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當溫度高于40℃時,處理功率會急劇下降。容積負荷厭氧反應器具有很高的容積負荷,一般情況下為10~18kgCOD/m3/d(不同廠家的IC容積負荷會有差異,某些品牌的IC容積負荷或許更高)。短期內進水負荷的變化起伏不要過大,要讓有必定的習慣時間,應逐漸添加或下降負荷。假如條件能夠,盡量使其負荷在一個規(guī)模之間趨于的狀況。負荷過低或過高,都會對IC的正常厭氧處理發(fā)生影響。上升流速IC反應器的上升流速一般在4~8m/h,當污水的進水COD值濃度較低時,需求流量來添加COD的負荷率。較高的上升流速會有助于顆粒污泥與有機物之間的傳質過程,避免混合不均勻對設備的影響。預酸化度廢水進入?yún)捬醴磻髦耙獔猿肿銐虻念A酸化度,一般在30%~50%之間,建議是在40%左右。預酸化度高的情況下,VFA高,進水PH值會下降,為調解PH值,會污水處理的運轉費用,同時還會影響污泥的顆粒化。
三相分離器有多種布置形式,設計合理與否直接影響反應器處理效果和運行成敗。三相分離器的設計可分為沉淀區(qū)設計、回流縫設計和氣液分離設計三個部分,本條對三相分離器的設計提出了要求。
沉淀區(qū)設計方法與二沉池相似,決定于表面水力負荷,由于沉淀區(qū)有少量污泥氣產(chǎn)生對固液分離有一定干擾,故表面水力負荷不宜大于1.0m3/(m2·h)。為取得良好的固液分離效果,沉淀區(qū)總水深宜大于1.5m,水力停留時間宜為1.5h~2.0h。
沉淀區(qū)開縫處進水流速的要求是考慮污泥能順利回流至反應區(qū),不宜大于3m/h。
沉降斜面的傾角規(guī)定目的是使污泥能順利滑回反應區(qū)。進水懸浮物濃度過高或氣液界面氣體負荷率過低均有可能形成浮渣層,進水中含較高油脂類化合物或氣體負荷率過高易形成泡沫層,均不利于污泥氣逸出,嚴重時會引起氣體從沉淀區(qū)逸出,干擾沉淀區(qū)固液分離或堵塞氣體管,故氣體分離界面氣體負荷不宜小于1m3/(m2·h),一般取1m3/(m2·h)~3m3/(m2·h)。
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ASB反應器污泥床區(qū)主要有沉降性能良好的厭氧污泥組成,濃度可達到50-100g/L或更高。沉淀懸浮區(qū)主要靠反應過程中產(chǎn)生的氣體的上升攪拌作用形成,污泥濃度較低,一般在5-40g/L范圍內,在反應器的上部設有氣(沼氣)、固(污泥)、液(廢水)三相分離器,分離器首先使生成的沼氣氣泡上升過程偏折,穿過水層進入氣室,由導管排出。脫氣后混合液在沉降區(qū)進一步固、液分離,沉降下的污泥返回反應區(qū),使反應區(qū)內積累大量的微生物。待處理的廢水由底部布水系統(tǒng)進入,澄清后的處理水從沉淀區(qū)溢流排除。在UASB反應器中能得到一種具有良好沉降勝能和高比產(chǎn)甲烷活性的顆粒厭氧污泥,因而相對其他的反應器有一定優(yōu)勢:顆粒污泥的相對密度比人工載體小,靠產(chǎn)生的氣體來實現(xiàn)污泥與基質的充分接觸,省卻攪拌和回流污泥設備和能耗;三相分離器的應用省卻了輔助脫氣裝置;顆粒污泥沉降性能良好,避免附設沉淀分離裝置和回流污泥設備:反應器內不需投加填料和載體,提高容積利用率。
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化過程而將底物轉化為終產(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(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,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。
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