UASB反应器的设计_边兴玉

第6卷第1期污染防治技术1993午3月VoI6No.IPollutionControlTeehnolo只y…Sept。。nber(1993)UASB反应器的设计边兴玉肖红(山东省环境保护设计院)摘要在参阅国内外有关资料的基础上,结合设计经验,对UASB反应器的工艺设计进行了综述、归纳,包括:反应器的容积、高度、进水系统、三相分离设备等几部分.并提出了可供参考的设计准则和设计参数.关键词上流式厌氧污泥床废水治理设计1引言上流式厌氧污泥床(UpflowAnaerobiesludgeBde,简称UAS)B是由荷兰农业大学莱汀格(G.Lettinga)教授于1974一1978年间首创的.它能保持较高的微生物浓度,是一种处理能力大、处理效果好的新型厌氧处理设备.目前,这种反应器已有一些生产装置在运行,效果良好.继荷兰之后,英国、西德、瑞典等国也开展了这方面的研制工作.我国对高浓度有机废水采用UASB工艺进行处理,亦开展了研究开发,并取得了不少成果,然而真正用于生产的实际性工程还很少,尤其是对于工程设计还缺乏经验,没有系统的设计准则.本文在参阅国内外有关资料的基础上.结合自己的设计经验,对UASB反应器的工艺设计进行综述、归纳.以供工程设计、科研、运行管理人员参考.2UASB反应器的设计11UASB反应器对处理废水的要求UASB反应器正常运行的关键之一是形成并保持厌氧颗粒污泥床,假若废水中含有对微生物的生长有严重抑制的物质或极易产生严重泡沫、浮渣层的物质,UASB将难以正常运行.因此,本文所讨论的废水是简单的溶解性废水,其中所含抑制物和有毒化合物不致引起严重的抑制作用,蛋白质和醋类等不致引起严重的泡沫间题.另外,对沉降性盐类也应作一限制,以免在污泥中以及出水槽、出水堰板上和管道中发生严重的沉淀影响..22UASB反应器的容积处理溶解性简单污水的UASB反应器的容积取决于如下多种因素:最大总COD负荷;可接纳的水力表而负荷率;废水的最低浓度;废水的污染物浓度与特性(如污染物的复杂性及其可生化性、蛋白质含量等);允许容积负荷率;所需的处理效率..22.1水力停留时间(HRT)确定法假如事先能够确定废水在反应器内的水力停留时间HRT,通过公式V=Q·HRT(l)即可计算出反应器容积.式中v—反应器容积,m3;Q一废水设计流量,m3/;hHRT—水力停留时间,h.对于低浓度废水(CoD低于一ooomg/l)和温度较高的情况,反应器的容积一般取决于HRT,而不取决于允许有机容积负荷率.颗粒化污泥UASB反应器的最大允许水力表面负荷率(以沉淀室的表面积为基准)一般取为3m’/mZ·h.此时,不同反应器高度时的最小允许水力停留时间见表l(假定水力停留时间为限制囚素).表1最大允许水力表面负荷为3m,/。2·七时不同反应器高度的最小允许水力停留时间反应器高度(m)最小允许力停留时间(收稿日期:一992月4一15)UASB反应器的设计uAsB反应器处理不同运行温度下的溶解性低浓度废水时,其可行水力停留时间见表.2表2不同温度下的可行水力停留时间(最大允许水力表面负荷为3m3/mZ·助可行水力停留时间(h)温度4m高的反应器(℃)短时允许日平均值高峰值sm高的反应器短时允许口平均值高峰值16~194~63~44~52.5~422~263~42~32.5~415~4大于262~31.5~21.5~31.25~3这样,对于低浓度溶解性废水(COD<卫o。。mg/1),反应器的水力停留时间为限制因素,通过表1、表2可以确定其可行的水力停留时间(HR)T,然后代人公式(l),即可计算出反应器的容积,12有机容积负荷率确定法对于大多数工业废水而言,决定反应器容积大小的控制因素是允许有机容积负荷率.容积负荷率主要取决于温度、所要求的去除率及污染物的性质.表3列出了与运行有关的可行有机容积负荷率标准,以备设计时取用(其中反应器中的平均污泥浓度为25kgvSS/m3).Q—废水设计流量,m,/d;s。—人流废水浓度,kgeoD/m,;N—容积负荷率,kgeon/m,·d2.3反应器的高度传统的UASB反应器高度主要取决于可行的最大允许表观速度.因此,处理简单的溶解性废水时.反应器的高度可达10米甚至10米以上.在当投有足够的空间安装反应器时,高度越高就越实用.但使用高度大的反应器时,能耗增高,所以,一般UASB反应器的高度限制在10米以下..24进水系统进水分布系统是反应器的一个相当关键的部分.而充分利用反应器内的污泥.保证污泥与污水间的最佳接触,即防止反应器中短流和避免死角问题是至关重要的.当产沼气量较低时.则短流问题极为严重,但对溶解性污水而言,依靠高度较大的反应器可以使污泥与污水得到良好的混合.表4提供了所需进水点数目的粗略准则.表4UASB反应器中所需进水点数目的粗