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淺談UASB厭氧反應器
編輯：2022-06-16 14:45:58
概述
厭氧生物(wù)處理(lǐ)反應器是高(gāo)濃度有機廢水(shuǐ)處理(lǐ)的(de)有效工藝，升流式厭氧污泥床（UASB）是厭氧生物(wù)處理(lǐ)反應器一種，UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed，簡稱UASB）由于具有厭氧過濾及厭氧活性污泥法的(de)雙重特點，其結構、運行操作維護管理(lǐ)相對(duì)簡單，造價相對(duì)較低，技術成熟，受到污水(shuǐ)處理(lǐ)業界的(de)重視，得(de)到廣泛的(de)歡迎和(hé)應用(yòng)。
厭氧生物(wù)處理(lǐ)法适用(yòng)于高(gāo)濃度有機廢水(shuǐ)，進水(shuǐ)BOD最高(gāo)濃度可(kě)達數萬mg/L也(yě)可(kě)适用(yòng)于低濃度有機廢水(shuǐ)，如城(chéng)市污水(shuǐ)等。對(duì)于一般有機廢水(shuǐ)，當水(shuǐ)溫在30℃時(shí)，容積負荷可(kě)達10-20kg(COD)/(m3.d)。目前已廣泛用(yòng)于高(gāo)濃度有機廢水(shuǐ)（如工業廢水(shuǐ)、精細化(huà)工、農藥、制藥、焦化(huà)、啤酒、屠宰廢水(shuǐ)等）、城(chéng)市污水(shuǐ)的(de)處理(lǐ)，COD去除率可(kě)達50-80%。
厭氧生物(wù)處理(lǐ)反應器主要有：厭氧接觸法、厭氧濾池、上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧流化(huà)床、顆粒污泥膨脹床（EGSB）等。UASB反應器是一種運用(yòng)廣泛、設計成熟、高(gāo)效的(de)厭氧處理(lǐ)裝置，據統計，全球及我國在運行的(de)各類厭氧反應器中，UASB厭氧反應器占60%。
升流式厭氧污泥床工藝近年來(lái)在國内外發展很快(kuài)，該工藝既節約了(le)能源，甚至可(kě)回收能量，又解決了(le)環境污染問題，取得(de)了(le)較好的(de)經濟效益和(hé)社會效益。具有廣闊的(de)應用(yòng)前景。
上流式厭氧污泥床反應器（UASB反應器）是荷蘭學者Lettinga等人(rén)在20世紀70年代初開發的(de)。當時(shí)她們在研究上流式厭氧濾池處理(lǐ)土豆加工和(hé)甲醇廢水(shuǐ)時(shí)注意到大(dà)部分(fēn)的(de)淨化(huà)作用(yòng)和(hé)積累的(de)大(dà)部分(fēn)厭氧微生物(wù)均在濾池的(de)下(xià)部，于是便在濾池底部設置了(le)一個(gè)不裝填料的(de)空間來(lái)積累更多(duō)的(de)厭氧微生物(wù)量，後來(lái)幹脆取消了(le)池内的(de)全部填料，并在池頂設置了(le)一個(gè)氣、固、液三相分(fēn)離器，一種結構簡單、處理(lǐ)效能很高(gāo)的(de)新型厭氧反應器便誕生了(le)。由于這(zhè)種反應器結構簡單、不用(yòng)填料、沒有懸浮物(wù)堵塞等問題，因此一出現便立即引起了(le)廣大(dà)廢水(shuǐ)處理(lǐ)工作者的(de)極大(dà)興趣，并被廣泛應用(yòng)于工業廢水(shuǐ)和(hé)生活污水(shuǐ)的(de)處理(lǐ)中。
