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UASB的設(shè)計(jì)

    UASB的工藝設(shè)計(jì)主要是計(jì)算UASB的容積、產(chǎn)氣量、剩余污泥量、營(yíng)養(yǎng)需求的平衡量。UASB的池形狀圓形、方形、矩形。污泥床度一般為3-8m，多用鋼筋混凝土建造。當(dāng)污水機(jī)物濃度比較時(shí)，需要的沉淀區(qū)與反應(yīng)區(qū)的容積比值小，反應(yīng)區(qū)的積可采用與沉淀區(qū)相同的積和池形。當(dāng)污水機(jī)物濃度時(shí)，需要的沉淀積大，為了反應(yīng)區(qū)的一定度，反應(yīng)區(qū)的積不能太大時(shí)，則可采用反應(yīng)區(qū)的積小于沉淀區(qū)，即污泥床上部積大于下部的池形。

    氣液固三相分離器是UASB的重要組成部分，它對(duì)污泥床的正常運(yùn)行和獲的水質(zhì)起重要的，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)給予別的重視。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，三相分離器應(yīng)滿足以下幾特點(diǎn)要求:

    1、混和液進(jìn)入沉淀區(qū)之關(guān)，必須將其中的氣泡予以脫出，防止氣泡進(jìn)入沉淀區(qū)影響沉淀;

    2、沉淀器斜壁角度約可大于45度角;

    3、沉淀區(qū)的表水力負(fù)荷應(yīng)在0.7m3/m2.h以下，進(jìn)入沉淀區(qū)前，通過(guò)沉淀槽縫的流速不大于2m/m2.h;

    4、處于集氣器的液一氣界上的污泥要很地使之浸沒(méi)于水中;

    5、應(yīng)防止集氣器內(nèi)產(chǎn)生大量泡沫。

     UASB厭氧反應(yīng)器，UASB厭氧反應(yīng)器廢水被盡可能均勻的引入反應(yīng)器的底部，污水向上通過(guò)包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應(yīng)發(fā)生在廢水和污泥顆粒接觸的過(guò)程。在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼氣（主要是甲烷和二氧化碳）引起了內(nèi)部的循環(huán)，這對(duì)于顆粒污泥的形成和維持利。在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上，附著和沒(méi)附著的氣體向反應(yīng)器部上升。上升到表的污泥撞擊三相反應(yīng)器氣體發(fā)射器的底部，引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。氣泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表，附著和沒(méi)附著的氣體被收集到反應(yīng)器部的三相分離器的集氣室。

 UASB的啟動(dòng)

1、污泥的馴化

    UASB設(shè)備啟動(dòng)的難特點(diǎn)是獲得大量沉降性能的厭氧顆粒污泥。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)期長(zhǎng)可長(zhǎng)達(dá)1-2年。實(shí)踐表明，投加少量的載體，利于厭氧菌的附著，促進(jìn)初期顆粒污泥的形成;比的絮狀污泥比輕的易于顆?；?比甲烷活性的厭氧污泥可縮短啟動(dòng)期。

2、啟動(dòng)操作要特點(diǎn)

    (1)應(yīng)一次投加足夠量的接種污泥;

    (2)啟動(dòng)初期從污泥床流出的污泥可以不予回流，以使別輕的和細(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)到顆粒化;

    (3)啟動(dòng)開(kāi)始廢水COD濃度較時(shí)，未必就能讓污泥顆?；俣燃涌?

    (4)初污泥負(fù)荷率一般在0.1-0.2kgCOD/kgTSS.d左右比較合適;

    (5)污水中原來(lái)存在的和厭氧分解出來(lái)的揮發(fā)酸未能效分解之前，不應(yīng)隨意提機(jī)容積負(fù)荷，這需要跟蹤觀察和水樣化驗(yàn);

    (6)可降解的COD率達(dá)到70-80%左右時(shí)，可以逐步增加機(jī)容積負(fù)荷率;

    (7)為促進(jìn)污泥顆?；?，反應(yīng)區(qū)內(nèi)的小空塔速度不可于1m/d，采用較的表水力負(fù)荷利于小顆粒污泥與污泥絮凝分開(kāi)，使小顆粒污泥凝并為大顆粒。

