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升流式厌氧污泥床(UASB)工艺简介

发布者:互联网  发布时间:2007-11-10   浏览次数:4353

  一、UASB的由来:

  1971年荷兰瓦格宁根(Wageningen)农业大学拉丁格(Lettinga)教授通过物理结构设计,利用重力场对不同密度物质作用的差异,发明了三相分离器。使活性污泥停留时间与废水停留时间分离,形成了上流式厌氧污泥床(UASB)反应器的雏型。1974年荷兰CSM公司在其6m3反应器处理甜菜制糖废水时,发现了活性污泥自身固定化机制形成的生物聚体结构,即颗粒污泥(granular sludge)。颗粒污泥的出现,不仅促进了以UASB为代表的第二代厌氧反应器的应用和发展,而且还为第三代厌氧反应器的诞生奠定了基础。

  二、UASB工艺的基本原理

  UASB由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥,具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触,污泥中的微生物分解污水中的有机物,把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出,微小气泡在上升过程中,不断合并,逐渐形成较大的气泡,在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器,沼气碰到分离器下部的反射板时,折向反射板的四周,然后穿过水层进入气室,集中在气室沼气,用导管导出,固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区,污水中的污泥发生絮凝,颗粒逐渐增大,并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内,使反应区内积累大量的污泥,与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出,然后排出污泥床。

  三、UASB工艺的主要优点

  厌氧生物处理过程能耗低;有机容积负荷高,一般为5-10kgCOD/m3·d,最高的可达30-50kgCOD/m3.d;剩余污泥量少;厌氧菌对营养需求低、耐毒性强、可降解的有机物分子量高;耐冲击负荷能力强;产出的沼气是一种清洁能源。

  在全社会提倡循环经济,关注工业废弃物实施资源化再生利用的今天,厌氧生物处理显然是能够使污水资源化的优选工艺。近年来,污水厌氧处理工艺发展十分迅速,各种新工艺、新方法不断出现,包括有厌氧接触法、升流式厌氧污泥床、档板式厌氧法、厌氧生物滤池、厌氧膨胀床和流化床,以及第三代厌氧工艺EGSB和IC厌氧反应器,发展十分迅速。而升流式厌氧污泥床UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed,注:以下简称UASB)工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点,作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源——沼气的一项技术。对于不同含固量污水的适应性也强,且其结构、运行操作维护管理相对简单,造价也相对较低,技术已经成熟,正日益受到污水处理业界的重视,得到广泛的欢迎和应用。

  四、UASB工艺的设计要点

  UASB的工艺设计主要是计算UASB的容积、产气量、剩余污泥量、营养需求的平衡量。

  UASB的池形状有圆形、方形、矩形。污泥床高度一般为3-8m,多用钢筋混凝土建造。当污水有机物浓度比较高时,需要的沉淀区与反应区的容积比值小,反应区的面积可采用与沉淀区相同的面积和池形。当污水有机物浓度低时,需要的沉淀面积大,为了保证反应区的一定高度,反应区的面积不能太大时,则可采用反应区的面积小于沉淀区,即污泥床上部面积大于下部的结构形式。

  气液固三相分离器是UASB的重要组成部分,它对污泥床的正常运行和获良好的出水水质起十分重要的作用,因此设计时应给予特别的重视。根据经验,三相分离器应满足以下几点要求:

  (1).混和液进入沉淀区之关,必须将其中的气泡予以脱出,防止气泡进入沉淀区影响沉淀;

  (2).沉淀器斜壁角度约可大于45度角;

  (3).沉淀区的表面水力负荷应在0.7m3/m2.h以下,进入沉淀区前,通过沉淀槽低缝的流速不大于2m/m2·h;

  (4).处于集气器的液一气界面上的污泥要很好地使之浸没于水中;

  (5).应防止集气器内产生大量泡沫,有泡沫或浮渣隐患时,应设相应的处理装置。

  对于低浓度污水,主要用限制表面水力负荷来控制;对于中等浓度和高浓度污水,在极高负荷下,单位横截面上释放的气体体积可能成为一个临界指标。