UASB厌氧反应器

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    升流式厌氧污泥床UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed，注：以下简称UASB）工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点。对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟，正日益受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢迎和应用。

    厌氧生物处理作为利用厌氧性微生物的代谢特性，在毋需提供外源能量的条件下，以被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体。厌氧生物处理法不仅适用于高浓度有机废水，进水BOD高浓度可达数万mg/l，也可适用于低浓度有机废水，如城市污水等。

      UASB反应器不仅可以出来高浓度有机废水，如酒精、糖蜜、柠檬酸等生产废水，也可以出来中等浓度有机废水，如啤酒、屠宰、软饮料等生产废水，并且可以出来低浓度有机废水，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)下运行，并可在低温(20摄氏度左右)下稳定运行。除了含有有毒有害物质的有机废水外，UASB反应器几乎可适应不同行业排出的各类有机废水。

      本公司另有IC厌氧反应器、EGSB厌氧反应器等厌氧污水处理设备供您选择，详情点击：厌氧污水处理设备

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1．污泥床

锦绣山河所生产的UASB厌氧反应器污泥床位于UASB反应器的底部(如图11-3所示)，具有很高的污泥生物量，污泥浓度(MLSS)一般为10~80g／L，可高达100~150g／L。污泥以颗粒污泥的形态存在，活性生物量(或细菌)占70％~80％以上，生物相组成比较复杂，主要是杆菌、球菌和丝状菌等。污泥粒径在0.5~5mm，具有优良的沉降性能，沉降速度为1.2~1.4cm／s，其典型的污泥容积指数(SVl)为10~20mL/g。

污泥床的容积一般占整个UASB反应器的30％。但它对有机物的降解量一般可占整个反应器的70％~90％。污泥床对有机物的有效降解，可产生大量沼气，沼气气泡经过积累和合并逐渐形成较大的气泡，气泡上逸使整个污泥床得到良好混合。

2．污泥悬浮层

悬浮污泥层位于污泥床的上部，约占整个UASB反应器的70％，污泥浓度低于污泥床，通常为15~30g／L，由高度絮凝的污泥组成，一般为非颗粒污泥，其沉速小于颗粒污泥，污泥容积指数一般在30~40mL／g之间，来自污泥床的上升气泡可使悬浮污泥层得到良好混合。悬浮污泥层中絮凝污泥的浓度自下而上逐渐减小。它对有机物的降解量占整个UASB反应器的10％~30％。

3．沉淀区

沉淀区位于UASB反应器的顶部，其作用是使水流夹带的固体颗粒(主要是悬浮污泥层的絮凝污泥)沉淀下来，并沿沉淀区底部的斜壁重新回到反应区(包括污泥床和污泥悬浮层)，以保证反应器中污泥不致流失。通过调整沉淀区的水位，可调整反应器集气室的有效空间。

4．三相分离器

三相分离器一般设在沉淀区的下部，有时也设在反应器的顶部，具体视反应器的型式而定。三相分离器由气体收集器和折流挡板组成。它的主要作用是分离气体(沼气)、固体(污泥)和液体(废水)，将沼气导入集气室，将处理出水引入出水区，将固体颗粒返回反应区。三相分离器是UASB反应器的主要特点。它相当于传统污水处理工艺中的二沉池，并具有污泥回流的功能。三相分离器的合理设计是保旺其正常运行的重要条件。

