技术介绍

UASB

UASB

升流式厌氧污泥床(upflow anaerobic sludge blanket, UASB)反应器是目前国内外使用最广泛的厌氧处理技术。UASB在处理各种有机废水时,一般情况下反应器内均能形成厌氧颗粒污泥,而厌氧颗粒污泥不仅具有良好的沉降性能,且有较高的比产甲烷活性。由于UASB反应器设有三相分离器,使得反应器内的污泥不易流失,所以反应器内能维持很高的生物量,平均浓度可达80g/L左右。同时,反应器的固体停留时间(SRT)很大,HRT相对较小,这使反应器有很高的容积负荷率、处理效率以及运行稳定性。

 

UASB反应器工作原理

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。


 

UASB反应器主要由以下几部分组成:

(1)               进水配水系统 配水系统设在UASB反应器的底部,其主要功能是把废水均匀分配到整个反应器,使有机物能在反应器内均匀分步,有利于废水与微生物充分接触。同时,进水分配系统还具有搅拌功能。

(2)               反应区 反应区包括污泥床和污泥悬浮区,是UASB反应器的核心,是培养和富集厌氧微生物的区域,废水与厌氧污泥在这里充分接触,产生强烈的生化反应,有机物主要在这里被厌氧菌分解。

(3)               三相分离器 由沉淀区、集气室和气封组成,其功能是把气体、固体、液体分离。三相分离器分离效果好坏直接影响反应器的处理效果。

(4)               出水系统 出水系统的作用是把沉淀区液面的澄清水均匀收集起来,排出反应器外。出水是否均匀对处理效果有很大影响。

(5)               排泥系统 其功能是定期均匀排除反应区的剩余厌氧污泥。

 

常见工业废水UASB设计负荷见下表:

序号

废水类型

设计进水负荷 kg COD/(m3·d)

序号

废水类型

设计进水负荷

kg COD/(m3·d)

1

大麦淀粉废水

8.0

6

苯二甲酸废水

3

2

屠宰废水

3~5

7

土豆加工废水

9.0

3

酒精生产废水

13

8

大豆加工废水

11

4

柠檬酸废水

10

9

蔬菜加工废水

12.0

5

啤酒废水

5

10

果品加工废水

10.0

 

UASB的主要优点如下:

      (1)     容积负荷高,单位池容积去除污染物的能力强,适合高浓度污水的处理;

      (2)     不必鼓风曝气,只需提升废水进入反应器内,节约了电力,节能减耗;

      (3)     主要处理设备呈密闭或半密闭状态,带气味的气体逸散量小;

      (4)     污泥产量低,且污泥很容易利用或处理,无需大量资金解决污泥问题,操作也很简单,根据多个工程运行的经验,可以做到不外排污泥;

      (5)     可回收生物能,一般去除1公斤COD产生0.40.6立方米的沼气(沼气的热值和城市煤气的热值相当),本方案设计的UASB反应器产出的沼气不需加压,就可直接供锅炉燃烧使用;

      (6)     在生产停止期间,厌氧菌可以较长时间处于休眠状态,而不需专门维护,重新启动十分方便;

      (7)     UASB耐冲击负荷能力强,运行管理方便。

 

UASB反应器运行的三个重要的前提是:

(1)反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥;

(2)维持反应器内温度为35左右;

(3)由产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作用;

(4)设计合理的三相分离器,这是沉淀性能良好的污泥能保留在反应器内。

 

针对以上三条要素,我们做了以下考虑:

(1)对于第一条,在调试时我们将采用有资深调试经验的工程师经行调试,以便能够在反应器中形成降解能力较强的颗粒污泥;

(2)以厂区锅炉热水为热源,通过螺旋板式换热器对进入反应内废水进行加热,并对反应器采取保温措施;

(3)为了使进水能够均匀分布,我们将采用特殊的布水方式进行布水,以便在均匀布水的同时起到搅拌混合的作用;

(4)三相分离器的选择是关键,在本工程中我们选用拥有专利技术的三相分离器,保证了固、液、气的完全分离。