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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形成一個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,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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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、顆粒污泥脹大床(EGSB)等。UASB反應(yīng)器是一種運(yùn)用廣泛、規(guī)劃老到、的厭氧處理設(shè)備,據(jù)統(tǒng)計,全球及我國在運(yùn)轉(zhuǎn)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(jīng)濟(jì)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(yīng)器(uasb厭氧反應(yīng)器)是荷蘭學(xué)者Lettinga等人在20世紀(jì)70年代初開發(fā)的。當(dāng)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(shè)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(nèi)的全部填料,并在池頂設(shè)置了一個氣、固、液三相分離器,一種結(jié)構(gòu)簡略、處理效能很高的新型厭氧反應(yīng)器便誕生了。因?yàn)檫@種反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡略、不用填料、沒有懸浮物阻塞等問題,因此一呈現(xiàn)便當(dāng)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。
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,懸浮物沉降不好,會造成污泥流失,嚴(yán)重時會破壞污泥床的結(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會對厭氧微生物產(chǎn)生毒性和抑制作用,回流對降低毒性影響有利,但設(shè)計時應(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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