UASB反应器的主体是一个无填料的设备，它的构造和运行具有以下几个突出的特点：

①高浓度高活性的颗粒污泥。这种污泥是在一定条件下。通过控制反应器的水力性状和有机污染物负荷培养而成的。颗粒污泥的好坏直接影响UASB反应器的运行性能。

②具有集泥、水和气分离于一体的三相分离器。三相分离器可以自动分离泥、水、气，起到澄清出水、持留污泥、回收沼气的作用。

③自动搅拌。通过产气和气泡上逸，混合液自动搅拌，操作管理简便。

在UASB反应器的运行中，废水以一定的流速自底部进入反应器，反应器内的上升流速一般为0.5~1.5m／h，宜控制在0.6~0.9m／h之间。水流依次流经污泥床、悬浮污泥层、三相分离器和沉淀区。进水有机物与污泥床和悬浮污泥层中的微生物充分接触并被厌氧分解。产生的沼气上逸，将颗粒污泥托起。由于产生大量气泡，即使在较低的有机和水力负荷下也能看到污泥床明显的膨胀。随着产气量的增加，气泡上升所致的搅拌作用(在上升过程中，微小的沼气气泡可相互结合而变成较大的气泡，将颗粒污泥携带主反应器的上部。气泡破裂后，绝大部分颗粒污泥返回到反应区)渐趋剧烈，使污泥床呈沸腾和流化状态。在气体搅拌下，沉淀性能较差的絮体污泥被浮选至反应器上部，形成悬浮污泥层；沉淀性能良好的颗粒污泥则淀积于反应器下部，形成高浓度的污泥床。随着水流的上升流动，气、水、泥三相混合液(消化液)上升至三相分离器中，气体遇到反射板或挡板后折向集气室而被有效分离；污泥和水进入上部的静止沉淀区，在重力作用下发生泥水分离。由于三相分离器的作用，UASB反应器中的污泥存在一个沉淀、分离和再絮凝的良好环境，有利于污泥沉降性能的改善。

UASB反应器是各种厌氧反应器中处理负荷高的装置。之所以有如此高的处理能力，是因为在反应器内以产甲烷细菌为主体的厌氧微生物形成了粒径为l~5mm的颗粒污泥。培育具有良好沉降性能的颗粒污泥，是成功运行UASB反应器的关键。

1．颗粒污泥的培育过程

研究表明，UASB反应器中颗粒污泥的形成过程可分为三个阶段：

阶段为启动与污泥活性提高阶段。在此阶段，反应器的有机负荷一般控制在2.0kgCOD／(m3．d)以下，运行时间约需1~1.5个月。值得注意的是：①初污泥负荷应低于0.1~0.2kgCOD／(kgTS．d)；②在废水中的各种挥发性脂肪酸没充分分解之前，不要增加反应器的负荷；③应将反应器内的环境条件控制在有利于厌氧微生物(主要是产甲烷细菌)繁殖的范围；④投产时，使反应器有效截留重质污泥并允许多余(稳定性差的)污泥流出反应器。

第二阶段为颗粒污泥形成阶段。在此阶段，有机负荷一般控制在2.0~5.0kgCOD／(m3．d)。由于有机负荷的逐渐提高，粒径较小和沉降性较差的污泥随出水流出反应器，重质污泥则留在反应器内。由于产气及其搅拌作用，反应器内的污泥在重质污泥颗粒的表面富集、絮凝并生长繁殖，终形成粒径为l~5mm的颗粒污泥。此阶段也需l~1.5个月。

第三阶段为污泥床形成阶段。在此阶段，反应器的有机负荷大于5kgCOD／(m3．d)。随着有机负荷的不断增加，反应器内的污泥浓度逐步增大，颗粒污泥床的高度也相应增高。

正常运行时，有机负荷可逐渐增至30~50kgCOD／(m3·d)或更高。若接种污泥充足，操作控制得当，颗粒污泥床的形成约需3~4个月。

2．颗粒污泥的类型

UASB反应器中的污泥有三种不同的存在形态，即絮凝污泥、无载体颗粒污泥和以载体为中心的颗粒污泥。絮凝污泥是在反应器运行中从污泥床洗脱出来的轻质污泥；无载体颗粒污泥是比重较大的固体颗粒通过自身絮凝而逐渐形成的颗粒污泥；有载体颗粒污泥是通过污泥颗粒与废水中的悬浮粒子或人工投加的无机物质(如Ca2+、Mg2+和Ba2+)接触并附着生长而成的颗粒污泥。颗粒污泥分为三种类型：①球形颗粒污泥。主要由杆菌和丝菌组成，也称为“杆菌颗粒污泥”，粒径约l~3mm。②松散球形颗粒污泥。主要由松散互卷的丝菌组成，丝菌附着在惰性粒子表面，也称为“丝菌颗粒污泥”，粒径约l~5mm；③紧密球状颗粒污泥。主要由甲烷八叠球菌组成，粒径较小，一般为0.1~0.5mm。

3．颗粒污泥的性质

颗粒污泥一般呈球形或椭球形，其颜色呈灰黑或褐黑色，肉眼可观察到颗粒的表面包裹着灰白色的生物膜。颗粒污泥的密度一般为1.0l~1.05g／cm3，粒径为0.5~3mm(大可达5mm)，污泥指数(SVl)为10~20mL／gSS(与颗粒的大小有关)，沉降速度多在5~10mm／s。成熟颗粒污泥的VSS／SS值为70％~80％。颗粒污泥含有碳酸钙等无机盐晶体以及纤维、砂粒等，还含有多种金属离子。颗粒污泥中的碳、氢、氮的含量分别为40％~50％、7％和10％左右。