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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。
不可生物降解的固體,在厭氧厭氧反應(yīng)器內(nèi)積聚會大量的池容,厭氧反應(yīng)器池容的不時終將招致系統(tǒng)完整失效。由于厭氧反應(yīng)器對水質(zhì)、水量和沖擊負荷較為,所以關(guān)于工業(yè)廢水恰當(dāng)尺寸的調(diào)理池,對水質(zhì)、水量的調(diào)理是厭氧反應(yīng)運轉(zhuǎn)的保證 調(diào)理池的作用是均質(zhì)和均量,普通還可思索兼有沉淀、混合、加藥、中和和預(yù)酸化等功用。在調(diào)理池中設(shè)有沉淀池時,容積需扣除沉淀區(qū)的體積;依據(jù)顆?;蚿H調(diào)理的請求,當(dāng)廢水堿度和營養(yǎng)鹽不夠需求補充堿度和營養(yǎng)鹽(N、P)等;可采用計量泵自動投加酸、堿和藥劑,經(jīng)過調(diào)理池水力或機械攪拌達中和作用。同時,酸化池或兩相系統(tǒng)是去除和改動,對厭氧過程有抑止作用的物質(zhì)、改善生物反應(yīng)條件和可生化性也是厭氧預(yù)處置的主要手腕,也是厭氧預(yù)處置的目的之一。僅思索溶解性廢水時,普通不需思索酸化作用。關(guān)于復(fù)雜廢水,可在調(diào)理池中一定水平的酸化,但是完整的酸化是沒有必要的,以至是有壞處的。
為去除kgCOD,好氧生物處理約需耗費0.5~1.0kWh電能,而厭氧生物處理每去除1kgCOD約能發(fā)生3.5kWh等效電能;污泥產(chǎn)量極低。這是由于厭氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多。一般,厭氧消化中產(chǎn)酸的產(chǎn)率Y為0.15~0.34,產(chǎn)為0.03左右,混合菌群的產(chǎn)率約0.17。而好氧微生物的產(chǎn)率約為0.25~0.6(Y的單位為kgVSS/kgCOD)。因此,好氧生物處理的污泥產(chǎn)量約為250~600gVSS/kgCOD(去除),而厭氧生物處理的污泥產(chǎn)量僅為20~180gVSS/kgCOD(去除);對溫度、pH等環(huán)境要素更為靈敏。厭氧可分為高溫菌和中溫菌兩大類,其適合的溫度規(guī)模分別為55℃左右和35℃左右。
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