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汙水處理設備

Preparation System

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汙水處理設備_UASB厭氧反應器


汙水處理設備_UASB厭氧反應器
一 UASB厭氧反應器主要結構
      UASB反應器包括以下幾個部分:進水和配水係統、反應器的池體和三相分離器。
 
二 UASB厭氧反應器工作原理  
      在底部反應區內存留大量厭氧汙泥,具有良好的沉澱性能和凝聚性能的汙泥在下部形成汙泥層。要處理的汙水從厭氧汙泥床底部流入與汙泥層中汙泥進行混合接觸,汙泥中的微生物分解汙水中的有機物,把它轉化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出,微小氣泡在上升過程中,不斷合並,逐漸形成較大的氣泡,在汙泥床上部由於沼氣的攪動形成一個汙泥濃度較稀薄的汙泥和水一起上升進入三相分離器,沼氣碰到分離器下部的反射板時,折向反射板的四周,然後穿過水層進入氣室,集中在氣室沼氣,用導管導出,固液混合液經過反射進入三相分離器的沉澱區,汙水中的汙泥發生絮凝,顆粒逐漸增大,並在重力作用下沉降。沉澱至斜壁上的汙泥沼著斜壁滑回厭氧反應區內,使反應區內積累大量的汙泥,與汙泥分離後的處理出水從沉澱區溢流堰上部溢出,然後排出汙泥床。  
      基本出要求有:
   (1)為汙泥絮凝提供有利的物理、化學和力學條件,使厭氧汙泥獲得並保持良好的沉澱性能;
   (2)良好的汙泥床常可形成一種相當穩定的生物相,保持特定的微生態環境,能抵抗較強的擾動力,較大的絮體具有良好的沉澱性能,從而提高設備內的汙泥濃度;
   (3)通過在汙泥床設備內設置一個沉澱區,使汙泥細顆粒在沉澱區的汙泥層內進一步絮凝和沉澱,然後回流入汙泥床內。  
    在UASB反應器中最重要的設備是三相分離器,這一設備安裝在反應器的頂部並將反應器分為下部的反應區和上部的沉澱區。為了在沉澱器中取得對上升流中汙泥絮體/顆粒的滿意的沉澱效果,三相分離器第一個主要的目的就是盡可能有效地分離從汙泥床/層中產生的沼氣,特別是在高負荷的情況下,在集氣室下麵反射板的作用是防止沼氣通過集氣室之間的縫隙逸出到沉澱室,另外擋板還有利於減少反應室內高產氣量所造成的液體絮動。反應器的設計應該是隻要汙泥層沒有膨脹到沉澱器,汙泥顆粒或絮狀汙泥就能滑回到反應室(應該認識到有時汙泥層膨脹到沉澱器中不是一件壞事。相反,存在於沉澱器內的膨脹的泥層將網捕分散的汙泥顆粒/絮體,同時它還對可生物降解的溶解性COD起到一定的去除作用)。隻一方麵,存在一定可供汙泥層膨脹的自由空間,以防止重的汙泥在暫時性的有機或水力負荷衝擊下流失是很重要的。水力和有機(產氣率)負荷率兩者都會影響到汙泥層以及汙泥床的膨脹。UASB係統原理是在形成沉降性能良好的汙泥凝絮體的基礎上,並結合在反應器內設置汙泥沉澱係統使氣、液、固三相得到分離。形成和保持沉澱性能良好的汙泥(其可以是絮狀汙泥或顆粒型汙泥)是UASB係統良好運行的根本點。
 
三、 UASB厭氧反應器內的流態和汙泥分布  
       UASB內的流態相當複雜,反應區內的流態與產氣量和反應區高度相關,一般來說,反應區下部汙泥層內,由於產氣的結果,部分斷麵通過的氣量較多,形成一股上升的氣流,帶動部分混合液(指汙泥與水)作向上運動。與此同時,這股氣、水流周圍的介質則向下運動,造成逆向混合,這種流態造成水的短流。在遠離這股上升氣、水流的地方容易形成死角。在這些死角處也具有一定的產氣量,形成汙泥和水的緩慢而微弱的混合,所以說在汙泥層內形成不同程度的混合區,這些混合區的大小與短流程度有關。懸浮層內混合液,由於氣體幣的運動帶動液體以較高速度上升和下降,形成較強的混合。在產氣量較少的情況下,有時汙泥層與懸浮層有明顯的界線,而在產氣量較多的情況下,這個界麵不明顯。有關試驗表明,在沉澱區內水流呈推流式,但沉澱區仍然還有死區和混合區。  
      UASB內汙泥濃度與設備的有機負荷率有關。是處理製糖廢水試驗時,UASB內汙泥分布與負荷的關係。從圖中可看出汙泥層汙泥濃度比懸浮層汙泥濃度高,懸浮層的上下部分汙泥濃度差較小,說明接近完全混合型流態,反應區內汙泥的頒,當有機負荷很高時汙泥層和懸浮層分界不明顯。試驗表明,汙水通過底部0.4-0.6m的高度,已有90%的有機物被轉化。由此可見厭氧汙泥具有極高的活性,改變了長期以來認為厭氧處理過程進行緩慢的概念。在厭氧汙泥中,積累有大量高活性的厭氧汙泥是這種設備具有巨大處理能力的主要原因,而這又歸於汙泥具有良好的沉澱性能。  
      UASB具有高的容積有機負荷率,其主要原因是設備內,特別是汙泥層內保有大量的厭氧汙泥。工藝的穩定性和高效性很大程度上取決於生成具有優良沉降性能和很高甲烷活性的汙泥,尤其是顆粒狀汙泥。與此相反,如果反應區內的汙泥以鬆散的絮凝狀體存在,往往出現汙泥上浮流失,使UASB不能在較高的負荷下穩定運行。  
     根據UASB內汙泥形成的形態和達到的COD容積負荷,可以將汙泥顆粒化過程大致分為三個運行期:  
   (1)接種啟動期:從接種汙泥開始到汙泥床內的COD容積負荷達到5kgCOD/m3.d左右,此運行期汙泥沉降性能一般;  
   (2)顆粒汙泥形成期:這一運行期的特點是有小顆粒汙泥開始出現,當汙泥床內的總SS量和總VSS量降至最低時本運行期即告結束,這一運行期汙泥沉降性能不太好;  
   (3)顆粒汙泥成熟期:這一運行期的特點是顆粒汙泥大量形成,由下至上逐步充滿整個UASB。當汙泥床容積負荷達到16kgCOD/m3.d以上時,可以認為顆粒汙泥已培養成熟。該運行期汙泥沉降性很好。  

 
四、 外設沉澱池防止汙泥流失  
      在UASB內雖有氣液固三相分離器,混合液進入沉澱區前已把氣體分離,但由於沉澱區內的汙泥仍具有較高的產甲烷活性,繼續在沉澱區內產氣;或者由於衝擊負荷及水質突然變化,可能使反應區內汙泥膨脹,結果沉澱區固液分離不佳,發生汙泥流失而影響了水質和汙泥床中汙泥濃度。為了減少出水所帶的懸浮物進入水體,外部另設一沉澱池,沉澱下來的汙泥回流到汙泥床內。
      設置外部沉澱池的好處是:
    (1)汙泥回流可加速汙泥的積累,縮短啟動周期;
    (2)去除懸浮物,改善出水水質;
    (3)當偶爾發生大量漂泥時,提高了可見性,能夠及時回收汙泥保持工藝的穩定性;
    (4)回流汙泥可作進一步分解,可減少剩餘汙泥量。 

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