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厌氧反应器

厌氧反应器

2020-06-15

概述

目前,高浓度污水的生物处理首推厌氧UASB上·流式厌氧污泥反应器,简称UASB厌氧反应器,它在世界范围的厌氧反应器中占有2/3的市场。

由惠明机械有限公司研发生产的UASB上·流式厌氧污泥反应器主体部分可分为反应区和三相分离区两个区域。在反应器下部,是由沉淀性能良好的颗粒污泥形成的厌氧污泥床。当废水由反应器底部进入反应器后,由于水向上·流动并产生大量气体上升形成了良好的自然搅拌作用。悬浮液不断进入分离区,气体首先进入三相分离器的集气室被分离,然后污水中污泥进行沉降,返回反应区。

设备结构

UASB反应器集生物反应器与沉淀池于一体,是一种结构紧凑的厌氧反应器,主要组成部分包括:进水配水系统、反应区、三相分离器、出水系统、气室、浮渣收集系 统、排泥系统等。

1、进水配水系统

进水配水系统设在反应器的底部,其功能主要有两个方面:

①将废水均匀地分配到整 个反应器的底部;

②具有一定的水力搅拌作用,一个有效的进水配水系统是保证UASB反应器髙效运行的关键之一。

2、反应区

反应区是UASB反应器中生化反应发生的主要场所,又分为污泥床和污泥悬浮区,其中的污泥床区主要集中了大部分高活性的颗粒污泥,是有机物的主要降解场所;而污泥悬 浮区则是絮状污泥集中的区域。

①污泥床位于整个UASB反应器的底部;污泥床内具有很高的污泥生物量,其污泥浓度(MLSS)一般为40〜80 g/L。污泥床中的污泥活性生物量(或细菌)占百分之70〜百分之80以上的颗粒污泥组成,正常运行的UASB中的颗粒污泥的粒径一般在0.5〜5.0mm之间,具有优良的沉降性能,其沉降速度一般为1.2〜1.4cm/s,其典型的污泥容积指数(SVI)为10〜20mL/g;颗粒污泥中的生物相组成比较复杂,主要是杆菌、球菌和丝状菌等。污泥床的容积一般占整个UASB反应器容积的百分之30左右,但它对UASB反应器的整体处理效率起着重要的作用,对反应器中有机物的降解量占到整个反应器全部降解量的百分之70〜百分之90。

②污泥悬浮层位于污泥床的上部,它占整个UASB反应器容积的百分之70左右;其中的污泥浓度要低于污泥床。通常为15〜30g/L,由髙度絮凝的污泥组成,一般为非颗粒状污泥,其沉降速度要明显小于颗粒污泥的沉降速度,污泥容积指数一般在30〜40ml/g之间,靠来自污泥床中上升的气泡使此层污泥得到良好的混合。污泥悬浮层中絮凝污泥的浓度呈自上而上逐渐减小的分布状态,这一层污泥担负着整个UASB反应器有机物降解tt的百分之10〜百分之30。

③沉淀区位于UASB反应器的顶部,其作用是使由于水流的夹带作用而随上升水流进入出水区的固体颗粒(主要是污泥悬浮层中的絮凝性污泥)在沉淀区沉淀下来,并沿沉淀区底部的斜壁滑下而重新回到反应区内(包括污泥床和污泥悬浮层),以保证反应器中污泥不致流失而同时保证污泥床中污泥的浓度。沉淀区的另一个作用是可以通过合理调整沉淀区的水位高度来保证整个反应器集气室的有效空间髙度而防止集气空间的破坏。

3、三相分离器

三相分离器是UASB反应器中的重要设备,一般设置在沉淀区的下部,但有时也可将其没在反应器的顶部,由沉淀区、回流缝和气室组成。三相分离器的主要作用是将气体(反应过程中产生的沼气)、固体(反应器中的污泥)和液体(被处理的废水)等三相加以分离。

为保证UASB正常工作,除需培养高沉降性、高活性的颗粒污泥外,三相分离器分离效果的好坏也是决定UASB成功的关键。其功能是将沼气引人集气室,将处理出水引入出水区,将固体颗粒导入反应区。由于厌氧工艺生物体的增殖速度慢,加上厌氧反应产生大量气体,如果三相分离器分离效果不佳,将导致大M污泥随出水带走,使反应器内污泥浓度降低,导致整个UASB反应器崩溃。具有三相分离器也是UASB反应器污水厌氧处理工艺的主要特点之一,它相当于传统污水处理工艺中的二次沉淀池,并同时具有污泥回流的功能。因而三相分离器的合理设计是保证设备正常运行的一个重要内容。

4、出水系统

出水系统的主要作用是将经过沉淀区后的出水均匀收集,并排出反应器。

5、集气室

集气室也称集气罩,是三相分离器的组成部分,其主要作用是收集厌氧反应产生的沼气。

6、浮渣收集系统

浮渣收集系统的主要功能是清除沉淀区液面和气室液面的浮渣。

7、排泥系统

排泥系统的主要功能是均匀地排除反应器内的剩余污泥。

 

UASB反应器特点

1、反应器内形成沉降良好的颗粒污泥,可达40~60kg/m³,因而处理负荷高,基建投资省。

2、由产气和进水的均匀分布形成良好的自然搅拌作用。

设计合理的三相分离器,使沉淀性能良好的污泥保留在反应器内。反应器内不设填料,节省投资,可充分利用容积。

UASB内部三相分离器的功能是将气(沼气)、液(污水)、固(污泥)进行分离,沼气排入沼气系统,处理后污水排出反应器,污泥回流到设备内部。因此,其作用非常重要,三相分离器的优劣直接关系着UASB的运行效果。由于UASB内部不设循环搅拌装置,因此流态的控制均匀,避免短路和死角,工程上采用布水器来达到这一目的。

材料和防腐

1、三相分离器制造材料有碳钢、不锈钢和玻璃钢三种。其中碳钢制造的进行防腐处理。

2、布水器为碳钢制造,进行防腐处理。也可用不锈钢制造。

安装说明

1、UASB反应器在设计时应预埋钢板,以便焊接三相分离器的支撑架。设备安装要平整。

2、布水器安装在池底,应设固定支墩。

设备规格

型号直径mm高度mm容积负荷kgCODcr/m³·d沼气产率应用领域
UASB-4/7400070003~60.2~0.4m³/kg·CODcr造纸、柠檬酸、食品加工、酿酒、淀粉生产、酒精生产、垃圾渗滤液、豆制品加工、生物质燃料、医药化工等行业
UASB-5/8500080003~6
UASB-7/9700090003~6
UASB-8/108000100005~10
UASB-8/128000120005~10
UASB-9/129000120005~10
UASB-9/149000145~10