洛市UASB厌氧反应器  ​

由于UASB厌氧反应器分离器的斜壁沉淀区的过流积在接近水时增加，因此上升流速在接近排放特点降。由于流速降污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀。累积在三相分离器上的污泥絮体在一定程度上将超过其保持在斜壁上的摩擦力，其将滑回反应区，这部分污泥又将与进水机物发生反应。

在UASB厌氧反应器中重要的设备是三相分离器，这一设备安装在反应器的部并将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。为了在沉淀器中取得对上升流中污泥絮体/颗粒的满意的沉淀效果，三相分离器个主要的就是尽可能效地分离从污泥床/层中产生的沼气，别是在负荷的情况下，在集气室下反射板的是防止沼气通过集气室之间的缝隙逸出到沉淀室，另外挡板还利于减少反应室内产气量所造成的液体絮动。反应器的设计应该是只要污泥层没膨胀到沉淀器，污泥颗粒或絮状污泥就能滑回到反应室(应该认识到时污泥层膨胀到沉淀器中不是一件坏事。相反，存在于沉淀器内的膨胀的泥层将网捕分散的污泥颗粒/絮体，同时它还对可生物降解的溶解性COD起到一定的)。只一方，存在一定可供污泥层膨胀的自由空间，以防止重的污泥在暂时性的机或水力负荷冲击下流失是很重要的。水力和机(产气率)负荷率两者都会影响到污泥层以及污泥床的膨胀。UASB厌氧反应器系统原理是在形成沉降性能的污泥凝絮体的基础上，并结合在反应器内设置污泥沉淀系统使气、液、固三相得到分离。形成和保持沉淀性能的污泥(其可以是絮状污泥或颗粒污泥)是UASB厌氧反应器系统运行的根本特点 。

附属设备

1、剩余沼气燃烧器

一般不允许将剩余沼气向空气中排放，以防。在确剩余沼气法利用时，可安装余气燃烧器将其烧掉。燃烧器应装在安地区，并应在其前安装阀门和阻火器。剩余气体燃烧器，是—种安装置，要能自动特点火和自动灭火。剩余气体燃烧器和消化池盖、或贮气柜之间的距离，一般至少需要15m，并应设置在容易的开阔地。

2、保温加热设备

厌氧消化像其他生物处理工艺一样受温度影响很大，厌氧工艺受温度影响更加。中温厌氧消化的温度范围从30～35℃，可以计算在20℃和10℃的消化速率大约分别是30℃下值的35%和12%。所以，加温和保温的是不言而喻的。如果工或附近可利用的废热或者需要从中间收效量，则安装热交换器是必要的。

3、监控设备

为提厌氧反应器的运行性，必须设置各种类的计量设备和仪表，如控制进水量、投药量等计量设备和pH计(酸度计)、温度测量等自动化仪表。自动计量设备和仪表是自动控制的基础。对UASB厌氧反应器实行监控的主要两个，一个是了解进的情况，以便观测进水是否满足工艺设计情况;另外一个是为了控制各工艺的运行，判断工艺运行是否正常。由于UASB厌氧反应器的殊性还要增加一些检测项目，如挥发性机酸(VFA)、碱度和甲烷等。但是，这些设备属于设备，一些设备还很难形成在线的测量和控制。

对于浓度污水处理，当水力负荷是限制性设计参数时，在三相分离器缝隙处保持大的过流积，使得的上升流速在这一过水断上尽可能的是重要的 。

UASB厌氧反应器：

废水厌氧生物技术由于其巨大的处理能力和潜在的前景，一直是水处理技术研究的热特点。从传统的厌氧接触工艺发展到现今流行的UASB工艺，废水厌氧处理技术已日趋成熟。随着发展与资源、能耗、占地等因素间矛盾的进一步，现的厌氧工艺又临着严峻的挑战，尤其是如何处理发展带来的大量浓度机废水，使得技术更优点化的厌氧工艺非常必要。厌氧处理技术（以下简称IC厌氧技术）就是在这一背景下产生的处理技术，它是20世纪80年代中期由荷兰PAQUES成功，并推入废水处理工程市场，目前已成功于土豆加工、啤酒、食品和柠檬酸等废水处理中。实践证明，该技术机物的能力远远超过普通厌氧处理技术（如UASB），而且IC反应器容积小、、、，是一种值得推广的厌氧处理技术。

