污水处理中UASB厌氧反应器的工艺特点与工艺流程,你知道吗?
在厌氧消化过程中,由于微生物的不断生长,或不可降解进水悬浮物的积聚,随着反应器内污泥浓度的提高,出水水质会有所提高,但是过了一定高度,污泥就会一起冲出反应器。所以,只有当反应器中的污泥达到一定的最大高度时,才需要排泥。
应按照事先制定的程序,按规定的时间间隔排放一定数量的污泥(如每周),排出一定数量的污泥,就等于该时期的总量。
比较可靠的方法是确定污泥浓度分布曲线的排泥方式,这一方法原则上有两种:
①直接从期望的高度排放;
②利用一个泵排出污泥。
淤泥的排泥高度很重要,应该是排出低效污泥,把最佳的高活性污泥留在反应器中。通常污泥床底部会形成浓泥,而上层为稀絮状污泥,剩余污泥应从污泥床的上部排出。当反应器底部的“浓缩”污泥时,建议偶尔从反应器底部排泥,这是因为积累颗粒和较小砂粒的活性降低,因此可以避免或减少反应器内的积聚。①推荐清水区高度为0.5~1.5m。②定时排泥可采用1~2次的方式排泥,一般为1~2次。③需设置污泥液面监控器,可以根据污泥面的高度来决定排泥时间。④残泥排泥地点应设置在污泥区的上部。⑤对于矩形池排泥应沿池内多点布置。③反应器底部可能存在颗粒物质和较小的砂粒,应考虑下一次排泥的可能性,这样可避免或减少反应器内积聚的砂粒。⑦对于一管多孔水管,进水管兼作排泥或放空管。
通常将剩余污泥的排放点设在反应器的高度上。但大部分设计人员建议将排泥装置安装在反应器底部附近,也有人建议在三相分离器下0.5m处设置排泥管,以排除污泥床上方部分残留的絮状体污泥,而不会将颗粒污泥排出。UASB反应器排泥系统必须同时考虑上.中.下、下不同位置设置排泥设备,应根据实际生产条件,确定排泥地点。
对新创建的UASB反应堆来说,起动过程主要是将未经过驯化的絮状污泥(例如污水处理厂的消化污泥)接种;并且经过一定时间的启动调试运行,使反应器达到设计负荷和有机物去除效果,这种工艺常常伴随着污泥实现微粒化,所以又称污泥微粒化。厌氧微生物尤其是甲烷菌生长缓慢,导致厌氧反应器启动过程较长。然而,一旦启动完成,它就会很快地重新启动并停止。
在无现成的厌氧泥和颗粒污泥的情况下,城市污水处理厂的消化污泥应用最为广泛。除消化污泥外,可作多种物料作接种,如牛粪、各种粪肥、污水污泥等。有些泥沙、泥沙、泥沙或附著微生物也可接种,即使是好氧活性污泥也可用作接种污泥,并同样可培植颗粒污泥。以6~8kgVSS/m3(以反应器总有效容积计算)为宜,最少不少于5kgVSS/m3;接种污泥的投入量不得超过反应器体积的60%。
对于非颗粒污泥接种污泥,为培养具有良好沉降性的活性污泥,需要在反应器中加入絮状泥和细泥,使其具有良好的沉降性,是实现UASB反应器颗粒化的前提条件之一。这个过程是微生物逐步筛选和演化的过程,反应器中的水力停留时间或上升流速是控制微生物发展的关键因素。实践证明,适当的提升速度范围应在0.4~1.0m/h范围内,如有必要,可采取出水回流的方式,以适当提高反应器中的升速。一般说来,颗粒污泥培养期内,当出水排出反应器后,污泥就不需要再向反应器回流。
考虑UASB初始起动及粒化过程,其负载可以分为三个阶段。
第一阶段:也就是起步阶段,这个阶段是低负荷阶段[2kgCOD/(m3.d)]。第二阶段:即反应器负荷上升到2~5kgCOD/(m3·d)开始阶段。此阶段污泥的洗出量增加,大部分为细絮状污泥。事实上,该阶段是在反应器中选择较重的污泥颗粒和分散的.絮状污泥,这样在该阶段结束时留下的污泥中就开始产生颗粒污泥,或者保留具有良好沉淀性能的污泥。因此5kgCOD/(m3·d)左右是反应器中以颗粒污泥和絮状污泥为主的一个重要分界。第3级:此阶段指的反应器的负荷超过5kgCOD/(m3·d)。这时,絮状污泥快速下降,而颗粒污泥的生成速度加快,直至反应器中没有絮状污泥。在反应釜负荷大于5kgCOD/(m3·d)时,由于不断形成颗粒污泥,反应器的大部分被颗粒污泥填满,其最大负荷可超过20kgCOD/(m3·d)。尽管反应器运行在小于5kgCOD/(m3·d)时,系统内可形成颗粒污泥,但其污泥特性是以絮状污泥为主的。
UASB反应器的工艺特点是UASB反应器在不对载体进行吸附的情况下生成具有良好沉降性能的颗粒污泥。在反应堆中维持高浓度微生物,因此能够承受较大COD负荷(可达到30~50kgCOD/(m3·d)以上),COD去除率达到90%以上。但需氧生物处理,效果最佳的纯化好氧生物流化床。另外,深曝气等工艺COD负荷仅10kgCOD/(m3·d),COD去除率可达70%~80%。UASB相对于其它厌氧生物反应器有以下特点。
1.结构简洁精巧:沉淀区位于反应器顶部,废水从反应器底部进入,与大量厌氧菌接触,向上流经污泥床区,废水中的有机物被厌氧菌分解成沼气(主要成分是CH4和CO2);当污水上升时,废水与沼气及厌氧菌固体物质混合。在气室区进行沼气固液分离,处理后的纯净水从反应器的顶部排出,废水就完成了整个处理过程。沉淀区淤泥大多可以返回到污泥床,并能在反应器中保持足够的生物量。由此可以看出,整个前半部分是由生物反应和沉淀组成的,反应器中不存在机械搅拌,没有加料,结构也比较简单,操作管理方便。
2.可以在反应器中培养厌氧粒污泥:
UASB反应器在处理大部分有机废水时,只要操作正确,一般都能在反应器中培养出厌氧粒污泥,厌氧粒污泥具有较高的活性去除有机物质,且密度较絮体污泥大,沉淀性能好,在反应器中可以保持很高的生物量。