沈阳市UASB厌氧反应器 操作流程

　　UASB厌氧反应器包括以下几个部分：进水和配水系统、反应器的池体和三相分离器。

　　在UASB厌氧反应器中重要的设备是三相分离器，这一设备安装在反应器的顶部并将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。为了在沉淀器中取得对上升流中污泥絮体/颗粒的满意的沉淀效果，三相分离器个主要的目的就是尽可能有效地分离从污泥床/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，另外挡板还有利于减少反应室内高产气量所造成的液体絮动。反应器的设计应该是只要污泥层没有膨胀到沉淀器，污泥颗粒或絮状污泥就能滑回到反应室(应该认识到有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散的污泥颗粒/絮体，同时它还对可生物降解的溶解性COD起到一定的去除作用)。只一方面，存在一定可供污泥层膨胀的自由空间，以防止重的污泥在暂时性的有机或水力负荷冲击下流失是很重要的。水力和有机(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厌氧反应器系统原理是在形成沉降性能良好的污泥凝絮体的基础上，并结合在反应器内设置污泥沉淀系统使气、液、固三相得到分离。形成和保持沉淀性能良好的污泥(其可以是絮状污泥或颗粒型污泥)是UASB厌氧反应器系统良好运行的根本点 。

　　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。在确有剩余沼气无法利用时，可安装余气燃烧器将其烧掉。燃烧器应装在安全地区，并应在其前安装阀门和阻火器。剩余气体燃烧器，是—种安全装置，要能自动点火和自动灭火。剩余气体燃烧器和消化池盖、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

　　厌氧消化像其他生物处理工艺一样受温度影响很大，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℃，可以计算在20℃和10℃的消化速率大约分别是30℃下值的35%和12%。所以，加温和保温的重要性是不言而喻的。如果工或附近有可利用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

　　为提高厌氧反应器的运行性，必须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厌氧反应器实行监控的目的主要有两个，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;另外一个目的是为了控制各工艺的运行，判断工艺运行是否正常。由于UASB厌氧反应器的特殊性还要增加一些检测项目，如挥发性有机酸(VFA)、碱度和甲烷等。但是，这些设备属于标准设备，一些设备还很难形成在线的测量和控制。

　　分离装置

　　三相分离器是UASB厌氧反应器有特点和重要的装置。它同时具有两个功能：

　　1)能收集从分离器下的反应室产生的沼气;

　　2)使得在分离器之上的悬浮物沉淀下来。

　　三相分离器设计要点汇总：

　　1)集气室的隙缝部分的面积应该占反应器全部面积的15～20%;

　　2)在反应器高度为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体，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，当处理污水有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以避免上升的气体进入沉淀室;

　　6)出气管的直管应该充足以保证从集气室引出沼气，特别是有泡沫的情况。

　　对于低浓度污水处理，当水力负荷是限制性设计参数时，在三相分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能的低是十分重要的 。

　　UASB厌氧反应器优势：

　　废水厌氧生物技术由于其巨大的处理能力和潜在的应用前景，一直是水处理技术研究的热点。从传统的厌氧接触工艺发展到现今广泛流行的UASB工艺，废水厌氧处理技术已日趋成熟。随着生产发展与资源、能耗、占地等因素间矛盾的进一步突出，现有的厌氧工艺又面临着严峻的挑战，尤其是如何处理生产发展带来的大量高浓度有机废水，使得研发技术经济更优化的厌氧工艺非常必要。内循环厌氧处理技术（以下简称IC厌氧技术）就是在这一背景下产生的处理技术，它是20世纪80年代中期由荷兰PAQUES公司研发成功，并推入际废水处理工程市场，目前已成功应用于土豆加工、啤酒、食品和柠檬酸等废水处理中。实践证明，该技术去除有机物的能力远远超过普通厌氧处理技术（如UASB），而且IC反应器容积小、投资少、占地省、，是一种值得推广的厌氧处理技术。

　　升流式厌氧污泥床(Upflow Anaerobic Sludge Bed，简称UASB)，是由荷兰的Lettinga教授等在20世纪70年 代时开发的厌氧生物反应器。反应器工作时，污水经过均匀布水进人反应器底部，污水自下而上地通过厌氧污泥床反应器。

　　UASB厌氧反应器运行有三个重要的前提：

　　① 应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥；

　　② 产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作用；

　　③ 设计合理的三相分离器，能使沉淀性能良好的污泥保留在反应器内。良好的颗粒污泥床的形成，使得有机负荷和去除率髙，不需要搅拌，能适应负荷冲击和温度与pH值的变化。

　　UASB厌氧反应器具有如下的主要特点：

　　① 污泥的颗粒化使反应器内的平均浓度达50 gVSS/L以上，污泥龄一般为30天以上；

　　② 反应器的水力停留吋间相应较短；

　　③ 反应器具有很髙的容积负荷；

　　④ 不仅适合于处理髙、中浓度的有机工业废水，也适合于处理低浓度的城市污水；

　　⑤ UASB厌氧反应器集生物反应和沉淀分离于一体，结构紧凑；

　　⑥ 无滞设置填料，节省了费用，提髙了容积利用率；

　　⑦ 一般也无需设置搅拌设备，上升水流和沼气产生的上升气流起到搅拌作用；

　　⑧ 构造简单，操作运行方便。

　　UASB厌氧反应器

　　引言

　　厌氧生物处理作为利用厌氧性微生物的代谢特性，在毋需提供外源能量的条件下，以被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体。厌氧生物处理法不仅适用于高浓度有机废水，进水BOD浓度可达数万mg/l，也可适用于低浓度有机废水，如城市污水等。

　　厌氧生物处理过程能耗低;有机容积负荷高，一般为5-10kgCOD/m3.d，可达30-50kgCOD/m3.d;剩余污泥量少;厌氧菌对营养需求低、耐毒性强、可降解的有机物分子量高;耐冲击负荷能力强;产出的沼气是一种清洁能源。

　　在全社会提倡循环经济，关注工业废弃物实施资源化再生利用的今天，厌氧生物处理显然是能够使污水资源化的优选工艺。近年来，污水厌氧处理工艺发展十分迅速，各种新工艺、新方法不断出现，包括有厌氧接触法、升流式厌氧污泥床、档板式厌氧法、厌氧生物滤池、厌氧膨胀床和流化床，以及第三代厌氧工艺EGSB和IC厌氧反应器，发展十分迅速。

　　而升流式厌氧污泥床UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed，注:以下简称UASB)工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源--沼气的一项技术。对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟，正日益受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢迎和应用。

　　UASB的由来

　　1971年荷兰瓦格宁根(Wageningen)农业大学拉丁格(Lettinga)教授通过物理结构设计，利用重力场对不同密度物质作用的差异，发明了三相分离器。使活性污泥停留时间与废水停留时间分离，形成了上流式厌氧污泥床(UASB)反应器的雏型。1974年荷兰CSM公司在其6m3反应器处理甜菜制糖废水时，发现了活性污泥自身固定化机制形成的生物聚体结构，即颗粒污泥(granular sludge)。颗粒污泥的出现，不仅促进了以UASB为代表的第二代厌氧反应器的应用和发展，而且还为第三代厌氧反应器的诞生奠定了基础。

　　UASB工作原理

　　UASB厌氧反应器由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。