强效率UASB厌氧反应器工艺结构

UASB厌氧反应器三个重要的前提：

①  应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥；   

②  产和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌；

③  设计的三相分离器，能使沉淀性能良好的污泥保留在反应器内。良好的颗粒污泥床的形成，使得机负荷和去除率髙，不需要搅拌，能适应负荷冲击和温度与pH值的变化。

UASB厌氧反应器具如下的主要特点：

① 污泥的颗粒化使反应器内的平均浓度达50 gVSS/L以上，污泥龄一般为30天以上；

② 反应器的水力停留吋间相应较短；

③ 反应器具很髙的容积负荷；

④ 不仅适合于处理髙、中浓度的机工业废水，也适合于处理低浓度的城市污水；

⑤ UASB厌氧反应器集生物反应和沉淀分离于一体，；

⑥ 滞设置填料，节省了，提髙了容积利用率；

⑦ 一般也需设置搅拌设备，上升水流和沼产生的上升流起到搅拌；

⑧ 构造简单，方便。

基本要求:

(1)为污泥絮凝提供利的物理、化学和力学条件，使厌氧污泥获得并保持良好的沉淀性能;

(2)良好的污泥床常可形成一种相当稳定的生物相，保持定的微生态环境，能抵抗较强的扰动力，较大的絮体具良好的沉淀性能，从而提高设备内的污泥浓度;

(3)通过在污泥床设备内设置一个沉淀区，使污泥细颗粒在沉淀区的污泥层内进一步絮凝和沉淀，然后回流入污泥床内。

UASB反应器的工艺特点：

UASB反应器的基本征是不用吸附载体，就能形成沉降性能良好的粒状污泥，保持反应器内高浓度的微生物，因而可以承受较高的COD负荷(可高达30~50kgCOD/(m3˙d)以上)，COD去除率可达90%以上。而好氧生物处理中，效果的好氧纯生物流化床。深井曝等工艺COD负荷也只10kgCOD/(m3˙d)左右，COD去除率为70%~80%。与其他厌氧生物反应器相比，UASB的点如下。

反应器内可培养出厌氧颗粒污泥：

    UASB反应器在处理大多数机废水时，只要操作方法正确，一般均可在反应器内培养出厌氧颗粒污泥，厌氧颗粒污泥的性是很高的去除机物活性，密度比絮体污泥大，具良好的沉淀性能，时反应器内可维持很高的生物量。

实现了污泥泥龄(SRT)与水力停留时间(HRT)的分离：

由于在反应器内能维持很高的生物量，污泥泥龄很长，废水在反应器内的HRT较短，时SRT大于HRT，因而反应器具很高的容积负荷率和很好的性，这是现代厌氧反应器与传统厌氧反应器的大区别。

UASB反应器对各类废水很大的适应性：

UASB反应器不仅可以出来高浓度机废水，如酒精、糖蜜、柠檬酸等废水，也可以出来中等浓度机废水，如啤酒、屠宰、软饮料等废水，并且可以出来低浓度机废水，如生活污水、城市污水等。UASB反应器可在高温(55摄氏度)和中温(35摄氏度左右)下，并可在低温(20摄氏度左右)下稳定。除了含毒害物质的机废水外，UASB反应器几乎可适应不同行业出的各类机废水。

能耗低，产泥量少：

由于UASB反应器不需要供氧，不需要搅拌，不需要加温，在实现强效能的同时，达到了低能耗，并可提供大量的生物能沼，因此，UASB反应器是一种产能型的废水处理设备。由于SRT很长，不仅产生的污泥时稳定的，而且产泥量很少，从而降低了污泥处理。

不能去除废水中的氮和磷：

UASB反应器与其他厌氧处理设备一样，其不足之处是不能去除废水中的氮和磷。这是由厌氧生化反应的本质决定的。在处理高、中等浓度废水时，采用厌氧-好氧串联工艺，即用UASB反应器去除废水中大部分含碳机物作为预处理，而采用好氧处理设备去除残余的含碳机物和氮、磷等物质，这是的废水处理工艺，具很大的意义，并可以大大节省基建投资，降低。因而，着很好的效益和环境效益。