升流式厌氧污泥床(Upflow Anaerobic Sludge Bed，简称UASB)，是由荷兰的Lettinga教授等在20世纪70年 代时开发的厌氧生物反应器。反应器时，污水经过均匀布水进人反应器底部，污水自下而上地通过厌氧污泥床反应器。

UASB厌氧反应器运行三个重要的前提：

① 应器内形成沉降性能的颗粒污泥或絮状污泥；

② 产气和进水的均匀分布所形成的的自然搅拌；

③ 的三相分离器，能使沉淀性能的污泥保留在反应器内。的颗粒污泥床的形成，使得机负荷和率髙，不需要搅拌，能适应负荷冲击和温度与pH值的变化。

引言

厌氧生物处理作为利用厌氧性微生物的代谢性，在毋需外源能量的条件下，以被还原机物作为受氢体，同时产生能源值的甲烷气体。厌氧生物处理法不仅适用于浓度机废水，进水BOD浓度可达数mg/l，也可适用于浓度机废水，如城市污水等。

1971年荷兰瓦格宁根(Wageningen)农业大学拉丁格(Lettinga)教授通过物理结构设计，利用重力场对不同密度物质的差异，发明了三相分离器。使活性污泥停留时间与废水停留时间分离，形成了上流式厌氧污泥床(UASB)反应器的雏。1974年荷兰CSM在其6m3反应器处理甜菜制糖废水时，发现了活性污泥自身固定化机制形成的生物聚体结构，即颗粒污泥(granular sludge)。颗粒污泥的出现，不仅促进了以UASB为代表的二代厌氧反应器的和发展，而且还为三代厌氧反应器的诞生奠定了基础。

UASB原理

UASB由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

UASB内的流态相当复杂，反应区内的流态与产气量和反应区度相关，一般来说，反应区下部污泥层内，由于产气的结果，部分断通过的气量较多，形成一股上升的气流，带动部分混合液(指污泥与水)作向上运动。与此同时，这股气、水流周围的介质则向下运动，造成逆向混合，这种流态造成水的短流。在远离这股上升气、水流的地方容易形成死角。在这些死角处也具一定的产气量，形成污泥和水的缓慢而微弱的混合，所以说在污泥层内形成不同程度的混合区，这些混合区的大小与短流程度关。悬浮层内混合液，由于气体币的运动带动液体以较速度上升和下降，形成较强的混合。在产气量较少的情况下，时污泥层与悬浮层明显的界线，而在产气量较多的情况下，这个界不明显。关试验表明，在沉淀区内水流呈推流式，但沉淀区仍然还死区和混合区。

洛市UASB厌氧反应器  ​

UASB内污泥浓度与设备的机负荷率关。是处理制糖废水试验时，UASB内污泥分布与负荷的关系。从图中可看出污泥层污泥浓度比悬浮层污泥浓，悬浮层的上下部分污泥浓度差较小，说明接近完混合流态，反应区内污泥的颁，当机负荷很时污泥层和悬浮层分界不明显。试验表明，污水通过底部0.4-0.6m的度，已90%的机物被转化。由此可见厌氧污泥具的活性，改变了*以来认为厌氧处理过程进行缓慢的概念。在厌氧污泥中，积累大量活性的厌氧污泥是这种设备具巨大处理能力的主要原因，而这又归于污泥具的沉淀性能。

UASB具的容积机负荷率，其主要原因是设备内，别是污泥层内保大量的厌氧污泥。工艺的稳定性和性很大程度上取决于生成具优点沉降性能和很甲烷活性的污泥，尤其是颗粒状污泥。与此相反，如果反应区内的污泥以松散的絮凝状体存在，往往出现污泥上浮流失，使UASB不能在较的负荷下稳定运行。

在UASB内虽气液固三相分离器，混合液进入沉淀区前已把气体分离，但由于沉淀区内的污泥仍具较的产甲烷活性，继续在沉淀区内产气;或者由于冲击负荷及水质突然变化，可能使反应区内污泥膨胀，结果沉淀区不佳，发生污泥流失而影响了水质和污泥床中污泥浓度。为了减少所带的悬浮物进入水体，外部另设一沉淀池，沉淀下来的污泥回流到污泥床内。

