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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(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(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(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行混合接觸,污泥中的微生物分解污水中的有機物,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(jīng)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(nèi),使反應區(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。
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廢水經(jīng)反應器底部的配水系統(tǒng)進入,在反應器內(nèi)與絮狀厭氧污泥充分接觸,通過厭氧微生物的講解,廢水中的有 機污泥物大部分轉(zhuǎn)化為沼氣,小部分轉(zhuǎn)化為污泥,沼氣、水、泥混合物通過三相分離器得于分離。(7)出水穩(wěn)定性好:利用二級UASB串聯(lián)分級厭氧處理,可以補償厭氧過程中Ks高產(chǎn)生的不利影響。VanLier[6]在1994年證明,反應器分級會降低出水VFA濃度,延長生物停留時間,使反應進行穩(wěn)定。(8)啟動周期短:IC反應器內(nèi)污泥活性高,生物增殖快,為反應器快速啟動提供有利條件。IC反應器啟動周期一般為1~2個月,而普通UASB啟動周期長達4~6個月[7]。(9)沼氣利用價值高:反應器產(chǎn)生的生物氣純度高,CH4為70%~80%,CO2為20%~30%,其它有機物為1%~5%,可作為燃料加以利用IC厭氧反應器是一種的多級內(nèi)循環(huán)反應器,為第三代厭氧反應器的代表類型(UASB為第二代厭氧反應器的代表類型)。
導流體或?qū)Я靼迮c集氣室斜面重疊部分的寬度是防止氣體進入沉淀區(qū)要求確定的。
利用厭氧性微生物的代謝特性,在毋需提供外源能量的條件下,以污水中被還原有機物作為受氫體,同時產(chǎn)生有能源價值的甲烷氣體。降解有機物的同時產(chǎn)生的沼氣(含CH4、CO2、N2、H2、O2、H2S等氣態(tài)物質(zhì)),可以被積極利用而產(chǎn)生經(jīng)濟價值。廢水處理的厭氧生物處理技術是在厭氧條件下,兼性厭氧和厭氧微生物群體將有機物轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳的過程,又稱為厭氧消化。厭氧生物處理技術在水處理行業(yè)中一直都受到環(huán)保工作者們的青睞,由于其具有良好的去除效果,更高的反應速率和對毒性物質(zhì)更好的適應,更重要的是由于其相對好氧生物處理廢水來說不需要為氧的傳遞提供大量的能耗,使得厭氧生物處理在水處理行業(yè)中應用十分廣泛。
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