升流式厌氧污泥床反应器处理工艺研究_齐学谦

第2辑中国环境管理——论文专辑厌氧生物处理是一种低成本的废水处理技术，也是把废水的处理和能源的回收利用相结合的一种技术，可以作为能源生产和环境保护体系的一个核心部分，其产物可以被积极利用而产生经济价值。近20年来，经过各国学者的潜心研究，废水厌氧生物处理技术已有了飞速发展，在厌氧微生物学和生物化学等基础研究方面取得了很大进展，同时又成功开发了一批废水厌氧生物处理新工艺。本文将详细介绍UASB反应器的处理工艺及其在工程实际中的应用。1厌氧生物处理技术概况厌氧微生物是微生物世界的一个重要组成部分，在自然界中分布广泛。然而由于厌氧微生物的分离和纯种培养的困难，研究厌氧微生物的技术和方法进展又相当缓慢，致使人类对厌氧微生物的认识和利用远远落后于好氧和兼性厌氧微生物。直到近20年来，随着厌氧操作技术的不断完善，厌氧微生物研究方法的不断改进，尤其是近10多年来许多新技术和方法的应用，使厌氧微生物学获得很大进展，取得了包括UASB反应器在内的丰硕的成果。2UASB反应器的原理及特点2.1UASB反应器的结构2.1.1UASB反应器的总体结构UASB反应器为下进水、上出水的柱形结构，分为方柱形和圆柱形2种。外壁设保温层，内部从下至上为反应区和三相分离区，附配水。2.1.2UASB反应器的三相分离器结构三相分离器是UASB反应器的核心，3种基本结构形式都包含气封、气室、污泥回流缝和沉淀室。2.1.3UASB反应器的布水方式布水器是UASB的重要组成部分，它使污水沿底面均布，在底部与污泥充分混合。布水器的布水方式主要有等阻力布水、大阻力布水、逐点脉冲式布水和堰式布水4种。UASB反应器主要由以下几部分构成。（1）进水配水系统。主要是将废水尽可能均匀地分配到整个反应器，具有一定的水里搅拌功能。它是反应器高效运行的关键之一。（2）反应区。其中包括污泥床区和污泥悬浮层区，有机物主要在这里被厌氧菌所分解，是反应器的主要部位。（3）三相分离器。由沉淀区、回流缝和气封组成，其功能是把沼气、污泥和液体分开。污泥经沉淀区沉淀后由回流缝回流到反应区，沼气分离后进入气室。三相分离器的分离效果将直接影响反应器的处理效果。（4）出水系统。其作用是把沉淀区表层处理过的水均匀地加以收集，排出反应器。（5）气室。也称集气罩，其作用是收集沼气。（6）浮渣清除系统。其功能是清除沉淀区液面和气室表面的浮渣。如浮渣不多可省略。（7）排泥系统。其功能是均匀地排除反应区的剩余污泥。2.2UASB反应器的原理污水从反应器的底部向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反应发生在废水与污升流式厌氧污泥床反应器处理工艺研究齐学谦，苏燕（吉林大学环境与资源学院，吉林长春130026）StudyonUASBReactorTreatmentTechnologyQIXue-qian，SUYan(CollegeofEnvironmentandResources，JilinUniversity，JilinProvince，Changchun130026，China)摘要：对厌氧反应器在生物处理废水中的应用进行了探讨，着重论述了升流式厌氧污泥反应床的整体结构、反应机理、工艺特点以及其成功操作的影响因素。关键词：UASB反应器;高浓度有机废水;厌氧处理25中国环境管理2009年6月——论文专辑（下转第28页）泥颗粒的接触过程。在厌氧状态下产生的沼气（主要是CH4和CO2）引起内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，气体向反应器顶部上升，上升到表面的污泥碰击三相分离器，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，气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过分离器缝隙进入沉淀区。由于分离器的斜壁沉淀区的过流面积在接近水面时增加，因此上升流速在接近排放点时降低。由于流速降低污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀，累积在相分离器上的污泥絮体在一定程度上将超过其保持在斜壁上的摩擦力，将滑回到反应区，这部分污泥又可与进水有机物发生反应。2.3UASB反应器的工艺特点UASB的容积负荷可高达50～100kg/m3·d，水力停留可缩短为10～12h，这与污泥床层中保留有大量厌氧颗粒污泥是分不开的，VSS平均浓度可以达到20～25g/L。颗粒污泥大多呈卵形，直径0.5～5.0mm，密度1025～1080kg/m3，SVI为10～20ml/g，因此具有良好的沉降性和生物活性。对UASB成功的操作依赖于它的构成以及其中具有高活性颗粒的稳定性。这些高活性颗粒都是小颗粒。成粒的原因是微生物自身固定的结果以致于结构的聚集和成长。它包括了许多营养菌群，物理化学的和生物之间的交互作用。成粒过程被看做是影响UASB反应器处理效率的最重要的临界因子