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容積負荷高:厭氧反應器內污泥濃度高,微生物量大,進水有機負荷高;動力費用低,無混合攪拌設備,靠發(fā)酵進程中發(fā)作的沼氣的上升運動,使污泥床上部的污泥處于懸浮狀況,對下部的污泥層也有一定程度的攪動;污泥床不設??箾_擊負荷能力強:處理低濃度廢水(COD=2000——3000mg/L)時,反應器內循環(huán)流量可達進水量的2——3倍;處理高濃度廢水(COD=10000——15000mg/L)時,內循環(huán)流量可達進水量的10——20倍;很多的循環(huán)水和進水充沛混合,使原水中的有害物。通常IC反應器厭氧消化可在常溫條件(20——25℃)下進行,這樣削減了消化保溫的困難,節(jié)省了能量;具有緩沖pH值的能力:內循環(huán)流量相當于第1厭氧區(qū)的回流,可使用COD轉化的堿度,對pH值起緩沖作用,使反應器內pH值保持佳。
UASB反應器中的厭氧反應過程與其他厭氧生物處理工藝一樣,包括水解,酸化,產乙酸和產甲烷等。通過不同的微生物參與底物的轉化過程而將底物轉化為終產物——沼氣、水等無機物
在厭氧消化反應過程中參與反應的厭氧微生物主要有以下幾種:
水解—發(fā)酵(酸化)細菌,它們將復雜結構的底物水解發(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)酵的產物轉化為氫、乙酸和二氧化碳;
產甲烷菌,它們將簡單的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳、氫等轉化為甲烷 [1] 。
UASB由污泥反應區(qū)、氣液固三相分離器(包括沉淀區(qū))和氣室三部分組成。在底部反應區(qū)內存留大量厭氧污泥,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,用導管導出,固液混合液經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區(qū)內,使反應區(qū)內積累大量的污泥,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,其結構、運行操作維護管理相對簡單,造價相對較低,技術成熟,受到污水處理業(yè)界的重視,得到廣泛的歡迎和應用。
三相分離器有多種布置形式,設計合理與否直接影響反應器處理效果和運行成敗。三相分離器的設計可分為沉淀區(qū)設計、回流縫設計和氣液分離設計三個部分,本條對三相分離器的設計提出了要求。
沉淀區(qū)設計方法與二沉池相似,決定于表面水力負荷,由于沉淀區(qū)有少量污泥氣產生對固液分離有一定干擾,故表面水力負荷不宜大于1.0m3/(m2·h)。為取得良好的固液分離效果,沉淀區(qū)總水深宜大于1.5m,水力停留時間宜為1.5h~2.0h。
沉淀區(qū)開縫處進水流速的要求是考慮污泥能順利回流至反應區(qū),不宜大于3m/h。
沉降斜面的傾角規(guī)定目的是使污泥能順利滑回反應區(qū)。進水懸浮物濃度過高或氣液界面氣體負荷率過低均有可能形成浮渣層,進水中含較高油脂類化合物或氣體負荷率過高易形成泡沫層,均不利于污泥氣逸出,嚴重時會引起氣體從沉淀區(qū)逸出,干擾沉淀區(qū)固液分離或堵塞氣體管,故氣體分離界面氣體負荷不宜小于1m3/(m2·h),一般取1m3/(m2·h)~3m3/(m2·h)。
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