UASB厭氧反應器

UASB厭氧反應器

詳細介紹

    上流式厭氧污泥床反應器是一種處理污水的厭氧生物方法,又叫升流式厭氧污泥床,英文縮寫UASBUp-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket)。由荷蘭Lettinga教授于1977年發明。

    污水自下而上通過UASB。反應器底部有一個高濃度、高活性的污泥床,污水中的大部分有機污染物在此間經過厭氧發酵降解為甲烷和二氧化碳。因水流和氣泡的攪動,污泥床之上有一個污泥懸浮層。反應器上部有設有三相分離器,用以分離消化氣、消化液和污泥顆粒。消化氣自反應器頂部導出;污泥顆粒自動滑落沉降至反應器底部的污泥床;消化液從澄清區出水。UASB 負荷能力很大,適用于高濃度有機廢水的處理。運行良好的UASB有很高的有機污染物去除率,不需要攪拌,能適應較大幅度的負荷沖擊、溫度和pH變化。

    UASB厭氧反應器結構

UASB厭氧反應器結構

    UASB構造上的特點是集生物反應與沉淀于一體,是一種結構緊湊的厭氧反應器。反應器主要包括以下幾個部分:進水和配水系統、反應器的池體和三相分離器。

    UASB反應器中最重要的設備是三相分離器,這一設備安裝在反應器的頂部并將反應器分為下部的反應區和上部的沉淀區。為了在沉淀器中取得對上升流中污泥絮體/顆粒的滿意的沉淀效果,三相分離器第一個主要的目的就是盡可能有效地分離從污泥床/層中產生的沼氣,特別是在高負荷的情況下,在集氣室下面反射板的作用是防止沼氣通過集氣室之間的縫隙逸出到沉淀室,另外擋板還有利于減少反應室內高產氣量所造成的液體絮動。反應器的設計應該是只要污泥層沒有膨脹到沉淀器,污泥顆;蛐鯛钗勰嗑湍芑氐椒磻(應該認識到有時污泥層膨脹到沉淀器中不是一件壞事。相反,存在于沉淀器內的膨脹的泥層將網捕分散的污泥顆粒/絮體,同時它還對可生物降解的溶解性COD起到一定的去除作用)。只一方面,存在一定可供污泥層膨脹的自由空間,以防止重的污泥在暫時性的有機或水力負荷沖擊下流失是很重要的。水力和有機(產氣率)負荷率兩者都會影響到污泥層以及污泥床的膨脹。UASB系統原理是在形成沉降性能良好的污泥凝絮體的基礎上,并結合在反應器內設置污泥沉淀系統使氣、液、固三相得到分離。形成和保持沉淀性能良好的污泥(其可以是絮狀污泥或顆粒型污泥)UASB系統良好運行的根本點。

 

         附屬設備

 

1、剩余沼氣燃燒器

一般不允許將剩余沼氣向空氣中排放,以防污染大氣。在確有剩余沼氣無法利用時,可安裝余氣燃燒器將其燒掉。燃燒器應裝在安全地區,并應在其前安裝閥門和阻火器。剩余氣體燃燒器,是—種安全裝置,要能自動點火和自動滅火。剩余氣體燃燒器和消化池蓋、或貯氣柜之間的距離,一般至少需要15m,并應設置在容易監視的開闊地。

2、保溫加熱設備

厭氧消化像其他生物處理工藝一樣受溫度影響很大,厭氧工藝受溫度影響更加顯著。中溫厭氧消化的最優溫度范圍從3035℃,可以計算在20℃和10℃的消化速率大約分別是30℃下最大值的35%12%。所以,加溫和保溫的重要性是不言而喻的。如果工廠或附近有可利用的廢熱或者需要從出水中間收效量,則安裝熱交換器是必要的。

3、監控設備

為提高厭氧反應器的運行可靠性,必須設置各種類型的計量設備和儀表,如控制進水量、投藥量等計量設備和pH(酸度計)、溫度測量等自動化儀表。自動計量設備和儀表是自動控制的基礎。對UASB反應器實行監控的目的主要有兩個,一個是了解進出水的情況,以便觀測進水是否滿足工藝設計情況;另外一個目的是為了控制各工藝的運行,判斷工藝運行是否正常。由于UASB反應器的特殊性還要增加一些檢測項目,如揮發性有機酸(VFA)、堿度和甲烷等。但是,這些設備屬于標準設備,一些設備還很難形成在線的測量和控制。

     工作原理

      UASB反應器廢水被盡可能均勻的引入反應器的底部,污水向上通過包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應發生在廢水和污泥顆粒接觸的過程。在厭氧狀態下產生的沼氣(主要是甲烷和二氧化碳)引起了內部的循環,這對于顆粒污泥的形成和維持有利。在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上,附著和沒有附著的氣體向反應器頂部上升。上升到表面的污泥撞擊三相反應器氣體發射器的底部,引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。氣泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面,附著和沒有附著的氣體被收集到反應器頂部的三相分離器的集氣室。置于 集氣室單元縫隙之下的擋板的作用為氣體發射器和防止沼氣氣泡進入沉淀區,否則將引起沉淀區的絮動,會阻礙顆粒沉淀。包含一些剩余固體和污泥顆粒的液體經過分離器縫隙進入沉淀區。

      由于分離器的斜壁沉淀區的過流面積在接近水面時增加,因此上升流速在接近排放點降低。由于流速降低污泥絮體在沉淀區可以絮凝和沉淀。累積在三相分離器上的污泥絮體在一定程度上將超過其保持在斜壁上的摩擦力,其將滑回反應區,這部分污泥又將與進水有機物發生反應。

      我公司在工程實踐的基礎上,通過消化吸收國內外先進技術,對傳統UASB反應器結構進行改革與創新,并在高濃度有機廢水的處理上達到國際高級水平,先后應用于大型淀粉廠、生物制藥廠(阿維菌素、維生素、青霉素等),工藝設計先進,設備處理廢水能力強、能耗低、運行費用低、產氣量高,每公斤COD可產氣0.35m3,厭氧污泥全部顆;,較好地解決了厭氧反應器UASB中高濃度有幾廢水中三相分離,酸化控制,高效顆粒污泥產生技術等難點,具有廣泛的應用前景。

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