UASB处理工艺_张萍

第16卷第4期甘肃环境研究与监测2003年12月污染治理(408～411)UASB处理工艺张萍,石富礼(西北师范大学地理与环境科学学院,甘肃兰州730070)摘要:介绍了UASB反应器的构造、工作原理和控制要点,指出UASB在废水中的应用和发展趋势.关键词:UASB工艺;控制要点;应用;发展趋势中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1009-1211(2003)04-0408-04UASB是升流式厌氧污泥床反应器的简称,是由荷兰Wageningen农业大学教授Lettinga等人于1972～1978年间开发研制的一项厌氧生物处理技术,国内对UASB反应器的研究是从20世纪80年代开始的.由于UASB反应器具有工艺结构紧凑,处理能力大,无机械搅拌装置,处理效果好及投资省等特点,UASB反应器是目前研究最多,应用日趋广泛的新型污水厌氧处理工艺[1].1UASB反应器基本构造和工作原理[2,3]1.1UASB反应器基本构造如图1所示UASB的基本构造.分述如下.图1UASB反应器工艺系统组成(1)污泥床污泥床位于整个UASB反应器的底部,污泥床内具有很高的污泥生物量,其污泥浓度(MLSS)一收稿日期:2003-09-22.作者简介:张萍(1968-),工程师,从事环境科学教学和科研工作.般为40000～80000mg/L.污泥床中的污泥由活性生物量(或细菌)占70%～80%以上的高度发展的颗粒污泥组成.正常运行的UASB中的颗粒污泥的粒径一般在0.5～5.0mm之间,具有优良的沉降性能,其沉降速度一般为1.2～1.4cm/s,其典型的污泥容积指数(SVI)为10～20mL/g.颗粒污泥中的生物相组成比较复杂,主要是杆菌、球菌和丝状菌等.污泥床的容积一般占整个UASB反应器容积的30%左右,但他对UASB反应器的整体处理效率起着极为重要的作用,对反应器中有机物的降解量占到整个反应器全部降解量的70%～90%.(2)污泥悬浮层污泥悬浮层位于污泥床的上部.他占据整个UASB反应器容积的70%左右,其中的污泥浓度要低于污泥床,通常为15000～30000mg/L,由高度絮凝的污泥组成,一般为非颗粒状污泥,其沉降要明显小于颗粒污泥的沉速,污泥容积指数一般在30～40mL/g之间.靠来自污泥床中上升的气泡使此层污泥得到良好的混合.污泥悬浮层中絮凝污泥的浓度呈自下而上逐渐减小的分布状态.这一层污泥担负着整个UASB反应器有机物降解量的10%～30%.(3)沉淀区沉淀区位于UASB反应器的顶部,其作用是使由于水流的夹带作用而随上升水流进入出水区的固体颗粒(主要是污泥悬浮层中的絮凝性污泥)在沉淀区沉淀下来,并沿沉淀区底部的斜壁滑下而重新回到反应区内(包括污泥床和污泥悬浮层),以保证反应器中污泥不致流失而同时保证污泥床中污泥的浓度.沉淀区的另一个作用是可以通过合理调整沉淀区的水位高度来保证整个反应器集气室的有效空间高度而防止集气空间的破坏.(4)三相分离器三相分离器一般设在沉淀区的下部,但有时也可将其设在反应器的项部.三相分离器的主要作用是将气体(反应过程中产生的沼气)、固体(反应器中的污泥)和液体(被处理的废水)等三相加以分离.将沼气引入集气室,将处理出水引入出水区,将固体颗粒导入反应区.他由气体收集器和折流挡板组成.只有三相分离器是UASB反应器污水厌氧处理工艺的主要特点之一.他相当于传统污水处理工艺中的二次沉淀池,并同时具有污泥回流的功能.因而三相分离器的合理设计是保证其正常运行的一个重要内容.1.2UASB的工作原理如图1所示,废水由反应器的底部进入后,由于废水以一定的流速自下而上流动以及厌氧过程产生的大量沼气的搅拌作用,废水与污泥充分混合,有机质被吸附分解,所产沼气经由反应器上部三相分离器的集气室排出,含有悬浮污泥的废水进入三相分离器的沉降区,由于沼气已从废水中分离,沉降区不再受沼气搅拌作用的影响.废水在平稳上升过程中,其中沉淀性能良好的污泥经沉降面返回反应器主体部分,从而保证了反应器内高的污泥浓度.含有少量较轻污泥的废水从反应器上方排出.UASB反应器中可以形成沉淀性能非常好的颗粒污泥,能够允许较大的上流速度和很高的容积负荷.UASB反应器运行的3个重要的前提是:①反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥;②出产气和进水的均匀分布所形成良好的自然搅拌作用;③设计合理的三相分离器,能使沉淀性能良好的污泥保留在反应器内.2UASB反应器的运行和控制要点2.1污泥的培养、类型和主要性能UASB反应器是目前各种厌氧处理工艺中所能达到的处理负荷最高的高浓度有机废水处理装置.他之所以有如此高的处理能力,是因为在反应器内以甲烷菌为主体的厌氧微生物形成了粒径为1～5mm的颗粒污泥,即污泥的颗粒化是UASB的基本特征.颗粒污泥能够长期保持其形态上的