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UASB工艺在污水处理中的应用.doc
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UASB工艺在污水处理中的应用
摘要:目前,UASB 工艺已普遍形成了颗粒污泥,这使得厌氧 UASB 工艺迅
速得到了推广和普及,该技术在我国已得到了实际的推广应用。UASB 反应器是
目前应用最为广泛的高速厌氧反应器,该技术在国内外已经发展成为厌氧处理的
主流技术之一。本文从 UASB 反应器的基本构成和工作原理及工艺特点入手,
并重点介绍了 UASB 工艺在水处理中的应用和 UASB 处理效果的影响因素和改
良探讨,最后对 UASB 工艺的应用研究现状及发展趋势进行了展望。
关键字:UASB 颗粒污泥 废水处理 改良
Abstract:Recently,UASB process has generally been the formation of
granular sludge, which makes the the anaerobic UASB process quickly and
the popularization of the technology in China has been the actual
promotion applications. UASB reactor is currently the most widely used
high-speed anaerobic reactor, the technology at home and abroad has grown
to become one of the mainstream technology of anaerobic treatment. Start
from the basic structure and working principle of the UASB reactor and
process characteristics, and focuses on the the UASB process applications
in water treatment and UASB treatment effect influencing factors and
improved explore last UASB process research status and development trend
prospect.
Key words :UASB Granular sludge Wastewater treatment improvement
正文
一.UASB 反应器的基本构成和工作原理
1.UASB 反应器的基本构成
UASB 反应器的主体部分主要分为两个区域,即反应区和三相分离区.其中反应区为 UASB
反应器的工作主体.UASB 反应器构造图如下所示:
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/87410856/bg2.jpg)
①.污泥床
内部具备很高的污泥生物量
,
污泥床中的污泥由活性生物量占70%~80% 以上的高度 发
展的
颗粒污泥组成.,
具备优良的沉降性
能,颗粒污泥中的
生物相组成比较复杂, 主要是
杆菌、球菌和 丝状菌
等..污泥床的容积一般占整
UASB
反应器容积的
30% 左右,但对
UASB
反应
器的整体处理效率起
着极为重要的作用,对反应器中有机物的降解量占到整个反应器全部
降解量的70%~ 90%.
②.污泥悬浮层
占据 整个
UASB
反应器容积的70%左右,由高度
絮凝的污泥组成, 一般为非颗粒状污泥, 其沉
降要明显小于颗粒污泥的沉速,
靠来自污泥床中上升的气泡使此层
污泥得到良好的混合.污
泥悬浮层中絮凝污泥的浓
度呈自下而上渐渐减小的分布状态.这一层污泥担负着整个
UASB
反 应 器 有 机 物 降 解 量 10%~30%.
③.
沉淀区
其作用是使
由于水流的夹带作用而随上升水流进入出水区的固体颗粒
(
主要是污泥悬浮层
中的絮凝性污泥
)
在沉淀区沉淀下来, 并沿沉淀区底部的斜壁滑下而重新回
到反应区内
(
包括污泥床和污泥悬浮层
)
, 以保证反
应器中污泥不致流失而同时保证污泥床中污泥的浓
度.,沉淀区的另一个作用是可以通过合理调整沉淀区的水位高度来保证整个反应器集气室
的有效空间高度而谨防集气空间的破坏 .
④.三相分离器
主要作用
是将气体
(
反应过程当中产生的沼气
)
、固体
(
反应器中 的污泥
)
和液体
(
被处理的废
水
)
等三相加以分离.,将沼气引入集气室, 将处理出水引入出水区, 将固体颗粒导入反应区.,
相当于传统污水处理工艺中的二次沉淀池, 并同时具备污泥回流的功能.,因而三相分离器的
合理设计是保证其正常运转的一个重要内容.
2.UASB反应器的工作原理
废水由反应器的底部进入后, 由于废水以一定的流速自下而上流动以及厌氧过程产生的大
量沼气的搅拌作用, 废水与污泥充分混合, 有机质被吸附分解, 所产沼气经由反应器上部三
相分离器的集气室排出, 含有悬浮污泥的废水进入三相分离器的沉降区, 由于沼气已从废
水中分离, 沉降区不再受沼气搅拌作用的影响. 废水在平稳上升过程当中, 其中沉淀性能良好
的污泥经沉降面返回反应器主体部分, 从而保证了反应器内高的污泥浓度.,含有少量
较轻污
泥的废水从反应器上方排出..。
二.UASB反应器的工艺特点
⑴利用微生物细胞固定化技术-污泥颗粒化
UASB反应器利用微生物细胞固定化技术-污泥颗粒化实现了水力停留时间和污泥停留时间
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/87410856/bg3.jpg)
的分享,从而延长了污泥泥龄,保持了高浓度的污泥.颗粒厌氧污泥具备良好的沉降性能和
高比产甲烷活性,且相对密度比人工载体小,靠产生的气体来实现污泥与基质的充分接触,
节省了搅拌和回流污泥的设备和能耗并无需附设沉淀分享装置.同时反应器内不需投加填料
和载体,提高了容积利用率.
