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                厭氧反應器系列
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                UASB厭氧反應器

                時間:2020-11-17 14:50:05

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                一、設備簡介

                UASB 是(Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket)的英文縮寫。中文名叫上 流式厭氧污泥床反應器,是一種處理污水的厭氧生物方法, 又叫升流式厭氧污泥床。廢水通過旋流布水器被盡可能均勻的引入反應器的底部,污水向上通過包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應發生在廢水和污泥顆粒接觸的過程。在厭氧狀態下產生的沼氣(主要是甲烷和二氧化碳)引起了內部的循環,這對于顆粒污泥的形成和維持有利。在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上,附著和沒有附著的氣體向反應器頂部上升。上升到表面的污泥撞擊三相反應器氣體發射器的底部,引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。氣泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面,附著和沒有附著的氣體被收集到反應器頂部的三相分離器的集氣室。置于使單元縫隙之下的擋板的作用為氣體發射器和防止沼氣氣泡進入沉淀區,否則將引起沉淀區的絮動,會阻礙顆粒沉淀。包含一些剩余固體和污泥顆粒的液體經過分離器縫隙進入沉淀區。

                由于分離器的斜壁沉淀區的過流面積在接近水面時增加,因此上升流速在接近排放點降低。由于流速降低污泥絮體在沉淀區可以絮凝和沉淀。累積在三相分離器上的污泥絮體在一定程度上將超過其保持在斜壁上的摩擦力,其將滑回反應區,這部分污泥又將與進水有機物發生反應。

                二、工作原理

                YZ-UASB 由污泥反應區、氣液固三相分離器(包括沉淀區)和氣室三部分組成。在底部反應區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,污水中的污泥發生絮凝,顆粒逐漸加大, 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內,使反應區內積累大量的污泥,與污泥分離后的處理出水從沉淀區溢流堰上部溢出,然后排出污泥床。

                三、構造

                YZ-UASB構造和原理示意圖

                YZ-UASB構造上的特點是集生物反應與沉淀于一體,是一種結構緊湊的厭氧反應器。反應器主要由下列幾個部分組成。

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                1、進水配水系統

                (1)進水裝置的設計使分配到各點的流量相同,確保單位面積的進 水量基本相同,防止發生短路等現象;

                (2)很容易觀察進水管的堵塞,當堵塞發現后、須很容易被清除。

                (3)應盡可能的(雖然不是須的)滿足污泥床水力攪拌的需要,保證進水有機物與污泥迅速混合.防止局部產生酸化現象。

                2、 反應區

                反應區是 UASB 的主要部位,包括顆粒污泥區和懸浮污泥區。在反應區內存留大量厭氧污泥,具有良好凝聚和沉淀性能的污泥在池底部形成顆粒污泥層。廢水從污泥床底部流入,與顆粒污泥混合接觸,污泥中的微生物分解有機物,同時產生的微小沼氣氣泡不斷放出。微小氣泡上升過程中,不斷合并,逐漸形成較大的氣泡。在顆粒污泥層的上部, 由于沼氣的攪動,形成一個污泥濃度較小的懸浮污泥層。

                3、三相分離器

                在 YZ-UASB 反應器中的三相分離器(GLS)是反應器有特點和重要的裝置。它同時具有兩個功能:①能收集從分離器下的反應室產生的沼氣;②使得在分離器之上的懸浮物沉淀下來。對上述兩種功能均要求三相分離器的設計避免沼氣氣泡上升到沉淀區,如其上升到表面將引起出水混濁.降低沉淀效率,并且損失了所產生的沼氣。設計三相分離器的原則是:

                (1)間隙和出水面的截而積比 影響到進入沉淀區和保持在污泥相中的絮體的沉淀速度。

                (2)分離器相對于出水液面的位置 確定反應區(下部)和沉淀區(上部)的比例。在多數 YZ-UASB 反應器中內部沉淀區是總體積的 15%—20%。

                (3)三相分離器的傾角 這個角度要使固體可滑回到反應器的反應區,在實際中是在 45~60℃之間。這個角度也確定了三相分離器的高度,從而確定了所需的材料。

                對于低濃度污水處,當水力負荷是限制性設計參數時,在三相分離器縫隙處保持大的過流面積,使得較大的上升流速在這一過水斷面上盡可能的低是十分重要的。原則上只有出水截面的面積(而不是縫隙面積)才是決定保持在反應器中較小沉速絮體的關鍵。

                4、氣室

                也稱集氣罩,其功能是收集產生的沼氣,并將其導出氣室送往沼氣柜。

                5、處理水排出系統

                功能是將沉淀區水面上的處理水,均勻地加以收集,并將其排出反應器。此外,在反應器內根據需要還要設置排泥系統和浮渣清除系統。

                三、YZ-UASB反應器特點

                與其他類型的厭氧反應器相較有下述優點:

                1.污泥床內生物量多,折合濃度計算可達 20~30g/L;

                2.容積負荷率高,在中溫發酵條件下,一般可達 10kgCOD(/  m3.d)

                左右,甚至能夠高達 15~40kgCOD/(m3.d),廢水在反應器內的水力停留時間較短,因此所需池容大大縮小。

                3.設備簡單,運行方便,勿需設沉淀池和污泥回流裝置,不需要充填填料,也不需在反應區內設機械攪拌裝置,造價相對較低,便于管理,且不存在堵塞問題。

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