根河UASB厌氧反应器

根河UASB厌氧反应器

附属设备

1、剩余沼气燃烧器

    一般不允许将剩余沼气向空气中排放，以防污染大气。在确剩余沼气法利用时，可安装余气燃烧器将其烧掉。燃烧器应装在安地区，并应在其前安装阀门和阻火器。剩余气体燃烧器，是—种安装置，要能自动特点火和自动灭火。剩余气体燃烧器和消化池盖、或贮气柜之间的距离，一般至少需要15m，并应设置在容易监视的开阔地。

2、保温加热设备

    厌氧消化像其他生物处理工艺一样受温度影响很大，厌氧工艺受温度影响更加突出。中温厌氧消化的温度范围从30～35℃，可以计算在20℃和10℃的消化速率大约分别是30℃下值的35%和12%。所以，加温和保温的重要性是不言而喻的。如果工或附近可利用的废热或者需要从出水中间收效量，则安装热交器是必要的。

3、监控设备

     为提高厌氧反应器的性，必须设置各种类型的计量设备和仪表，如控制进水量、投药量等计量设备和pH计(酸度计)、温度测量等自动化仪表。自动计量设备和仪表是自动控制的基础。对UASB厌氧反应器实行监控的主要两个，一个是了解进出水的情况，以便观测进水是否满足工艺设计情况;另外一个是为了控制各工艺的运行，判断工艺运行是否正常。由于UASB厌氧反应器的殊性还要增加一些检测项目，如挥发性机酸(VFA)、碱度和甲烷等。但是，这些设备属于规准设备，一些设备还很难形成在线的测量和控制。

根河UASB厌氧反应器

预处理
    医院污水进行预处理的主要是去除污水中的固体污物，调节水质水量和消纳粪便，利于后续处理。
1、化粪池
   用于医院污水处理的化粪池主要普通化粪池和沼气净化池。普通化粪池和沼气净化池的原理是通过沉淀的先将机固体污染物截留，然后通过厌氧微生物的将机物降解。沼气净化池处理效率优于普通化粪池。化粪池的沉淀部分和腐化部分的计算容积，应按《建筑给水排水》(GBJ15-88)。污水在化粪池中停留时间不宜小于36ｈ。对于污泥处置的污水处理系统，化粪池容积还应括贮存污泥的容积。
2、预消毒池
    预消毒的是降污水中病原微生物的含量以减少操作人员受到病原微生物感染的机会。
    (1)传染病医院病人的排泄物进行预消毒后排入化粪池。
    (2)传染病医院污水在进入污水处理系统前必须预消毒，预消毒池的接触时间不宜小于0.5小时。常用的消毒剂次氯酸钠、过氧乙酸和二氧化氯等，粪便消毒也可采用石灰。
    (3)对于普通综合医院，可不设预消毒池。
    (4)生化处理如采用加氯进行预消毒则需进行脱氯，或采用臭氧进行预消毒。
3、格栅
    在污水处理系统或水泵前宜设置格栅，格栅井与调节池可采用合建的方式。
    (1)传染病医院的格栅应选用自动机械格栅；在普通医院宜选用自动机械格栅(小规模可根据实际情况采用手动格栅)。
    (2)格栅井应密闭，设置通风罩，收集废气以进行集中处理；
    (3)栅渣与污水处理产生污泥等一同集中消毒，外运焚烧。消毒可采用巴氏蒸汽消毒或投加石灰等方式。
    (4)设计应遵循《室外排水》GBJ 14－87(1997)等关规定。

    UASB工艺近年来在外发展很快，面很宽，在各个行业都，性规模不等。实践证明，它是污水实现资化的一种技术成熟可行的污水处理工艺，既解决了环境污染问题，又能取得较好的效益，具广阔的前景。

    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终产物——沼气、水等机物

在厌氧消化反应过程中参与反应的厌氧微生物主要以下几种：

    ① 解—发酵(酸化)细菌，它们将复杂结构的底物水解发酵成各种机酸，乙醇，糖类，氢和二氧化碳；

    ② 乙酸化细菌，它们将*步水解发酵的产物转化为氢、乙酸和二氧化碳；

    ③ 产甲烷菌，它们将简单的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳、氢等转化为甲烷 。

反应器原理

    UASB由污泥反应区、气液固三相分离器(括沉淀区)和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

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。

厌氧生物处理的主要特点些?

    ⑴ 能耗较：因为厌氧生物处理不需要供氧，能消耗约为好氧活性污泥法的1/10，还能产生具较高热值的甲烷气(CH4)。每去除1gCODcr可以产生0.35规准升甲烷或0.7规准升沼气。沼气的热值为22.7KJ/L,甲烷的热值为39300KJ/m3，一般天然气的热值为34300KJ/m3 。

    ⑵ 污泥产量：因为厌氧微生物的增殖速率比好氧微生物得多，好氧生物处理系统每处理1kgCODcr产生的污泥量为0.25～0.6kg，而厌氧生物处理系统每处理1kgCODcr产生的污泥量只0.02～0.18kg。

    ⑶可对好氧生物处理系统不能降解的一些大分子机物进行*降解或部分降解。

    ⑷ 厌氧微生物对温度、PH等环境因素的变化更为敏感，运行管理好厌氧生物处理系统的难度较大。

    ⑸ 水温适应广：好氧处理水温在10～35℃之间，当高温时就需采取降温措施;而厌氧处理水温适应，分温厌氧(10～30℃)、中温厌氧(30～40℃)和高温厌氧(50～60℃)。

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，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从初被酸化时的5.4回升到6.5。