UASB厌氧反应器

UASB反应器

UASB反应器废水被尽可(kě)能(néng)均匀的引入反应器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程。在厌氧状态下产生的沼气（主要是甲烷和二氧化碳）引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有(yǒu)利。在污泥层形成的一些气體(tǐ)附着在污泥颗粒上，附着和没有(yǒu)附着的气體(tǐ)向反应器顶部上升。

中文(wén)名UASB反应器,外文(wén)名upflow anaerobic sludge blanket

构造进配水系统、池體(tǐ)和三相分(fēn)离器

一、原理(lǐ)

UASB反应器废水被尽可(kě)能(néng)均匀的引入反应器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程。在厌氧状态下产生的沼气(主要是甲烷和二氧化碳)引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有(yǒu)利。在污泥层形成的一些气體(tǐ)附着在污泥颗粒上，附着和没有(yǒu)附着的气體(tǐ)向反应器顶部上升。

由于分(fēn)离器的斜壁沉淀區(qū)的过流面积在接近水面时增加，因此上升流速在接近排放点降低。由于流速降低污泥絮體(tǐ)在沉淀區(qū)可(kě)以絮凝和沉淀。累积在三相分(fēn)离器上的污泥絮體(tǐ)在程度上将超过其保持在斜壁上的摩擦力，其将滑回反应區(qū)，这部分(fēn)污泥又(yòu)将与进水有(yǒu)机物(wù)发生反应。

二、构造

UASB反应器包括以下几个部分(fēn)：进水和配水系统、反应器的池體(tǐ)和三相分(fēn)离器。

在UASB反应器中***重要的设备是三相分(fēn)离器，这一设备安装在反应器的顶部并将反应器分(fēn)為(wèi)下部的反应區(qū)和上部的沉淀區(qū)。為(wèi)了在沉淀器中取得对上升流中污泥絮體(tǐ)/颗粒的满意的沉淀效果，三相分(fēn)离器一个主要的目的就是尽可(kě)能(néng)有(yǒu)效地分(fēn)离从污泥床/层中产生的沼气，特别是在高负荷的情况下，在集气室下面反射板的作用(yòng)是防止沼气通过集气室之间的缝隙逸出到沉淀室，另外挡板还有(yǒu)利于减少反应室内高产气量所造成的液體(tǐ)絮动。反应器的设计应该是只要污泥层没有(yǒu)膨胀到沉淀器，污泥颗粒或絮状污泥就能(néng)滑回到反应室(应该认识到有(yǒu)时污泥层膨胀到沉淀器中不是一件坏事。相反，存在于沉淀器内的膨胀的泥层将网捕分(fēn)散的污泥颗粒/絮體(tǐ)，同时它还对可(kě)生物(wù)降解的溶解性COD起到的去除作用(yòng))。只一方面，存在可(kě)供污泥层膨胀的自由空间，以防止重的污泥在暂时性的有(yǒu)机或水力负荷冲击下流失是很(hěn)重要的。水力和有(yǒu)机(产气率)负荷率两者都会影响到污泥层以及污泥床的膨胀。UASB系统原理(lǐ)是在形成沉降性能(néng)良好的污泥凝絮體(tǐ)的基础上，并结合在反应器内设置污泥沉淀系统使气、液、固三相得到分(fēn)离。形成和保持沉淀性能(néng)良好的污泥(其可(kě)以是絮状污泥或颗粒型污泥)是UASB系统良好运行的根本点。

三、附属设备

1、剩余沼气燃烧器

一般不允许将剩余沼气向空气中排放，以防污染大气。在确有(yǒu)剩余沼气无法利用(yòng)时，可(kě)安装余气燃烧器将其烧掉。燃烧器应装在可(kě)靠地區(qū)，并应在其前安装阀门和阻火器。剩余气體(tǐ)燃烧器，是—种可(kě)靠装置，要能(néng)自动点火和自动灭火。剩余气體(tǐ)燃烧器和消化池盖、或贮气柜之间的距离，一般至少需要15m，并应设置在容易监视的开阔地。

2、保温加热设备

厌氧消化像其他(tā)生物(wù)处理(lǐ)工艺一样受温度影响很(hěn)大，厌氧工艺受温度影响更加显著。中温厌氧消化的温度范围从30～35℃，可(kě)以计算在20℃和10℃的消化速率大约分(fēn)别是30℃下值的35%和12%。所以，加温和保温的重要性是不言而喻的。如果工厂或附近有(yǒu)可(kě)利用(yòng)的废热或者需要从出水中间收效量，则安装热交换器是必要的。

3、监控设备

為(wèi)提高厌氧反应器的运行可(kě)靠性，***设置各种类型的计量设备和仪表，如控制进水量、投药量等计量设备和pH计(酸度计)、温度测量等自动化仪表。自动计量设备和仪表是自动控制的基础。对UASB反应器实行监控的目的主要有(yǒu)两个，一个是了解进出水的情况，以便观测进水是否满足工艺设计情况;另外一个目的是為(wèi)了控制各工艺的运行，判断工艺运行是否正常。由于UASB反应器的特殊性还要增加一些检测项目，如挥发性有(yǒu)机酸(VFA)、碱度和甲烷等。但是，这些设备属于标准设备，一些设备还很(hěn)难形成在線(xiàn)的测量和控制。

四、分(fēn)离装置

三相分(fēn)离器是UASB反应器***特点和***重要的装置。它同时具有(yǒu)两个功能(néng)：

1) 能(néng)收集从分(fēn)离器下的反应室产生的沼气;

2) 使得在分(fēn)离器之上的悬浮物(wù)沉淀下来。

三相分(fēn)离器设计要点汇总：

1) 集气室的隙缝部分(fēn)的面积应该占反应器全部面积的15～20%;

2) 在反应器高度為(wèi)5～7m时，集气室的高度在1.5～2m;

3) 在集气室内应保持气液界面以释放和收集气體(tǐ)，防止浮渣或泡沫层的形成;

4) 在集气室的上部应该设置消泡喷嘴，当处理(lǐ)污水有(yǒu)严重泡沫问题时消泡;

5) 反射板与隙缝之间的遮盖应该在100～200mm以避免上升的气體(tǐ)进入沉淀室;

6) 出气管的直管应该充足以保证从集气室引出沼气，特别是有(yǒu)泡沫的情况。

对于低浓度污水处理(lǐ)，当水力负荷是限制性设计参数时，在三相分(fēn)离器缝隙处保持大的过流面积，使得的上升流速在这一过水断面上尽可(kě)能(néng)的低是十分(fēn)重要的。