UASB反應器在處理(lǐ)各種有機廢水(shuǐ)時(shí)，反應器内一般情況下(xià)均能形成厭氧顆粒污泥，而厭氧顆粒污泥不僅具有良好的(de)沉降性能，而且具有較高(gāo)的(de)産甲烷活性。由于UASB反應器設置有三相分(fēn)離器，使得(de)反應器内污泥不易流失，所以反應器内能維持很高(gāo)的(de)污泥濃度，平均濃度可(kě)達80gSS/L左右。同時(shí)，反應器的(de)SRT（污泥停留時(shí)間）很大(dà)，HRT（水(shuǐ)力停留時(shí)間）很小，這(zhè)使反應器有很高(gāo)的(de)容積負荷率和(hé)運行穩定性。
UASB結構
UASB反應器的(de)構造主要由進水(shuǐ)分(fēn)配系統、反應區(qū)、三相分(fēn)離器、出水(shuǐ)系統、排泥系統組成。另外，根據不同廢水(shuǐ)水(shuǐ)質，UASB反應器的(de)構造有所不同，主要可(kě)分(fēn)爲敞開式和(hé)封閉式兩種。
廢水(shuǐ)由池底進入反應器，向上流過由絮狀或顆粒污泥組成的(de)污泥床，随著(zhe)廢水(shuǐ)與污泥相接觸發生厭氧反應，産生沼氣（主要是甲烷和(hé)二氧化(huà)碳）引起污泥床擾動，通(tōng)過反應區(qū)經氣體分(fēn)離後的(de)混合液進入沉澱區(qū)進行固液分(fēn)離，澄清後的(de)處理(lǐ)過的(de)水(shuǐ)排走，沉澱下(xià)來(lái)的(de)微生物(wù)固體，即厭氧污泥靠重力沉降返回到反應區(qū)，集氣室收集的(de)沼氣由沼氣管排出反應器。UASB反應器内不設攪拌裝置，上升的(de)水(shuǐ)流和(hé)産生的(de)沼氣可(kě)滿足攪拌要求，反應器内不需填裝填料，構造簡單，易于操作運行，便于維護管理(lǐ)。由于UASB反應器設置有三相分(fēn)離器，使得(de)反應器内污泥不易流失，所以反應器内能維持很高(gāo)的(de)污泥濃度。同時(shí)，反應器的(de)SRT（污泥停留時(shí)間）大(dà)，HRT（水(shuǐ)力停留時(shí)間）小，這(zhè)使反應器有很高(gāo)的(de)容積負荷率和(hé)運行穩定性。
應用(yòng)特點
與好氧處理(lǐ)相比，UASB厭氧處理(lǐ)具有明(míng)顯的(de)優勢：
（一）可(kě)處理(lǐ)高(gāo)濃度廢水(shuǐ)，特别是對(duì)一些較難降解的(de)大(dà)分(fēn)子有機物(wù)有很好的(de)去除效果，而好氧對(duì)此效果不明(míng)顯；
（二）不需要供氧，大(dà)大(dà)降低運行費用(yòng)，能耗僅爲好氧處理(lǐ)工藝的(de)10-15%，且厭氧過程産生可(kě)再生能源——沼氣；
（三）污泥産生量比好氧過程少5～20倍，UASB内污泥濃度高(gāo)，平均污泥濃度爲20－40gVSS/1；不會産生污泥膨脹，剩餘污泥量少，污泥易處理(lǐ)；
（四）有機負荷率高(gāo)，水(shuǐ)力停留時(shí)間短，采用(yòng)中溫發酵時(shí)，容積負荷一般爲10-20kgCOD/m3.d左右；反應器容積和(hé)系統占地小，投資少。工程實踐證明(míng)，當污水(shuǐ)COD濃度大(dà)于4000mg/L時(shí)，厭氧處理(lǐ)就比好氧處理(lǐ)更加經濟。
（五）無混合攪拌設備，靠發酵過程中産生的(de)沼氣的(de)上升運動，使污泥床上部的(de)污泥處于懸浮狀态，對(duì)下(xià)部的(de)污泥層也(yě)有一定程度的(de)攪動；污泥床不填載體，節省造價及避免因填料發生堵塞問題；
（六）操作簡單、運行方便、易于維護管理(lǐ)。
（一）進水(shuǐ)中懸浮物(wù)需要适當控制，不宜過高(gāo)，一般控制在100mg/l以下(xià)；
（二）污泥床内有短流現象，影(yǐng)響處理(lǐ)能力；
（三）對(duì)水(shuǐ)質和(hé)負荷突然變化(huà)較敏感，耐沖擊力稍差。
