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                uasb反应器

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                uasb反应器

                uasb反应器
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                详细描述

                一、设备简介

                UASB 是(Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket)的英文缩写。名叫上流式厌氧污泥床反应器,是一种处理污水的厌氧生物方法, 又叫升流式厌氧污泥床。由荷兰 Lettinga 教授于 1977 年发明。YZ-UASB 反应器废水被尽可能均匀的引入反应器的底部,污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程。在厌氧状态下产生的沼气(主要是甲烷和二氧化碳)引起了内部的循环,这对于颗粒污泥的形成和维持有利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上,附着和没有附着的气体向反应器顶部上升。上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部,引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面,附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。置于极其使单元缝隙之下的挡板的作用为气体发射器和防止沼气气泡进入沉淀区,否则将引起沉淀区的絮动,会阻碍颗粒沉淀。包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过分离器缝隙进入沉淀区。

                由于分离器的斜壁沉淀区的过流面积在接近水面时增加,因此上升流速在接近排放点降低。由于流速降低污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀。累积在三相分离器上的污泥絮体在一定程度上将超过其保持在斜壁上的摩擦力,其将滑回反应区,这部分污泥又将与进水有机物发生反应。

                二、工作原理

                YZ-UASB 由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥,具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触,污泥中的微生物分解污水中的有机物,把它转化为沼气。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,在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器,沼气碰到分离器下部的反射板时,折向反射板的四周,然后穿过水层进入气室,集中在气室沼气,用导管导出,固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区,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,使反应区内积累大量的污泥,与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出,然后排出污泥床。

                三、构造

                YZ-UASB构造和原理示意图

                YZ-UASB构造上的特点是集生物反应与沉淀于一体,是一种结构紧凑的厌氧反应器。反应器主要由下列几个部分组成。



                1、进水配水系统

                (1)进水装置的设计使分配到各点的流量相同,确保单位面积的进 水量基本相同,防止发生短路等现象;

                (2)很容易观察进水管的堵塞,当堵塞发现后、必须很容易被清除。

                (3)应尽可能的(虽然不是必须的)满足污泥床水力搅拌的需要,保证进水有机物与污泥迅速混合.防止局部产生酸化现象。

                2、 反应区

                反应区是 UASB 的主要部位,包括颗粒污泥区和悬浮污泥区。在反应区内存留大量厌氧污泥,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,同时产生的微小沼气气泡不断放出。微小气泡上升过程中,不断合并,逐渐形成较大的气泡。在颗粒污泥层的上部, 由于沼气的搅动,形成一个污泥浓度较小的悬浮污泥层。

                3、三相分离器

                 YZ-UASB 反应器中的三相分离器(GLS)是反应器最有特点和最重要的装置。它同时具有两个功能:①能收集从分离器下的反应室产生的沼气;②使得在分离器之上的悬浮物沉淀下来。对上述两种功能均要求三相分离器的设计避免沼气气泡上升到沉淀区,如其上升到表面将引起出水混浊.降低沉淀效率,并且损失了所产生的沼气。设计三相分离器的原则是:

                (1)间隙和出水面的截而积比 影响到进入沉淀区和保持在污泥相中的絮体的沉淀速度。

                (2)分离器相对于出水液面的位置   确定反应区(下部)和沉淀区(上部)的比例。在多数 YZ-UASB 反应器中内部沉淀区是总体积的15%—20%。

                (3)三相分离器的倾角 这个角度要使固体可滑回到反应器的反应区,在实际中是在 4560℃之间。这个角度也确定了三相分离器的高度,从而确定了所需的材料。

                对于低浓度污水处,当水力负荷是限制性设计参数时,在三相分离器缝隙处保持大的过流面积,使得最大的上升流速在这一过水断面上尽可能的低是十分重要的。原则上只有出水截面的面积(而不是缝隙面积)才是决定保持在反应器中最小沉速絮体的关键。

                4、气室

                也称集气罩,其功能是收集产生的沼气,并将其导出气室送往沼气柜。

                5、处理水排出系统

                功能是将沉淀区水面上的处理水,均匀地加以收集,并将其排出反应器。此外,在反应器内根据需要还要设置排泥系统和浮渣清除系统。

                三、YZ-UASB反应器特点

                与其他类型的厌氧反应器相较有下述优点:

                1.污泥床内生物量多,折合浓度计算可达 20~30g/L

                2.容积负荷率高,在中温发酵条件下,一般可达 10kgCOD/  m3.d

                左右,甚至能够高达 15~40kgCOD/(m3.d),废水在反应器内的水力停

                留时间较短,因此所需池容大大缩小。

                3.设备简单,运行方便,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,便于管理,且不存在堵塞问题。

                可选设计:                                                                                                              1、剩余沼气燃烧器(对沼气排放有要求时需添加)

                一般不允许将剩余沼气向空气中排放,以防污染大气。在确有剩余沼气无法利用时,可安装余气燃烧器将其烧掉。燃烧器应装在安全地区,并应在其前安装阀门和阻火器。剩余气体燃烧器和消化池盖、或贮气柜之间的距离,一般至少需要 15m,并应设置在容易监视的开阔地。

                2、保温加热设备(北方地区使用需添加)

                厌氧消化像其他生物处理工艺一样受温度影响很大,厌氧工艺受温度影响更加显著。中温厌氧消化的最优温度范围从 3035℃,可以计算在20℃和10℃的消化速率大约分别是30℃下最大值的35%和12%。所以,加温和保温的重要性是不言而喻的。如果工厂或附近有可利用的废热或者需要从出水中间收效量,则安装热交换器是必要的。

                3、监控设备(对自控有要求需添加)

                为提高厌氧反应器的运行可靠性,必须设置各种类型的计量设备和仪表,如控制进水量、投药量等计量设备和 pH (酸度计)、温度测量等自动化仪表。

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