(2)由产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌用
在UASB反应器中 ,由产气和进水形成的上升液流和上窜气泡对反应区内的污泥颗粒产生重
要的分级作用.这种作用不仅影响污泥颗粒化进程 ,同时还对形成的颗粒污泥的质量有特别
大的影响.同时这种搅拌作用实现了污泥与基质的充分接触.
(3)设计合理的三相分离器的应用
三相分离器是UASB反应器中最重要的设备.三相分离器的应用省却了辅助脱气装置 ,能收
集从反应区产生的沼气 ,同时使分离器上的悬浮物沉淀下来 ,使沉淀性能良好的污泥能保留
在反应器内.
三.工艺在水处理中的应用
1.UASB工艺在啤酒废水处理中的应用
①.啤酒生产废水的产生与特点
啤酒生产过程需处理的排水主要为麦糟废水,糖化、发酵、灌装等车问所排的废液,设备与
管道洗涤水,地面冲洗水及来自生活办公区的生活污水等.废水的主要成分有淀粉、蛋白质、
酵母菌残体、酒花残渣、残余啤酒、少量酒精及洗涤用碱等,主要污染因子为COD、BOD 和ss
等,属于中高浓度有机废水.
②.处理工艺
啤酒生产过程当中各工序通常为问歇排水,水量不等,且COD和pH值波动大,一般宜混合后
处理.针对啤酒废水BOD /COD比值较高(一般为0.5~0.7)、毒性较小的特点,国内外一般
采用生化处理工艺,而UASB因具备高效、节能、污泥产量小、占地少、停产后再启动容易等
特点,其与好氧串联组合的处理工艺已在啤酒废水处理中得到了广泛应用,工艺流程如下图
所示.
③.工艺特点
⑴采用UASB+好氧工艺处理啤酒生产废水,调试稳定后UASB对COD的去除率>85% ,整个系统
每去除1 kgCOD电耗为0.30—0.35 kW ·h,水处理费用较低.
⑵在实际调试启动与运转管理中,主要应把控好UASB的容积负荷、进水pH值和温度,谨防超
标的有毒物质进入池内.
⑶设置回流水池将UASB出水部分回流,可极大地保证配水均匀性,缓冲进水pH值、温度及
COD变化的不利影响,保证系统运转的稳定性.
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/87410856/bg4.jpg)
⑷在三相分离器上面加装一“横向流”斜板分离器,可有效地以“双倍效应”来谨防颗粒污
泥的损失.
⑸厌氧污泥可在UASB反应器中保存数月而不失活性,系统重新启动较容易、恢复速度快,常
处理啤酒废水.
⑹好氧段剩余污泥返回UASB反应器进行消化处理,可进一步降低整个系统的污泥产量.
2.UASB工艺在制药废水处理中的应用
①.制药生产废水的特点
制药的废水可分为提取废水、洗涤废水和其他废水.废水中污染物的主要成分是发酵残余的
营养物,如糖类、蛋白质、脂类和无机盐类及化工原料等.制药废水一般成分复杂,污染物
浓度高,含有毒有害物质、生物抑制物(包括一定浓度的抗生素)、 难降解物质等,带有颜
色和气味,悬浮物含量高,易产生泡沫等.
②.处理工艺
③.工艺特点
⑴采用铁炭内电解—UASB 反应器—好氢工艺对高浓度有机合成制药废水具备较好的处理
效果,调试稳定后 UASB 反应器对 COD 的去除率>8570,出水完全符合国家二级排放标准
(GB8978—1996),实践证明该工艺是非常成功的.
⑵预处理对 UASB 厌氧反应器的稳定运转起着非常重要的作用,通过 pH 监测和自动调节使
废水的 pH 符合 UASB 厌氧反应器的进水条件,保证了其连续稳定的运转.
⑶在 UASB 厌氧反应器中加设弹性立体填科,形成了固定的污泥床,增大了表面积,提高
了色度和有机物的去除率.
⑷本工程的处理工艺以厌氧降解高浓度有机废水的 COD 为主,好氧为补充处理,整个系统
运转可靠平稳,操作管理方便,耐冲击负荷能力强,出水指标可达到国家规定的排放指标.
四.UASB处理效果的影响因素和改良探讨
1.颗粒污泥的培养
①接种污泥类型对颗粒化的影响
厌氧消化污泥、河底淤泥、牲畜粪便、化粪池污泥及好氧活性污泥均可作为种泥来培养颗粒
污泥.但好氧污泥中缺乏大量的厌氧菌种,在连续进料前应进行较长时间的驯化,以实现污
泥中微生物种群由好氧菌群占优势变为厌氧种群占优势.另外,从颗粒化进程来看,好氧污
泥远没有厌氧消化污泥生长快速.
②接种污泥量对颗粒化的影响
接种污泥量过大,污泥的生长量和流失量基本持平.反应器接种污泥少,开始运转时过高的
污泥负荷会导致厌氧消化菌种比例的不平衡,也会对污泥的颗粒化产生不利影响.
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