UASB的主要優(yōu)點(diǎn)是:

    1、UASB內(nèi)污泥濃，平均污泥濃度為20-40gVSS/1;

    2、機(jī)負(fù)荷，水力停留時(shí)間短，采用中溫發(fā)酵時(shí)，容積負(fù)荷一般為10kgCOD/m3.d左右;

    3、混合攪拌設(shè)備，靠發(fā)酵過(guò)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)下部的污泥層也一定程度的攪動(dòng);

    4、污泥床不填載體，節(jié)省造及避免因填料發(fā)生堵賽問(wèn)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(lái)的污泥重新回到污泥床反應(yīng)區(qū)內(nèi)，通?？梢圆辉O(shè)污泥回流設(shè)備。

    UASB厭氧反應(yīng)器廢水被盡可能均勻的引入反應(yīng)器的底部，污水向上通過(guò)包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應(yīng)發(fā)生在廢水和污泥顆粒接觸的過(guò)程。在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼氣（主要是甲烷和二氧化碳）引起了內(nèi)部的循環(huán)，這對(duì)于顆粒污泥的形成和維持利。在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上，附著和沒(méi)附著的氣體向反應(yīng)器部上升。上升到表的污泥撞擊三相反應(yīng)器氣體發(fā)射器的底部，引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。氣泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表，附著和沒(méi)附著的氣體被收集到反應(yīng)器部的三相分離器的集氣室。

    UASB厭氧反應(yīng)器中的厭氧反應(yīng)過(guò)程與其他厭氧生物處理工藝一樣，包括水解，酸化，產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷等。通過(guò)不同的微生物參與底物的轉(zhuǎn)化過(guò)程而將底物轉(zhuǎn)化為終產(chǎn)物——沼氣、水等機(jī)物

在厭氧消化反應(yīng)過(guò)程中參與反應(yīng)的厭氧微生物主要以下幾種：

   ① 解—發(fā)酵(酸化)細(xì)菌，它們將復(fù)雜結(jié)構(gòu)的底物水解發(fā)酵成各種機(jī)酸，乙醇，糖類，氫和二氧化碳；

    ② 乙酸化細(xì)菌，它們將*步水解發(fā)酵的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為氫、乙酸和二氧化碳；

    ③ 產(chǎn)甲烷菌，它們將的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳、氫等轉(zhuǎn)化為甲烷 。

工藝操作條件
Ⅰ、生物量--大小以污泥濃度表示，一般介于10~30gvss/L之間，為防止反應(yīng)器中污泥流失，可采用裝入填料介質(zhì)使細(xì)菌附著掛膜，調(diào)節(jié)水流速度或污泥回流量。
Ⅱ、負(fù)荷率--表示消化裝置處理能力的一個(gè)參數(shù)，負(fù)荷率三種表示方法:
    ①容積負(fù)荷率--反應(yīng)器單位效容積在單位時(shí)間內(nèi)接納的機(jī)物量kg/m3•d。
    ②污泥負(fù)荷率--反應(yīng)器內(nèi)單位重的污泥在單位時(shí)間內(nèi)接納的機(jī)物量kg/kg•d。
    ③投配率--每天向單位效容積投加的材料的體積m3/m3•d。
投配率的倒數(shù)為平均停留時(shí)間或消化時(shí)間，單位為d(天)，投配率池可用百分率表示。
負(fù)荷率的影響:
    ①當(dāng)機(jī)物負(fù)荷率很時(shí)，營(yíng)養(yǎng)充分，代謝產(chǎn)物機(jī)酸產(chǎn)量很大，超過(guò)甲烷菌的吸收利用能力，機(jī)酸積累pH下降，是效不穩(wěn)定狀態(tài)。
    ②負(fù)荷率適中，產(chǎn)酸細(xì)菌代謝產(chǎn)物中的機(jī)物(機(jī)酸)基本上能被甲烷菌及時(shí)利用，并轉(zhuǎn)化為沼氣，殘存機(jī)酸量?jī)H為幾百毫克/升。pH=7~7.5，呈弱堿性，是穩(wěn)定發(fā)酵狀態(tài)。
    ③當(dāng)機(jī)負(fù)荷率小，供給養(yǎng)料不足，產(chǎn)酸量偏少，pH>7.5是堿性發(fā)酵狀態(tài)，是效發(fā)酵狀態(tài)。
Ⅲ、溫度控制--發(fā)酵要求較的溫度，每8000mg/L的COD所產(chǎn)沼氣，能使水溫升10℃，一般工藝設(shè)計(jì)中溫消化30~35℃。
Ⅳ、pH的控制--當(dāng)液料pH<6.5或于8.0，則要調(diào)整液料pH。
    pH<6.8~7，應(yīng)減少機(jī)負(fù)荷率，
    pH<6.5，應(yīng)停止加料，必要時(shí)加入石灰中和。

