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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(jī)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(xì)菌,它們將復(fù)雜結(jié)構(gòu)的底物水解發(fā)酵成各種有機(jī)酸,乙醇,糖類,氫和二氧化碳;
乙酸化細(xì)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(jìn)行混合接觸,污泥中的微生物分解污水中的有機(jī)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(dòng)形成一個(gè)污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進(jìn)入三相分離器,沼氣碰到分離器下部的反射板時(shí),折向反射板的四周,然后穿過水層進(jìn)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(jìn)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(jī)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(diǎn),其結(jié)構(gòu)、運(yùn)行操作維護(hù)管理相對簡單,造價(jià)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。
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IC厭氧反應(yīng)器是新一代的內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器,相比EG厭氧反應(yīng)器和UA厭氧反應(yīng)器有著的優(yōu)勢。IC厭氧反應(yīng)器的構(gòu)造類似于兩個(gè)UA厭氧反應(yīng)器串聯(lián)而成,廢水在IC反應(yīng)器中自下而上,污染物被吸附并降解,凈化過的水從反應(yīng)器頂部流出。
布水混合區(qū):布水厭氧反應(yīng)器的關(guān)鍵,我選用的旋流布水,可以對顆粒污泥和廢水呈現(xiàn)比較大的拌和分配效果,在反應(yīng)器的底部進(jìn)入的污水與顆粒污泥和內(nèi)部氣體循環(huán)所帶回的有用的混合,對進(jìn)水構(gòu)成有用的稀釋和混合效果,確保了反應(yīng)器的安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。IC厭氧反應(yīng)器高度可達(dá)16m~25m,高徑比一般為2~5,由5個(gè)基本部分組成:布水混合區(qū)、顆粒污泥脹大床區(qū)、精處理區(qū)、內(nèi)循環(huán)體系和區(qū)。顆粒污泥脹大區(qū):因?yàn)檫M(jìn)水循環(huán)和發(fā)生的沼氣的上升流速所造成顆粒污泥床體的脹大流化,污水和顆粒污泥間更能充沛有用的觸摸,使顆粒污泥堅(jiān)持的活性,使反應(yīng)器具有很高的處理功率和安穩(wěn)性。
厭氧生物處理法適用于高濃度有機(jī)廢水,進(jìn)水BOD濃度可達(dá)數(shù)萬mg/L也可適用于低濃度有機(jī)廢水,如城市污水等。對于一般有機(jī)廢水,當(dāng)水溫在30℃時(shí),容積負(fù)荷可達(dá)10-20kg(COD)/(m3.d)。目前已廣泛用于高濃度有機(jī)廢水(如工業(yè)廢水、精細(xì)化工、農(nóng)藥、制藥、焦化、啤酒、屠宰廢水等)、城市污水的處理,COD去除率可達(dá)50-80%。
厭氧生物處理反應(yīng)器主要有:厭氧接觸法、厭氧濾池、上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧流化床、顆粒污泥膨脹床(EGSB)等。UASB反應(yīng)器是一種運(yùn)用廣泛、設(shè)計(jì)成熟、的厭氧處理裝置,據(jù)統(tǒng)計(jì),全球及我國在運(yùn)行的各類厭氧反應(yīng)器中,UASB厭氧反應(yīng)器占60%。
升流式厭氧污泥床工藝近年來在國內(nèi)外發(fā)展很快,該工藝既節(jié)約了能源,基至可回收能量,又解決了環(huán)境污染問題,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。具有廣闊的應(yīng)用前景
反應(yīng)區(qū)表面水力負(fù)荷主要影響三相分離器的固液和固氣分離效果,水力負(fù)荷太大時(shí),懸浮物沉降不好,會(huì)造成污泥流失,嚴(yán)重時(shí)會(huì)破壞污泥床的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,為保證良好的分離效果,表面水力負(fù)荷不宜大于0.5m3/(m2·h)~1.0m3/(m2·h)。反應(yīng)器出水回流主要考慮化工污水中某些污染物濃度太高時(shí)會(huì)對厭氧微生物產(chǎn)生毒性和抑制作用,回流對降低毒性影響有利,但設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮回流可能引起的反應(yīng)器內(nèi)部工況變化,例如表面水力負(fù)荷等。
反應(yīng)區(qū)配水系統(tǒng)除保證單位面積進(jìn)水基本相同外,還兼有攪拌功能,使進(jìn)水與污泥充分接觸混合、反應(yīng)。反應(yīng)器的進(jìn)水方式可為連續(xù)式,為增大配水系統(tǒng)出水口流速,也可以脈沖間歇進(jìn)水,對高濃度有機(jī)污水,由于水力負(fù)荷低,采用脈沖進(jìn)水是一種較好的方法。配水系統(tǒng)的形式有多管多點(diǎn)式,樹枝管式和穿孔管式,國內(nèi)常采用穿孔管配水系統(tǒng),孔口直徑一般為15mm~25mm,孔口流速不宜小于2m/s,配水管中心距和出水孔距一般為1m~2m,出水點(diǎn)服務(wù)面積2m2~5m2,多孔管配水系統(tǒng)可兼作反應(yīng)器放空管和池底排泥使用。各種配水系統(tǒng)均應(yīng)考慮反沖洗或清堵措施。
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