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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(wú)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(jiǎn)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(jiǎn)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(duì)簡(jiǎn)單,造價(jià)相對(duì)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。
在uasb厭氧罐發(fā)動(dòng)初期,利用較小的水力負(fù)荷(0.05-0.1m3/m2h)使絮凝污泥彼此粘結(jié)、集團(tuán)化生長(zhǎng),有利于構(gòu)成顆粒污泥的初生體。出現(xiàn)一定量的污泥后,水力負(fù)荷增加到0.25m3/m2h以上,構(gòu)成顆粒污泥層。水力負(fù)荷過早,很多絮凝污泥過早篩選污泥負(fù)荷增大,影響uasb厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行。 在日常的工程調(diào)試中,調(diào)試人員會(huì)經(jīng)常面臨一些問題,比方厭氧反應(yīng)器中有時(shí)會(huì)發(fā)作很多泡沫,泡沫呈半液半固狀,嚴(yán)重時(shí)可充滿氣相空間并帶入沼氣管道,導(dǎo)致沼氣體系的運(yùn)轉(zhuǎn)困難。發(fā)作泡沫的首要原因是厭氧體系運(yùn)轉(zhuǎn)不,因?yàn)榕菽滓且驗(yàn)镃O2產(chǎn)值太大構(gòu)成的,當(dāng)厭氧反應(yīng)器內(nèi)溫度動(dòng)搖或負(fù)荷發(fā)作驟變等情況發(fā)作時(shí),均可導(dǎo)致體系運(yùn)轉(zhuǎn)的不和CO2的產(chǎn)值添加,從而導(dǎo)致泡沫的發(fā)作。
厭氧消化技術(shù)在世界各地廣bai泛應(yīng)用,大部分du處理城市生活有機(jī)垃圾的廠處理量在2500t/a以上。
厭氧過程實(shí)質(zhì)是一系列復(fù)雜的生化反應(yīng),其中的底物、各類中間產(chǎn)物、終產(chǎn)物以及各種群的微生物之間相互作用,形成一個(gè)復(fù)雜的微生態(tài)系統(tǒng),類似于宏觀生態(tài)中的食物鏈關(guān)系,各類微生物間通過營(yíng)養(yǎng)底物和代謝產(chǎn)物形成共生關(guān)系(symbiotic)或共營(yíng)養(yǎng)關(guān)系(symtrophic)。因此,反應(yīng)器作為提供微生物生長(zhǎng)繁殖的微型生態(tài)系統(tǒng),各類微生物的平穩(wěn)生長(zhǎng)、物質(zhì)和能量流動(dòng)的順暢是保持該系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定的必要條件。如何培養(yǎng)和保持相關(guān)類微生物的平衡生長(zhǎng)已經(jīng)成為新型反應(yīng)器的設(shè)計(jì)思路
是現(xiàn)代厭氧處理工藝中應(yīng)用廣泛的反應(yīng)器形式之一。污水從反應(yīng)器底部進(jìn)入,靠水力推動(dòng),污泥在反應(yīng)器內(nèi)呈膨脹狀態(tài)?;旌弦撼浞址磻?yīng)后進(jìn)入截面積擴(kuò)展的沉淀區(qū),經(jīng)三相分離器,產(chǎn)生的沼氣從上部進(jìn)入集氣系統(tǒng),污泥靠重力返回反應(yīng)區(qū)。有時(shí)往反應(yīng)器中投加軟性填料,為生物提供附著生長(zhǎng)的表面,以增加生物量。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、負(fù)荷率高、水力停留時(shí)間短、能耗低和無(wú)需設(shè)污泥回流裝置等
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