水解酸化池與厭氧反應(yīng)器的區(qū)別

    在污水處理工藝設(shè)計(jì)上，我們經(jīng)?？吹皆谘醯那岸嗽O(shè)計(jì)厭氧池，時(shí)設(shè)計(jì)的是水解酸化池，時(shí)兩者連用，一部分從業(yè)者對(duì)兩者的概念區(qū)別了解的不是很清楚，造成設(shè)計(jì)、運(yùn)行方的誤差，從而影響到處理效果。
    水解酸化池與厭氧反應(yīng)器中都水解酸化步驟，從原理上講，水解（酸化）是厭氧消化過(guò)程的*、二兩個(gè)階段。但兩者的不同，其適應(yīng)條件也不同，因此是兩種不同的處理方法。
兩種工藝的
水解酸化池

    水解酸化池的主要是將原水中的非溶解態(tài)機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙鈶B(tài)機(jī)物，將難生物降解物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到馕镔|(zhì)，提廢水的可生化性，以利于后續(xù)的氧生物處理。
厭氧發(fā)生器

    在厭氧反應(yīng)器過(guò)程中水解、酸化的是為厭氧反應(yīng)器消化過(guò)程中的甲烷化階段基質(zhì)。
因此，盡管水解（酸化）-氧處理工藝中的水解（酸化）段和厭氧反應(yīng)器消化工藝中的產(chǎn)酸過(guò)程均產(chǎn)生機(jī)酸，但是由于兩者的處理的不同，各自的運(yùn)行環(huán)境和條件著明顯的差異，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方。  
Eh不同
    在混合厭氧消化系統(tǒng)中，由于完成水解、酸化的微生物和產(chǎn)甲烷微生物共處于同一反應(yīng)器中，整個(gè)反應(yīng)器的氧化還原電位Eh的控制必須先滿足對(duì)Eh要求嚴(yán)格的甲烷菌，一般為一300mV以下，因此。系統(tǒng)中的水解(酸化)微生物也是在這一電位值下的。而兩相厭氧消化系統(tǒng)中，產(chǎn)酸相的氧化還原電位一般控制在一100mV一一300mV之間。據(jù)研究，水解(酸化)一氧處理工藝中的水解(酸化)段為——的兼性過(guò)程，只要置Eh控制在＋50mv以下，該過(guò)程即可順利進(jìn)行。
pH值不同
    在混合厭氧消化系統(tǒng)中，消化液的pH值控制在甲烷菌生氏的*pH范圍，一般為6.8—7.2。而在兩相厭氧消化系統(tǒng)中，產(chǎn)酸相的pH值一般控制在6.0一6.5之間，pH降時(shí)，盡管產(chǎn)酸的速率增大，但形成的機(jī)酸形態(tài)將發(fā)生變化，丙酸的相對(duì)含量增大，而丙酸對(duì)后續(xù)的甲烷相中的產(chǎn)甲烷菌會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的抑制。對(duì)于水解(酸化)一氧處理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于后續(xù)處理為氧氧化，不存在丙酸的抑制問(wèn)題，一般pH維持在5.5—6.5之間。
溫度不同
    兩種工藝對(duì)溫度的控制也不同，通常混合厭氧消化系統(tǒng)以及兩相厭氧消化系統(tǒng)的溫度均嚴(yán)格控制，要么中溫消化(30一35)，要么溫消化(50一55)。而水解(酸化)一氧處理工藝中的水解(酸化)段對(duì)溫度殊要求，通常在常溫下運(yùn)行，也可獲得較為滿意的水解(酸化)效果。

UASB厭氧反應(yīng)器

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