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宜宾UASB厌氧反应器

UASB的主要特点是:

   1、UASB内污泥浓，平均污泥浓度为20-40gVSS/1;

   2、机负荷高，水力停留时间短，采用中温发酵时，容积负荷一般为10kgCOD/m3.d左右;

   3、混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也一定程度的搅动;

   4、污泥床不填载体，节省造及避免因填料发生堵赛问题;

   5、UASB厌氧反应器内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备。

   碳钢UASB厌氧反应器达十年，UASB厌氧反应器具高的容积机负荷率，其主要原因是设备内，别是污泥层内保大量的厌氧污泥。工艺的稳定性和性很大程度上取决于生成具沉降性能和很高甲烷活性的污泥，尤其是颗粒状污泥。与此相反，如果反应区内的污泥以松散的絮凝状体存在，往往出现污泥上浮流失，使UASB不能在较高的负荷下。

   根据UASB内污泥形成的形态和达到的COD容积负荷，可以将污泥颗粒化过程大致分为三个运行期:

   (1)接种启动期:从接种污泥开始到污泥床内的COD容积负荷达到5kgCOD/m3.d左右，此运行期污泥沉降性能一般;

   (2)颗粒污泥形成期:这一运行期的特点是小颗粒污泥开始出现，当污泥床内的总SS量和总VSS量降至zui时本运行期即告结束，这一运行期污泥沉降性能不太好;

   (3)颗粒污泥成熟期:这一运行期的特点是颗粒污泥大量形成，由下至上逐步充满整个UASB。当污泥床容积负荷达到16kgCOD/m3.d以上时，可以认为颗粒污泥已培养成熟。该运行期污泥沉降性很好。

设置外部沉淀池的好处是:

   (1)污泥回流可加速污泥的积累，缩短启动周期;

   (2)去除悬浮物，改善出水水质;

   (3)当偶尔发生大量漂泥时，提高了可见性，能够回收污泥保持工艺的稳定性;

   (4)回流污泥可作进一步分解，可减少剩余污泥量。

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气量和反应区高度相关，一般来说，反应区下部污泥层内，由于产气的结果，部分断面通过的气量较多，形成一股上升的气流，带动部分混合液(指污泥与水)作向上运动。与此同时，这股气、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。在远离这股上升气、水流的地方容易形成死角。在这些死角处也具一定的产气量，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，由于气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。在产气量较少的情况下，时污泥层与悬浮层明显的界线，而在产气量较多的情况下，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。

  UASB厌氧反应器废水被尽可能均匀的引入反应器的底部，污水向上通过含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程。在厌氧状态下产生的沼气（主要是甲烷和二氧化碳）引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没附着的气体向反应器部上升。上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，附着和没附着的气体被收集到反应器部的三相分离器的集气室。UASB厌氧反应器中的厌氧反应过程与其他厌氧生物处理工艺一样，括水解，酸化，产乙酸和产甲烷等。通过不同的微生物参与底物的转化过程而将底物转化为zui终产物——沼气、水等机物

厌氧反应器“酸化"恢复措施

1、化学恢复法
1）、投加氢氧化物
   投加NaOH、Ca(OH)2等氢氧化物可效提升反应器pH，实现短期内厌氧体系中pH的恢复。然而投加的氢氧化物如Ca(OH)2大多被碳酸盐所消耗，由于缺乏酸碱缓冲能力，厌氧反应器内pH会出现大幅震荡过程，难以保持稳定，不利于耗氢产乙酸菌及产甲烷菌的活性恢复，部分情况下甚至会导致反应器崩溃；其次，氢氧化物会消耗产甲烷过程中所需的CO2，破坏产甲烷的进行，对产甲烷菌的恢复不利，因此这种方法目前已不常用。
2）、投加NaHCO3
   仅从理论角度讲，NaHCO3的投加能够在不干扰微生物敏感的理化平衡的情况下平稳地将pH调节到理想状态，且不影响CO2的含量，pH的波动相对其他化学也较小；但NaHCO3饱和溶液的pH值仅为8.2，在不考虑NaHCO3随出水流失以及与VFA反应的消耗量，将容积为800m³反应器的pH值从6.0提升到7.0需固体NaHCO3质量为12t，况且将反应器中pH值和VFA都恢复正常并不是一两天的事，需要一定的恢复期，所以可能需要投加NaHCO3。显然，这是一个相当沉重的负担，虽然试验中较好的效果，但在工程实际中，不宜采用NaHCO3。
2、物理恢复法
1）、提高混合程度
   通过增加反应器水力停留时间（HRT），或改进反应器的设计，可提高厌氧反应器混合程度，降“死区"范围，进而抑制或减少沟流现象。例如，改变ABR导流挡板的角度与安插方向，可促进水流在反应器底部的均匀分布，zui大限度地增加反应器的混合程度。此种方法通常用于预防酸化或对酸化进行辅助恢复。
2）、降进水浓度
   通过降进水浓度（通常<2000mg/L），进而降反应器的机负荷，是实现酸化反应器恢复的常用方法。但单独采用这种方法的恢复效果并不明显，通常要配合碱液投加方法一起使用。例如，采用降进水浓度同时配合加入一定NaHCO3的方法将酸化反应器的pH从4.5调至7.0，9d后UASB的出水pH从zui初被酸化时的5.4回升到6.5。
3）、处理出水回流
   处理出水回流是厌氧反应器进水负荷的条件下，降其进水浓度的一种效措施。采用该方法，回流水中产甲烷阶段产生的碱度，可在酸化阶段被充分利用，大幅降了反应器进水碱度的需求。此外，该方法不会引起反应器内CO2含量的剧烈变化，可以平稳地提升反应器pH；由于回流水温度与反应器温度基本，容易实现反应器温度的恒定；回流水溶解氧较，不会对反应器内厌氧颗粒污泥产生不良影响，因而恢复。研究表明：轻度酸化后采用该方法，厌氧反应器pH仅需36h，即可恢复至6.5，因而该方法比较适用于厌氧反应器的酸化恢复。
4）、处理出水置
   处理出水置是利用储存的反应器出水一次性置反应器内含高浓度机酸的污水。由于反应器正常出水中较高的碱度，在水的同时相当于加入大量的碱，因而该方法既不需要额外的投资(加碱的)，也不需要考虑加碱量，是一种较的恢复办法。研究显示，采用该方法仅8d，反应器出水pH就可以从酸化时的5.35回升到6.58，气体产量上升，出水中挥发酸含量恢复到反应器正常运行水平。
3、生物恢复法
1）、加颗粒污泥
   投加新鲜、成熟的颗粒污泥可以快速补充反应器中微生物数量，降污染负荷，因而是一种时间短、的酸化恢复方法。然而，由于缺乏必要的厌氧颗粒物污泥活性保持技术的，颗粒污泥投加常伴随高昂的，因而该方法目前多局限于实验研究。随着厌氧颗粒污泥活性快速恢复及活性激活技术的逐渐发展及推广，该技术望在实际工程中得到。
2）、投加关键微生物种群
   厌氧反应器的过渡酸化直接来于产氢产乙酸菌法降解VFA而导致VFA积累，因而通过采取一定的工程措施，使厌氧消化系统中的产氢产乙酸获得生长，提高VFA转化为乙酸的效率，使后续的产甲烷菌群获得更多可直接利用的营养底物，将助于加快厌氧消化链反应的恢复。

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