厌氧UASB反应器中新型三相分离器的实验研究_郭永福

———————————————————!收稿日期#$$%&$’&($!基金项目苏州科技学院青年教师科研基金资助项目!作者简介郭永福（()*%&），男，山西运城人，助教。图(三相分离器的工作原理厌氧+,-.反应器中新型三相分离器的实验研究郭永福，郭维华（苏州科技学院环境科学与工程系，江苏苏州#(/$((）摘要：根据厌氧+,-.中三相分离器的工作原理，分析了三相分离器在目前实际应用中存在的问题，结合小型实验装置，设计出一种结构简单而合理的三相分离器。实验证明，采用这种改良型的三相分离器，实现了气液固三相的分离，减少了污泥的流失，提高了+,-.的容积利用率。关键词：+,-.反应器；三相分离器；厌氧反应中图分类号：0*$%文献标识码：,文章编号：(1*#&$1*)（#$$%）$#&$$#)&$/上流式厌氧污泥床反应器（+,-.），自#$世纪2$年代由荷兰科学家发明以来，在世界各地都得到了较为广泛的应用。为进一步提高+,-.反应器的处理效率和有机负荷等，国内外众多学者对其工艺和设备进行了大量研究!(，#，其重点主要放在气固液三相分离器和布水系统的优化设计上。而气液固三相分离器则是+,-.目前的研究重点与方向。(三相分离器的工作原理传统三相分离器的结构和功能包括：集气室、污泥沉降室、混合液入流口、混合液回流口、反射锥等!%，如图(所示。污水从+,-.底部进入系统，夹带着污泥向上运动，此过程会产生大量沼气，形成气液固互相包容的混合体，混合体继续向上运动并碰撞反射锥，从而引起泥气的分离，脱气后的泥水混合液从入流口进入沉降室，在沉降室中进行泥水分离，分离后的上清液从沉淀区排走，污泥被截留并经回流口回到反应器内部。图(中，入流口和回流口是重合的。#三相分离条件良好的三相分离，必须考虑以下几点!’：（(）产生的气体必须在污泥进入沉降室之前分离；苏州科技学院学报（工程技术版）第(1卷第#期3456+789:;<8=>56-?8:7?:@7AB:?C75D5E>56-FGC5FH5D4(1I54##$$%年1月（J7E87::;87E@7AB:?C75D5E>）3F74#$$%（!）要防止沉降室内气体的产生，故污泥在沉降室内的停留时间一定要短，厌氧反应过程必须在进入相分离器之前完成；（）避免入流口和回流口的重合；入流口和回流口的合二为一，使得回流污泥与上升的混合液之间互相干扰，影响了污泥的正常回流，容易造成污泥流失。实际应用中存在的问题在实际工程应用中，由于三相分离器大都按照固液分离理论来进行设计，入流口和回流口的重合，使大量回流的污泥和上升的水流气流之间互相干扰，同时，分离不彻底的气体，会随污泥一起进入沉降区，严重影响了污泥的沉降，极有可能使污泥流失。三相分离器结构上的不合理，制约了#$%&负荷的进一步提高，也延长了厌氧反应器的启动时间。为此，研究改良型的三相分离器，对于提高三相分离器的分离效果，保证反应器内充足的污泥量，发挥#$%&的潜在优势，都具有现实的意义。’三相分离器实验’()实验装置与流程通过对三相分离器的工作原理的分析，并参照实际工程中三相分离器的应用情况，笔者提出一种简单而合理的三相分离器，旨在考察三相分离效果，实验流程如图!所示。图!实验流程图#$%&采用有机玻璃制成，圆形锥体式结构，高)*，内径)*，总容积在+(,-*。试验在常温下进行，接种污泥采用柠檬酸废水颗粒厌氧污泥和絮状厌氧污泥，颜色为黑色，颗粒直径在+(.**，/%%01%%2+(,-，接种量为)-3/%%04。原水采用豆制品废水。这种实验装置，把入流口和回流口从功能上彻底分开，完全避免了回流的污泥和上升的水流气流之间互相干扰。利用气体的自然提升作用，以及外力的搅拌提升，使得从底部进入的原水，夹带着泥和气一起上升。从反应一区到反应二区，完成厌氧反应，产生的气体进入集气室，完成泥气的良好分离，污泥脱气后沿着回流口进入沉降室，在沉降室中，由于没有了气体的提升，污泥在本身重力作用下，其沉降速度大于水流的上升流速，于是沿着回流缝滑回反应器底部，与进入的原水充分混合，并重复上述过程。+苏州科技学院学报（工程技术版）!++年!#实验运行过程在反应器启动过程中，首先把原豆制品废水进行稀释后配成低浓度的污水，最初的$%&约为’((()*+,，-.值/0，颜色为黄色，酸味较重。采用间歇进水，同时采用搅拌桨进行搅拌，使污泥和进水能够在反应一区充分混合。在接种两周后，污泥即开始产气。启动时，当出水$%&的去除率达到012，出水中污泥分离效率达到3(2时，即开始增加进水$%&浓度，一直到进水浓度接近原水为止。此过程进行了约两个月的时间，反应器出水中污泥分离效率保持在3#2左右（见图/）。此后，进水浓度一直采用原水，对出水观察发现，出水较清澈，水中含泥量相当少。实验整个过程中没有加入任何其他成分，包