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ASB反應(yīng)器污泥床區(qū)主要有沉降性能良好的厭氧污泥組成,濃度可達到50-100g/L或更高。沉淀懸浮區(qū)主要靠反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣體的上升攪拌作用形成,污泥濃度較低,一般在5-40g/L范圍內(nèi),在反應(yīng)器的上部設(shè)有氣(沼氣)、固(污泥)、液(廢水)三相分離器,分離器首先使生成的沼氣氣泡上升過程偏折,穿過水層進入氣室,由導(dǎo)管排出。脫氣后混合液在沉降區(qū)進一步固、液分離,沉降下的污泥返回反應(yīng)區(qū),使反應(yīng)區(qū)內(nèi)積累大量的微生物。待處理的廢水由底部布水系統(tǒng)進入,澄清后的處理水從沉淀區(qū)溢流排除。在UASB反應(yīng)器中能得到一種具有良好沉降勝能和高比產(chǎn)甲烷活性的顆粒厭氧污泥,因而相對其他的反應(yīng)器有一定優(yōu)勢:顆粒污泥的相對密度比人工載體小,靠產(chǎn)生的氣體來實現(xiàn)污泥與基質(zhì)的充分接觸,省卻攪拌和回流污泥設(shè)備和能耗;三相分離器的應(yīng)用省卻了輔助脫氣裝置;顆粒污泥沉降性能良好,避免附設(shè)沉淀分離裝置和回流污泥設(shè)備:反應(yīng)器內(nèi)不需投加填料和載體,提高容積利用率。
為保證上流式厭氧污泥床(UASB)反應(yīng)器運行工況和穩(wěn)定的處理效果,作出本規(guī)定。
研究表明,在有機物濃度較低時,UASB反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)容積計算主要取決于水力停留時間,有機物濃度較高時,反應(yīng)器容積計算則取決于反應(yīng)區(qū)有機物容積負荷。
反應(yīng)區(qū)表面水力負荷主要影響三相分離器的固液和固氣分離效果,水力負荷太大時,懸浮物沉降不好,會造成污泥流失,嚴重時會破壞污泥床的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,為保證良好的分離效果,表面水力負荷不宜大于0.5m3/(m2·h)~1.0m3/(m2·h)。反應(yīng)器出水回流主要考慮化工污水中某些污染物濃度太高時會對厭氧微生物產(chǎn)生毒性和抑制作用,回流對降低毒性影響有利,但設(shè)計時應(yīng)考慮回流可能引起的反應(yīng)器內(nèi)部工況變化,例如表面水力負荷等。
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UASB反應(yīng)器中的厭氧反應(yīng)過程與其他厭氧生物處理工藝一樣,包括水解,酸化,產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷等。通過不同的微生物參與底物的轉(zhuǎn)化過程而將底物轉(zhuǎn)化為終產(chǎn)物——沼氣、水等無機物
在厭氧消化反應(yīng)過程中參與反應(yīng)的厭氧微生物主要有以下幾種:
水解—發(fā)酵(酸化)細菌,它們將復(fù)雜結(jié)構(gòu)的底物水解發(fā)酵成各種有機酸,乙醇,糖類,氫和二氧化碳;
乙酸化細菌,它們將步水解發(fā)酵的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為氫、乙酸和二氧化碳;
產(chǎn)甲烷菌,它們將簡單的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳、氫等轉(zhuǎn)化為甲烷 [1] 。
UASB由污泥反應(yīng)區(qū)、氣液固三相分離器(包括沉淀區(qū))和氣室三部分組成。在底部反應(yīng)區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥,具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進行混合接觸,污泥中的微生物分解污水中的有機物,把它轉(zhuǎn)化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出,微小氣泡在上升過程中,不斷合并,逐漸形成較大的氣泡,在污泥床上部由于沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進入三相分離器,沼氣碰到分離器下部的反射板時,折向反射板的四周,然后穿過水層進入氣室,集中在氣室沼氣,用導(dǎo)管導(dǎo)出,固液混合液經(jīng)過反射進入三相分離器的沉淀區(qū),污水中的污泥發(fā)生絮凝,顆粒逐漸增大,并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿著斜壁滑回厭氧反應(yīng)區(qū)內(nèi),使反應(yīng)區(qū)內(nèi)積累大量的污泥,與污泥分離后的處理出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出,然后排出污泥床。
厭氧生物處理反應(yīng)器是高濃度有機廢水處理的有效工藝,升流式厭氧污泥床(UASB)是厭氧生物處理反應(yīng)器一種,UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed,簡稱UASB)由于具有厭氧過濾及厭氧活性污泥法的雙重特點,其結(jié)構(gòu)、運行操作維護管理相對簡單,造價相對較低,技術(shù)成熟,受到污水處理業(yè)界的重視,得到廣泛的歡迎和應(yīng)用。
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