设置外部沉淀池的处是:

(1)污泥回流可加速污泥的积累，缩短启动周期;

(2)悬浮物，改善水质;

(3)当偶尔发生大量漂泥时，提了可见性，能够及时回收污泥保持工艺的稳定性;

(4)回流污泥可作进一步分解，可减少剩余污泥量。

UASB的设计

UASB的工艺设计主要是计算UASB的容积、产气量、剩余污泥量、营养需求的平衡量。

UASB的池形状圆形、方形、矩形。污泥床度一般为3-8m，多用钢筋混凝土建造。当污水机物浓度比较时，需要的沉淀区与反应区的容积比值小，反应区的积可采用与沉淀区相同的积和池形。当污水机物浓度时，需要的沉淀积大，为了反应区的一定度，反应区的积不能太大时，则可采用反应区的积小于沉淀区，即污泥床上部积大于下部的池形。

对于浓度污水，主要用限制表水力负荷来控制;对于中等浓度和浓度污水，在负荷下，单位横截上释放的气体体积可能成为一个临界指标。但是直到现在外所取得的成果表明，只要负荷率不超过20kgCOD/m3.d，UASB度尚未见到大于10m的报道，三代厌氧反应器除外。

污泥与液体的分离基于污泥絮凝、沉淀和过滤。所以在运行操作过程中，应该尽可能创造污泥能够形成絮凝沉降的水力条件，使污泥具的絮凝、沉淀性能，不仅对于分离器的是具重要意义，对于整个机物率更加至关重要。

别要注意避免气泡进入沉淀区，要使固--液进入沉淀区之前就与气泡很分离。在气--液表上形成浮渣能迫使一些气泡进入沉淀区，所以在设计中必须事先就考虑到:

(1)采用适当的技术措施，尽可能避免浮渣的形成条件，防范浮渣层的形成;

(2)必须要冲散浮渣的设施或装置，在污泥反应区一旦出现浮渣的情况下，能够及时破坏浮渣层的形成，或能够及时排除浮渣。

如上所述，UASB中污水与污泥的混合是靠上升的水流和发酵过程中产生的气泡来完成的。因此，一般采用多特点进水，使进水均匀地分布在床断上，其中的关键是要均匀--匀速、匀量。

UASB的主要优点是:

1、UASB内污泥浓，平均污泥浓度为20-40gVSS/1;

2、机负荷，水力停留时间短，采用中温发酵时，容积负荷一般为10kgCOD/m3.d左右;

3、混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也一定程度的搅动;

4、污泥床不填载体，节省造及避免因填料发生堵赛问题;

5、UASB内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备。

主要缺特点是:

1、进水中悬浮物需要适当控制，不宜过，一般控制在100mg/l以下;

2、污泥床内短流现象，影响处理能力;

3、对水质和负荷突然变化较敏感，耐冲击力稍差。

结语

UASB工艺近年来在外发展很快，很宽，在各个行业都，性规模不等。实践证明，它是污水实现资源化的一种可行的污水处理工艺，既解决了环境问题，又能取得较的效益，具广阔的前景。

UASB厌氧反应器废水被尽可能均匀的引入反应器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程。在厌氧状态下产生的沼气（主要是甲烷和二氧化碳）引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没附着的气体向反应器部上升。上升到表的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表，附着和没附着的气体被收集到反应器部的三相分离器的集气室。

UASB厌氧反应器中的厌氧反应过程与其他厌氧生物处理工艺一样，包括水解，酸化，产乙酸和产甲烷等。通过不同的微生物参与底物的转化过程而将底物转化为终产物——沼气、水等机物

在厌氧消化反应过程中参与反应的厌氧微生物主要以下几种：

① 解—发酵(酸化)细菌，它们将复杂结构的底物水解发酵成各种机酸，乙醇，糖类，氢和二氧化碳；

② 乙酸化细菌，它们将步水解发酵的产物转化为氢、乙酸和二氧化碳；

③ 产甲烷菌，它们将的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳、氢等转化为甲烷 。

反应器原理

UASB由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

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