污水处理新技术第八章

18、厌氧生物处理法、厌氧生物处理法8.18.1、UASBUASB反应器反应器升流式厌氧法污泥床反应器（UASB）是荷兰学者G.lettinga等人至二十世纪70年代开发的。当时他们在研究用升流式厌氧滤池处理土豆加工和甲醇废水时注意到，大部分反净化作用均发生在滤池的下部，上积累的大部分厌氧微生物均处在滤池的下部。于是便在滤池底部设置了一个不装填料的空间来积累更多的厌氧微生物量，后来干脆取消了滤池内的全部填料，并在池子的上部设置了一个气、固、液三相分离器。这样，一种结构简单，处理效能很高的新型厌氧反应器便诞生了。由于这种反应器结构简单不用填料，没有悬浮物堵塞等问题。因此一出现便引起了广大废水工作者的极大兴趣，并很快被广泛应用于工业废水和生活污水的处理中至今国外生产规模的UASB反应器总数已达数百个，国内也有几十个。UASB在处理各种有机废水时，一般情况下反应器内均能生成厌氧颗粒污泥，而厌氧颗粒污泥不仅具有良好的沉降性能且有较高的比甲烷活性。由于UASB反应器没有三相分离器，使该反应器内的污泥不易流失，所以反应器能维持很高的生物量，平均浓度可达809SS/L左右。同时，反应器的固体滞留时间(SRT)很大，HRT很小，这使反应器有很高的容积负荷，处理效率以及运行稳定性。8.1.1、UASB反应器的构造UASB反应器的构造原理如下图UASB主要有以下几部分组成①进水分配系统，使有机物在反应中均匀分布②反应区：包括污泥床和污泥悬浮层，是UASB的核心，生化反应、有机物主要在这里被厌氧菌降解。③气、固、液分离器④出水系统⑤排泥系统根据不同废水水质，UASB反应器的构造有所不同，主要分为开放式和封闭式两种。2开放式UASB反应器的特点是反应器的顶部不密封，不收集污泥区液面释放的沼气，有时加盖，但不一定密封，其目的是是防止臭气散发。这种UASB主要适用于处理中低浓度的有机废水，中低浓度废水经反应区处理后，出水中的有机物浓度已经较低，所以在沉淀区产生的沼气数量较少，一般不回收。封闭式UASB反应器的特点是反应器的顶部是密封的，三相分离器的构造与开放式有所不同，不需要专门的集气室，而在液面与池顶之间形成一个大的集气室，可以同时收集反应区和沉淀区产生的沼气，这种形式的反应器适用于处理高浓度有机废水或含硫酸、盐酸高的有机废水。因为处理高浓度有机废水时，在沉淀区仍有较多的沼气逸出，必须进行回收，并可较好地防止臭气发生。此种形式的反应器的池顶可以是固定的，也可做成翻盖式的。8.1.2、UASB的厌氧颗粒污泥UASB反应器的运行稳定性和高效能很大程度上取决于是否能培养出具有优良沉降性和很高产甲烷活性的厌氧颗粒污泥，如果反应器内的污泥以松散的絮状体存在，则往往容易出现污泥流失，反应器不可能在高的容积负荷下稳定运行，这已为大量的实践所证明。对UASB反应器中厌氧颗粒污泥形成的重要性的认识随着该技术的研究和推广应用而被加强，可归纳如下几个方面：①最??的是，污泥颗粒化可提高其沉降性能，防止污泥流失，保持反应器中有高的污泥浓度。②颗粒污泥能长期滞留在反应器中，具有很长的SRT（污泥停留时间），可缩短水力停留时间（HRT），使反应器有很高的处理效果。③颗粒污泥形成后，产甲烷菌主要集中在颗粒的内部，而水解发酵菌和产酸菌在颗粒的表层，这种结构为产甲烷菌提供了一个保护层或缓冲层，不仅可维持较低氧化还原电位，有利于甲烷菌的生长，并可提高污泥抗PH值变化、温度变化和有害物质的能力，也可提高抗冲击负荷的能力。④颗粒污泥是各种厌氧菌聚集在一起的微生物团粒，是微生物生态群落，各类细菌之间格局相对很近，可提高种间亲___转换效率。利于有效快速的完成有机物转化为甲烷和二氧化碳等过程，所以颗粒污泥具有很高的产甲烷活性。⑤颗粒污泥的形成，是膨胀颗粒污泥床（EGSD）和内循环（IC）反应器的开发成为可能。（1）厌氧颗粒污泥的形成条件至今人们仅在升流式厌氧反应器内发现和培养出颗粒污泥，说明升流条件是形成颗粒污泥的必要条件，但不是充分条件，形成颗粒污泥还有其他因素，形成颗粒污泥的主要条件：①废水性质???介绍，处理甜菜废水、土豆加工、酒精、甲醇废水、屠宰废水、啤酒废水以及柠檬酸生产废水等均可培养出颗粒污泥。一般处理糖类废水易于形成颗粒污泥，而脂类废水、蛋白质废水以及有毒难降解废水则较难培养出颗粒污泥。C.N.P=200:5:1②污泥负荷影响污泥颗粒化进程最重要的控制条件是可降解有机物（COD）污泥负荷率，当污泥负荷率达到0.3kgCOD/（kgvss*α）以上便能开始形3成颗粒污泥。这为微生物的繁殖提供了充足的食料，当污泥负荷率达到0.6kgCOD/（kgvss*α）时颗粒化速度加快。③水力负荷和产气负荷率升流条件UASB反应器形成颗粒污泥的必要条件，代表升流条件的物理量是水流的上升流速和沼气的