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UASB反應器中的厭氧反應過程與其他厭氧生物處理工藝一樣,包括水解,酸化,產乙酸和產甲烷等。通過不同的微生物參與底物的轉化過程而將底物轉化為終產物——沼氣、水等無機物
在厭氧消化反應過程中參與反應的厭氧微生物主要有以下幾種:
水解—發(fā)酵(酸化)細菌,它們將復雜結構的底物水解發(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)酵的產物轉化為氫、乙酸和二氧化碳;
產甲烷菌,它們將簡單的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳、氫等轉化為甲烷 [1] 。
UASB由污泥反應區(qū)、氣液固三相分離器(包括沉淀區(qū))和氣室三部分組成。在底部反應區(qū)內存留大量厭氧污泥,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,用導管導出,固液混合液經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區(qū)內,使反應區(qū)內積累大量的污泥,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,其結構、運行操作維護管理相對簡單,造價相對較低,技術成熟,受到污水處理業(yè)界的重視,得到廣泛的歡迎和應用。
厭氧生物處理反應器主要有:厭氧接觸法、厭氧濾池、上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧流化床、顆粒污泥脹大床(EGSB)等。UASB反應器是一種運用廣泛、規(guī)劃老到、的厭氧處理設備,據(jù)統(tǒng)計,全球及我國在運轉的各類厭氧反應器中,UASB厭氧反應器占60%。
升流式厭氧污泥床工藝近年來在國內外展開很快,該工藝既節(jié)省了動力,基至可回收能量,又處理了環(huán)境污染問題,取得了較好的經濟效益和社會效益。具有寬廣的使用前景。
上流式厭氧污泥床反應器(uasb厭氧反應器)是荷蘭學者Lettinga等人在20世紀70年代初開發(fā)的。當時她們在研討上流式厭氧濾池處理馬鈴薯加工和甲醇廢水時注意到大部分的凈化效果和堆集得大部分厭氧微生物均在濾池的下部,于是便在濾池底部設置了一個不裝填料的空間來堆集更多的厭氧微生物量,后來干脆取消了池內的全部填料,并在池頂設置了一個氣、固、液三相分離器,一種結構簡略、處理效能很高的新型厭氧反應器便誕生了。因為這種反應器結構簡略、不用填料、沒有懸浮物阻塞等問題,因此一呈現(xiàn)便當即引起了廣大廢水處理工作者的極大喜好,并被廣泛使用于工業(yè)廢水和生活污水的處理中。
而好氧微生物對溫度的適應能力較強,在5℃以上的溫度條件下均能較好地發(fā)揮效果,產菌的適合pH規(guī)模也較好氧菌為小;處理后廢水有機物濃度在一定操作條件下略高于好氧處理;厭氧微生物可對好氧微生物所不能降解的一些有機物進行降解(或部份降解);厭氧處理進程的反應較復雜。如溫度降至10℃以下,厭氧微生物的活動能力將非常低下。厭氧消化是由多種不同性質、不同功用的微生物協(xié)同工作的一個連續(xù)的微生物學進程,遠比好氧生物處理中的微生物進程復雜。IC厭氧反應器首要應用于有機廢水的處理,不要外力可發(fā)生自動內循環(huán),體積負荷率高,污染物去除率高。容積負荷高:厭氧塔內污泥濃度高,微生物量大,進水有機負荷高;動力費用低,無混合拌和設備,靠發(fā)酵進程中產生的沼氣的上升運動,使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài),對下部的污泥層也有一定程度的攪動;污泥床不設載體。
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