一、概述
升流式厭氧污泥床UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed,注:以下簡(jiǎn)稱UASB)工藝由于具有厭氧過濾及厭氧活性污泥法的雙重特點(diǎn),作為能夠?qū)⑽鬯械奈廴疚镛D(zhuǎn)化成再生清潔能源——沼氣的一項(xiàng)技術(shù)。對(duì)于不同含固量污水的適應(yīng)性也強(qiáng),且其結(jié)構(gòu)、運(yùn)行操作維護(hù)管理相對(duì)簡(jiǎn)單,造價(jià)也相對(duì)較低,技術(shù)已經(jīng)成熟,正日益受到污水處理業(yè)界的重視,得到廣泛的歡迎和應(yīng)用。
二、UASB的由來
1971年荷蘭瓦格寧根(Wageningen)農(nóng)業(yè)大學(xué)拉丁格(Lettinga)教授通過物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),利用重力場(chǎng)對(duì)不同密度物質(zhì)作用的差異,發(fā)明了三相分離器。使活性污泥停留時(shí)間與廢水停留時(shí)間分離,形成了上流式厭氧污泥床(UASB)反應(yīng)器的雛型。1974年荷蘭CSM公司在其6m3反應(yīng)器處理甜菜制糖廢水時(shí),發(fā)現(xiàn)了活性污泥自身固定化機(jī)制形成的生物聚體結(jié)構(gòu),即顆粒污泥(granular sludge)。顆粒污泥的出現(xiàn),不僅促進(jìn)了以UASB為代表的第二代厭氧反應(yīng)器的應(yīng)用和發(fā)展,而且還為第三代厭氧反應(yīng)器的誕生奠定了基礎(chǔ)。
三、UASB工作原理 |
基本原理:
UASB由污泥反應(yīng)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(yīng)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(jìn)行混合接觸,污泥中的微生物分解污水中的有機(jī)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(dòng)形成一個(gè)污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進(jìn)入三相分離器,沼氣碰到分離器下部的反射板時(shí),折向反射板的四周,然后穿過水層進(jìn)入氣室,集中在氣室沼氣,用導(dǎo)管導(dǎo)出,固液混合液經(jīng)過反射進(jìn)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(yīng)區(qū)內(nèi),使反應(yīng)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。
基本要求:
(1)為污泥絮凝提供有利的物理、化學(xué)和力學(xué)條件,使厭氧污泥獲得并保持良好的沉淀性能;
(2)良好的污泥床??尚纬梢环N相當(dāng)穩(wěn)定的生物相,保持特定的微生態(tài)環(huán)境,能抵抗較強(qiáng)的擾動(dòng)力,較大的絮體具有良好的沉淀性能,從而提高設(shè)備內(nèi)的污泥濃度;
?。?)通過在污泥床設(shè)備內(nèi)設(shè)置一個(gè)沉淀區(qū),使污泥細(xì)顆粒在沉淀區(qū)的污泥層內(nèi)進(jìn)一步絮凝和沉淀,然后回流入污泥床內(nèi)。
四、UASB的啟動(dòng)
1、污泥的馴化
UASB設(shè)備啟動(dòng)的難點(diǎn)是獲得大量沉降性能良好的厭氧顆粒污泥。辦法加以馴化,一般需要3-6個(gè)月,如果靠設(shè)備自身積累,投產(chǎn)期最長(zhǎng)可長(zhǎng)達(dá)1-2年。實(shí)踐表明,投加少量的載體,有利于厭氧菌的附著,促進(jìn)初期顆粒污泥的形成;比重大的絮狀污泥比輕的易于顆?;?;比甲烷活性高的厭氧污泥可縮短啟動(dòng)期。
2、啟動(dòng)操作要點(diǎn)
(1)一次投加足夠量的接種污泥;
?。?)啟動(dòng)初期從污泥床流出的污泥可以不予回流,以使特別輕的和細(xì)碎污泥跟懸浮物連續(xù)地從污泥床排出體外,使較重的活性污泥在床內(nèi)積累,并促進(jìn)其增殖逐步達(dá)到顆?;?;
?。?)啟動(dòng)開始廢水COD濃度較低時(shí),未必就能讓污泥顆?;俣燃涌欤?/span>
?。?)最初污泥負(fù)荷率一般在0.1-0.2kgCOD/kgTSS.d左右比較合適;
?。?)污水中原來存在的和厭氧分解出來的多種揮發(fā)酸未能有效分解之前,不應(yīng)隨意提高有機(jī)容積負(fù)荷,這需要跟蹤觀察和水樣化驗(yàn);
?。?)可降解的COD去除率達(dá)到70—80%左右時(shí),可以逐步增加有機(jī)容積負(fù)荷率;
?。?)為促進(jìn)污泥顆?;?,反應(yīng)區(qū)內(nèi)的最小空塔速度不可低于1m/d,采用較高的表面水力負(fù)荷有利于小顆粒污泥與污泥絮凝分開,使小顆粒污泥凝并為大顆粒。
五、UASB工藝的優(yōu)缺點(diǎn)
UASB的主要優(yōu)點(diǎn)是:
1、UASB內(nèi)污泥濃度高,平均污泥濃度為20-40gVSS/1;
2、有機(jī)負(fù)荷高,水力停留時(shí)間長(zhǎng),采用中溫發(fā)酵時(shí),容積負(fù)荷一般為10kgCOD/m3.d左右;
3、無(wú)混合攪拌設(shè)備,靠發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣的上升運(yùn)動(dòng),使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài),對(duì)下部的污泥層也有一定程度的攪動(dòng);
4、污泥床不填載體,節(jié)省造價(jià)及避免因填料發(fā)生堵賽問題;
5、UASB內(nèi)設(shè)三相分離器,通常不設(shè)沉淀池,被沉淀區(qū)分離出來的污泥重新回到污泥床反應(yīng)區(qū)內(nèi),通常可以不設(shè)污泥回流設(shè)備。
主要缺點(diǎn)是:
1、進(jìn)水中懸浮物需要適當(dāng)控制,不宜過高,一般控制在100mg/l以下;
2、污泥床內(nèi)有短流現(xiàn)象,影響處理能力;
3、對(duì)水質(zhì)和負(fù)荷突然變化較敏感,耐沖擊力稍差。
濟(jì)南魯發(fā)環(huán)??萍加邢薰?/span>
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