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UASB 厌氧反应器的详细介绍:
基本原理:污水自下而上通过厌氧污泥床,底部是絮凝和沉淀性能良好的污泥层,中部是悬浮层,上部是沉淀区。在厌氧状态下,污水中的有机物被污泥中的微生物分解,产生沼气。沼气引起内部循环,有助于颗粒污泥的形成和维持。气、液、固三相在三相分离器中分离,沼气由上部导出,污泥自动回流到下部反应区,出水进入后续构筑物。UASB厌氧反应器流程
构造组成
进水和配水系统:将原废水均匀分配到反应器整个横断面,并使废水均匀上升,同时起到水力搅拌的作用,促进进水有机物与污泥迅速混合。
反应区:是 UASB 的主要部位,包括颗粒污泥区和悬浮污泥区。大量厌氧污泥存留于此,具有良好凝聚和沉淀性能的污泥在池底部形成颗粒污泥层,废水从污泥床底部流入,与颗粒污泥混合接触,污泥中的微生物分解有机物,产生微小沼气气泡。
三相分离器:由沉淀区、回流缝和气封组成,其功能是将气体(沼气)、固体(污泥)和液体(废水)等三相进行分离。沼气进入气室,污泥在沉淀区进行沉淀,并经回流缝回流到反应区,经沉淀澄清后的废水作为处理水排出反应器。
优点
处理效率高:污泥床内生物量多,折合浓度可达 20-30g/L,容积负荷率相对较高,在中温发酵条件下,一般可达 10kgCODcr/(m³・d)左右,废水在 UASB 厌氧反应器内的水力停留时间较短,能有效缩小所需池容。
运行成本低:勿需设沉淀池和污泥回流装置,不需要充填填料,也不需在反应区内设机械搅拌装置,造价相对较低,且由于不需要曝气,能耗较低,污泥产量低,后续污泥处理成本也较低。
稳定性好:污泥床技术成熟、运用广泛,成功案例多,在建设、运行过程中可借鉴经验较多,有利于系统的稳定运行。同时,UASB 反应器抗冲击负荷(COD 浓度大幅度波动)的能力强。
可回收能源:能将污水中的有机物转化为沼气,沼气纯度较高,CH4 为 70%-80%,CO2 为 20%-30%,可作为燃料加以利用,实现能源的回收再利用。
应用领域:广泛应用于各种高浓度有机废水的处理,如食品加工废水、酿造废水、制药废水、造纸废水、印染废水等,也可用于处理城市污水中的有机部分。
UASB 厌氧反应器的构造
进水配水系统:其作用是将废水均匀地分配到反应器的整个横断面,并具有水力搅拌的功能。通常由进水总管、配水支管和出水点等组成,通过合理设计配水系统,可使废水在反应器内均匀分布,避免出现局部水流短路或死区,保证反应器内微生物与废水充分接触,提高处理效果。
反应区:这是 UASB 厌氧反应器的核心部分,包括污泥床区和悬浮污泥区。污泥床区位于反应器底部,是高浓度污泥聚集的区域,污泥浓度可达 10 - 30g/L,甚至更高。在污泥床区,有机物在厌氧微生物的作用下进行快速降解,产生大量沼气。UASB厌氧反应器流程
悬浮污泥区位于污泥床区上方,污泥浓度相对较低,废水在上升过程中与悬浮污泥充分混合,进一步去除有机物。
三相分离器:安装在反应区的上部,其功能是将气、液、固三相进行分离。由沉淀区、回流缝和气封等部分组成。当废水上升到三相分离器时,沼气在气室内聚集并通过导管排出反应器;分离出沼气后的废水进入沉淀区,在重力作用下,污泥沉淀到反应器底部,上清液则通过出水堰排出反应器。