上流式厌氧污泥床_UASB_反应器在污水处理中的应用_吴香强

四川环境198。年第s卷第4期一87一上流式厌氧污泥床(UASB)反应器在污水,处理中的应用吴香强黄志龙(农业部成都沼气科学研究所)摘要本文介绍了现代高效厌氧污泥床(UASB)反应器在处理工业污水和生活污水中的研究与应用。并阐述了该装置对低浓度和中等浓度的不同污水中的厌氧处理:及低温2。”C和中温3。’C的运行结果。本装置技术简单,易在我国推广,对环境保护及可再生能源回收是可行的才支术。前一工.口近年来,我国能源价格上涨和好氧污水处理运行及管理费用增加,使厌氧处理方法有机会得以发展。由于目前厌氧处理污水的工艺比较落后;如负荷为5kgCOD/m,·d左右,产气率为3m’/。’·d左右,去除率为60~80肠,故远远不能满足当今废水处理要求.目前,国内外不少高等院校和科研单位正探讨UASB反应器的高效装置在厌氧处理污水中的应用。本文介绍了UASB反应器(上流式厌氧污泥床)的基本原理,着重介绍UASB反应器的启动及在国外生产中应用,供广大科研人员参考。一、UASB反应器工作原理1.工艺的基本出发点多年的厌氧发酵实践表明:要使设备具有较高的处理能力,必须使单位容积内具有高浓度高活性污泥。UASB反应器正具备了这个特点。这种反应器与其它厌氧工艺不同之处在于:(1)在反应器中污泥的循环和机械搅拌一般维持在最低限度,甚至完全取消;(2)在反应器的上部设置一个气、液、固分离系统。液相所携带的污泥可自动返回设备内。USAB反应器的基本出发点在于:(1)为污泥絮凝提供有利的物理一化学条件,使厌氧污泥获得并保持良好的沉淀性能;(2)良好的污泥床可形成、种相当稳定的生物相,能抵抗较强的扰动力。较大的絮体具有良好的沉降性能,从而提高设备内的污泥浓度;(3)通过在反应器内设置一个沉淀区,使污泥细颗粒在沉淀区的污泥层内进一步絮凝和沉淀,然后回流入反应器内。.2发醉工艺原理UASB反应器的底部是浓度很高的具有良好沉淀和凝絮性能的污泥,形成污泥床,一es一要处理的污水从反应器下部进入污泥床,并与污泥床内的污泥混合。由于污泥中的微生物分解作用使污水中的有机物得到分解并转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出:微小气泡在上升过程中,不断合并,逐渐形成较大的气泡;在反友器本身所生产沼气的搅动下,反应器上部的污泥处于悬浮状态,形成一个浓度较稀有的污泥悬浮层。在反应器上部设有固、气、液三相分离器。固、液混合进入沉淀区后,污水中的污泥发生絮凝,颗粒逐渐增大,并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内,使厌氧反应区积累起大量的污泥。分离出污泥后的处理水从沉淀区溢流堰.上部溢流,然后排出。在厌氧反应器内产生的沼气气泡上升,当碰到反射锥时折向反射锥的四周,然后穿过水层进入气室。集中在气室内的沼气,用管道导出(见图1).分水日澡气也众口1001八乎爪日污泥层锥.羊口污泥床o》10050图1UASB反应器工作原理010050二、UASB反应器的一般启动过程1.污泥床的形成过程启动期间,污泥床(Sludgebed)和污泥层(Sludgeblanket)的行为表现在挥发性悬浮体(VSS)。在整个反应器中分布状况如图2中的特性试验一所示。在启动的第8天,污泥床仅从。.37米膨胀到0.42米高(总高度1米)。此时的水力滞留期长,产气率低。污泥床的浓度达到22kgyss/。3,而污泥层的浓度仅为。.7e1005O口一-一J卜二。二.1]I’址一`l二l{套)卜飞3以一{复`j而一50天书弓记`.毛l户..l卜:狱·8。天5IU152025`~二汉,一`公~~二~七~一~1.一2006自0100图2UASB反应器启动过程中不同时间的污泥浓度和VFA浓度O一O一O污泥VSS一一乙酸x-一x丙酸污泥浓度(叮551/)挥发性脂肪酸浓度(mg1/)kgvss/m3。然而在启动的第53天负荷较高,产气率较高,这时污泥床膨胀到80务的反应器高度,结果污泥床平均浓度为了kg一vss/m’,污泥层浓度为1.85kgvss/m3。大约在启动后如天左右出现颗粒污泥。此时这些紧密的球形灰白色颗粒直径为0.smm,其灰份含量很低,仅占于物质的10肠.在53天时,它们比较均匀地分布在整个污泥床。在一89一70天左右,又逐渐集中到反应器底部,从而构成“颗粒污泥床”,第8。天时污泥床浓度达到约zskgvss/ma。此时污泥层浓度约4kgvss/m.。A了口电矛f潇了产一、衅润夕r、.一A`、、均日J犷r尸ù。`、,`卜.``!卜r沁抓.ù,硬贾r三犷U执护尸l卜,óp.ǎ心`.宾/白Q曰l,买口.禺à玲理卜礼,.种污泥的类型及污泥的流失用高浓度的污泥接种会导致启动初期污泥大量流失,这是由于“非沉降”固体或“胶体性”固体的流失作用所致。随着这些固休的流失,必然也伴随着大量产甲烷菌的淤_失。滞留下来的污泥表现出