UASB厭氧反應器的設計理念概述

【資料簡介】

一、概述：

  厭氧處理已經成功地應用于各種高、中濃度的工業廢水處理中。雖然中、高濃度的廢水在相當程度上得到了解決，但是當污水中含有抑制性物質時，如含有硫酸鹽的味精廢水在處理上仍有一定的難度。在厭氧處理領域應用的是UASB厭氧反應器，所以本文重點討論反應器的設計方法。但是，其與其它的厭氧處理工藝有一定的共同點，例如，流化床和UASB都有三相分離器。而UASB和厭氧濾床對于布水的要求是一致的，所以結果也可以作為其他反應器設計參考。
  包含厭氧處理單元的水處理過程一般包括預處理、厭氧處理（包括沼氣的收集、處理和利用）好氧后處理和污泥處理等部分。
二、UASB系統設計
  1、預處理設施
  一般預處理系統包括粗格柵、細格柵或水力篩、沉砂池、調節池、營養鹽和調控系統。格柵和沉砂池的目的是去除粗大固體物和無機的可沉固體，這對對于保護各種類型厭氧反應器的布水管免于堵塞是必需的。當污水中含有砂礫時，例如以薯干為原料的釀酒廢水，怎么強調去除砂礫的重要性也不過分。不可生物降解的固體，在厭氧反應器內積累會占據大量的池容，反應器池容的不斷減少zui終將導致系統*失效。
  由于厭氧反應器對水質、水量和沖擊負荷較為敏感，所以對于工業廢水適當尺寸的調節池，對水質、水量的調節是厭氧反應穩定運行的保證。調節池的作用是均質和均量，一般還可考慮兼有沉淀、混合、加藥、中和和預酸化等功能。在調節池中設有沉淀池時，容積需扣除沉淀區的體積；根據顆粒化和調節的要求，當廢水堿度和營養鹽不夠需要補充堿度和營養等；可采用計量泵自動投加酸、堿和藥劑，通過調節池水力或機械攪拌達中和作用。
  同時，酸化池或兩相系統是去除和改變，對厭氧過程有抑制作用的物質、改善生物反應條件和可生化性也是厭氧預處理的主要手段，也是厭氧預處理的目的之一。僅考慮溶解性廢水時，一般不需考慮酸化作用。對于復雜廢水，可在調節池中取得一定程度的酸化，但是*的酸化是沒有必要的，甚至是有害處的。因為達到*酸化后，污水會下降，需采用投藥調整ph值。另外有證據表明*酸化對反應器的顆粒過程有不利的影響。對以下情況考慮酸化或相分離可能是有利的：

   （1）、當采用預酸化可去除或改變對甲烷菌有毒或抑制性化合物的結構
   （2）、當廢水存在有較高的Ca2+時，部分酸化可避免顆粒污泥表面產生Caco3結垢。
   （3）、當處理含高含懸浮物和/或采用高負荷，對非溶解性組分去除有*；
   （4） 、在調節池中取得部分酸化效果可以通過調節池的合理設計取得。例如，上向流進水方式，在反應器底部形成污泥層，底部布水孔口設計為5-10m2孔即可

    2、UASB反應器體積的設計
•    負荷設計法：
•    采用有機負荷或水力停留時間，反應器是目前zui為主要的方法。一旦確定，反應器的體積可以很容易根據公式計算。對某種特定廢水，反應器的容積負荷一般應通過試驗確定廢水流量，
•    UASB厭氧反應器的詳細設計
    （1） 反應器的體積和高度：采用水力停留時間進行設計時，體積計算。選擇反應器高度的原則是設計、運行和經濟上綜合考慮的結果。從設計、運行方面考慮：高度會影響上升流速，高流速增加系統擾動和污泥與進水之間的接觸。但流速過高會引起污泥流失，為保持足夠多的污泥，上升流速不能超過一定的限值，從而使反應器的高度受到限制；高度與溶解度有關，反應器越高溶解的濃度越高，因此，值越低。如值低于*值，會危害系統的效率。 從經濟上考慮土方工程隨池深增加而增加，但占地面積則相反；考慮當地的氣候和地形條件，一般將反應器建造在半地下減少建筑和保溫費用。的反應器高度深度一般是在4-6m之間，并且在大多數情況下這也是系統*的運行范圍。對于反應器還有其他的流速關系。對于日平均上升流速的值見表。應該注意對短時間的高峰值是可以承受的（即暫時的高峰流量可以接收）
    （2）  UASB厭氧反應器的上部設置氣、固、液三相分離器，下部為污泥懸浮層區和污泥床區，廢水由反應器底部均勻泵入污泥訂區，與厭氧污泥充分接觸反應，有機物被厭氧微生物分解成沼氣。液體、氣體與固體形成混合液流上升至三相分離器，使三者很好地分離，使以上的有機物被轉化為沼氣，完成廢水處理過程。
    （3）應用特點
    （4）高ＣＯＤ負荷
    （5）可產生高沉降性能的顆粒污泥
    （6）可以產生能源（沼氣）
    （7）運行費用低