UASB反应器的详细设计

1) 反应器的体积和高度

采用水力停留时间进行设计时，体积(V)按公式(1)或(2)计算。反应器高度的原则是设计、和上综合考虑的结果。从设计、方面考虑：高度会影响上升流速，高流速增加系统扰动和污泥与进水之间的接触。但流速过高会引起污泥流失，为保持足够多的污泥，上升流速不能过一定的限值，从而使反应器的高度受到限制；高度与CO2溶解度关，反应器越高溶解的CO2浓度越高，因此，pH值越低。如pH值低于值，会危害系统的效率。从上考虑: 土方工程随池深增加而增加，但占地面积则相反；考虑当地的候和地形条件，一般将反应器建造在半地下减少建筑和保温。的反应器高度(深度)一般是在4到6m之间，并且在大多数情况下这也是系统的范围。

2) 反应器的升流速度

对于UASB反应器还其他的流速关系(图2)。对于日平均上升流速的值见表3，应该注意对短时间(如2～6h)的高峰值是可以承受的(即暂时的高峰流量可以接收)。表3 UASB和EGSB允许上升流速(平均日流量) Vr＝0.25~3.0m/h

3) 反应器的截面积和反应器的长、宽(或直径)

在确定反应器的容积和高度(H)之后，可确定反应器的截面积(A)。从而确定反应器的长和宽，在同样的面积下正方形池的周长比矩形池要小，矩形UASB需要更多的建筑材料。以表面积为600m2的反应器为例，30×20m的反应器与15m×40m的反应器周长相差10%，这意味着建筑要增加10%。但从布水均匀性考虑，矩形在长/宽比较大较为合适。从布水均匀性和性考虑，矩形池在长/宽比在2:1以下较为合适。长/宽比在4:1时增加十分突出。圆形反应器在同样的面积下，其周长比正方形的少12%。但这一优点仅仅在采用单个池子时才成立。当建立两个或两个以上反应器时，矩形反应器可以采用共用壁。对于采用公共壁的矩形反应器，池型的长宽比对造价也较大的影响。如果不考虑其他因素，这是一个在设计中需要优化的参数。

4) 单元反应器大体积和分格化的反应器

在UASB反应器的设计中，采用分格化对操作是益的。先，分格化的单元尺寸不会过大，可避免体积过大带来的布水均匀性等问题；同时多个反应器对系统的启动也是益的，可先启动一个反应器，再用这个反应器的污泥去接种其他反应器；另外，利于维护和检修，可放空一个反应器进行检修，而不影响系统的。从目前实践看大的单体UASB反应器可为1000-2000m3。

5) 单元反应器的系列化

单元的规准化根据三相分离器尺寸进行，三相分离器的型式趋向于多层箱体的设备化结构。以2×5m的三相分离器为例，原则上讲多种配合形式。但从规准化和系列化考虑，要求具通用性和简单性。所以，池子宽度是以5m为模数，长度方向是以2m为模数。布置单元尺寸的方式可分成单池单个分离器和单池两个分离器的形式。原则上如果采用管道或渠道布水，池子的长度是不受限制。如前所述，由于长宽比涉及到反应器的性，所以要结合池子组数考虑适当的长宽比。对宽度为10m的单个反应器，2:1的长宽比的反应器可达到2000m3的池容。对更大的反应器，如果需要也可采用双池共用壁的型式。

  USAB系统原理是在形成沉降性能良好的污泥絮体的基础上，并结合在反应器内设置污泥沉淀系统，使体、液体和固体得到分离，形成和保持沉淀性能良好的污泥（颗粒或者絮状污泥），是USAB系统良好的根本点。  

强效率UASB厌氧反应器工艺结构

分离装置

  三相分离器是UASB反应器zui点和zui重要置。它同时具两个功能：

1) 能收集从分离器下的反应室产生的沼;

2) 使得在分离器之上的悬浮物沉淀下来。

 UASB内的流态和污泥分布

    UASB内的流态相当复杂，反应区内的流态与产量和反应区高度相关，一般来说，反应区下部污泥层内，由于产的结果，部分断面通过的量较多，形成一股上升的流，带动部分混合液(指污泥与水)作向上运动。与此同时，这股、水流周围的介质则向下运动，造成逆向混合，这种流态造成水的短流。在远离这股上升、水流的地方容易形成死角。在这些死角处也具一定的产量，形成污泥和水的缓慢而微弱的混合，所以说在污泥层内形成不同程度的混合区，这些混合区的大小与短流程度关。悬浮层内混合液，由于体币的运动带动液体以较高速度上升和下降，形成较强的混合。在产量较少的情况下，时污泥层与悬浮层明显的界线，而在产量较多的情况下，这个界面不明显。关试验表明，在沉淀区内水流呈推流式，但沉淀区仍然还死区和混合区。

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