凈化水從反應器頂部排出,廢水處理全部完成。沉淀區(qū)的大部分污泥可以返回污泥床,并在反應器中保持足夠的生物量??梢钥闯觯麄€前半部分由生物反應和沉淀組成,反應器內(nèi)沒有機械攪拌和進料,結(jié)構(gòu)簡單,操作管理方便。
2.反應器內(nèi)可以培養(yǎng)厭氧顆粒污泥:UASB反應器只要操作正確,一般可以在大部分有機廢水處理中培養(yǎng)厭氧顆粒污泥。厭氧顆粒污泥具有極高的去除有機物的活性,其密度高于絮體污泥,沉降性能好,反應器能保持較高的生物量。
3.實現(xiàn)了污泥齡(SRT)和水力停留時間(HRT)的分離:由于反應器中生物量高,污泥齡很長。與傳統(tǒng)厭氧反應器相比,現(xiàn)代厭氧反應器的水力停留時間較短。因此,該反應器具有較高的容積負荷率和良好的運行穩(wěn)定性,與傳統(tǒng)的厭氧反應器有很大的不同。
4.UASB反應器對各種廢水適應性強:UASB反應器不僅能排放高濃度有機廢水,如酒精、糖蜜、檸檬酸等生產(chǎn)廢水;也可能有中濃度有機廢水,如啤酒、屠宰、軟飲料等生產(chǎn)廢水,低濃度有機廢水,如生活污水、城市污水等。UASB反應堆可以在中溫(55℃)和中溫(35℃左右)下運行,在20℃左右的低溫下也能穩(wěn)定工作。除了含有有毒有害物質(zhì)的有機廢水外,UASB反應器幾乎可以適應各種不同行業(yè)排放的有機廢水。
5.低能耗、低污泥產(chǎn)量:UASB反應器不需要供氧、攪拌和加熱。在實現(xiàn)能源化的同時,實現(xiàn)了低能耗,并能提供大量的生物能源沼氣,因此UASB反應器是一種生產(chǎn)性廢水處理設(shè)備。由于污泥產(chǎn)生時間長,不穩(wěn)定,污泥量少,可以降低污泥處理成本。
6.不能去除廢水中的氮和磷:UASB反應器和其他厭氧處理設(shè)備一樣,有一個缺點就是不能去除廢水中的氮和磷。這取決于厭氧生化反應的性質(zhì)。厭氧-好氧串聯(lián)處理用于中高濃度廢水,即采用UASB反應器預[/k31/]廢水中大部分含碳有機物,好氧處理裝置可去除殘留碳化物。
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