UASB厭氧反應器

概述

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,英文縮寫UASB ( Up-flow Anaerobic SludgeBed/Blanket )。由荷蘭L ettinga教授于1977年發(fā)明。

污水自下而上通過UASB。反應器底部有一個高濃度、 高活性的污泥床,污水中的大部分有機污染物在此間經過厭氧發(fā)酵降解為甲烷和二氧化碳。因水流和氣泡的攪動,污泥床之上有一個污泥懇浮層。反應器上部有設有三相分離器,用以分離消化氣、消化液和污泥顆粒。消化氣自反應器頂部導出;污泥顆粒自動滑落沉降至反應器底部的污泥床;消化液從澄清區(qū)出水。

UASB負荷能力很大,適用于高濃度有機廢水的處理。運行良好的UASB有很高的有機污染物去除率,不需要攪拌,能適應較大幅度的負荷沖擊、溫度和pH變化。

工作原理

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-個污泥濃度較稀薄的污泥和水-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(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。

與其他類型的厭氧反應器相較有下述優(yōu)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(fā)酵條件下，- 般可達10kgCOD/ ( m&lsup3；d )左右,甚至能夠高達15~40kgCOD/(m&sup3；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(qū)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。

分離裝置

三相分離器是UASB反應器的特點和重要裝置。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。

三相分離器設計要點匯總:

1)集氣室的隙縫部分的面積應該占反應器全部面積的15 ~ 20%;

2)在反應器高度為5~ 7m時,集氣室的高度在1.5 ~ 2m;

3)在集氣室內應保持氣液界面以釋放和收集氣體,防止浮渣或泡沫層的形成;

4)在集氣室的上部應該設置消泡噴嘴,當處理污水有嚴重 泡沫問題時消泡;

5)反射板與隙縫之間的遮蓋應該在100 ~ 200mm以避免上升的氣體進入沉淀室;

6)出氣管的直管應該充足以保證從集氣室引出沼氣,特別是有泡沫的情況。

對于低濃度污水處理，當水負荷是限制性設計參數(shù)時,在三相分離器縫隙處保持大的過流面積,使得上升流速在這一過水斷面上盡可能的低是十分重要的。