升流式厌氧反应器(UASB)中废水通过布水装置依次进入底部的污泥层和中上部污泥悬浮区。与其中的厌氧微生物进行反应生成沼气,气、液、固混合液通过上部三相分离器进行分离,污泥回落到污泥悬浮区,分离后废水排出系统,同时回收产生的沼气。注:常规的UASB没有外循环泵(在水力负荷特别低,造成上升流速特别低的情况下,有设置外循环泵的现场)
1 r$ `# P% {6 o) D b5 ]! o$ z1 F
' z: e" m2 B$ g4 y1 `一、UASB反应器的进水条件7 Z& k- Q, A# @
6 ^5 }* l" v1 K9 h1、PH值6.0-8.0! F+ ?( O# [ {4 V5 g
4 L8 A2 F8 K. C3 R
2、营养比例(COD:氨氮:TP)100-500:5:14 l j. M+ J) Z1 Z! v+ F4 w
' _8 Z* J+ u0 {1 r3、进水悬浮物:≤1500mg/L
# k; h+ y( `& h v8 T2 |
6 X X$ W( x! G5 I4、B/C≥0.3
9 _' ?8 E8 z5 z) [& L# t
% w4 R5 V& [1 U/ S% I$ O5 U5、进水氨氮浓度:≤2000mg/L
) i+ O( ?' q3 k" c1 x. N
* @3 u2 @/ z& F# a4 P% t3 v+ ]6、进水COD浓度:≥1500mg/L
# u( Y$ N2 j/ r1 K1 f; B5 T, |, v# X5 x3 {3 R7 F5 j% o
7、其他有毒物质最大允许值:, r- X" W1 F5 [( i4 s3 y6 X" x/ l
# |- M3 s) M) i, g) R除上面提到的细菌中毒之外,在UASB中还有一些形式的中毒。游离H2S-S浓度达到80mg/l时,发生硫化物中毒。如果UASB的进水满足下列条件,则H2S中毒可以避免。1)COD/SO4>20g/g2)COD/SO4>15g/g和COD<30g/l3)COD/SO4>10g/g和COD<10g/l4)COD/SO4>7.5g/g和COD<5g/l注意:COD与SO42-的比值大于10是理想条件。(规范上给出的硫酸根浓度≤1000mg/L)
) v# `. v; K. T% u# g- o4 m* p! q: ?2 T
3 {, q* e7 k: h+ J+ w' r
二、UASB常用参数及公式
/ _2 H' ] R' I' u' G! f" d! G
+ s# N% |$ s: K" Y! i) c1、当废水可生化性差的时候需要在UASB前端设置水解酸化池。/ j% J0 ^: E* C
) a$ {1 \9 Q9 W: |# ?5 g
水解酸化池的容积负荷常用的计算公式:3 G3 G$ J- J; L/ u
4 }! c5 `3 n% k+ f4 h0 m# n3 O
3 e! D( f$ @- \# ]% u
2 G; K. ?) k1 ^. R8 o7 i& O式中:9 E6 }* m, _ p B2 M) t/ l* @
' L9 v! ?+ Z, {$ e( OVs——水解酸化池容积,m³;Q——设计处理量,m³/d;Ns——酸化负荷,kgCOD/(m³·d),(常规取值:10-20)Sa——进水COD,mg/L2、UASB容积负荷
8 Z& A1 n0 ^/ y! L0 U5 a; T. K* _6 I8 i4 \( E4 R- h3 M4 U
UASB反应器容积负荷常用的计算公式:. s6 c' s# O4 T4 M9 `
7 Z t5 y% H2 Z2 f% V7 f7 R. Y
0 |! Y9 U q- k& ^1 \3 D' D ^* N! h% ]6 w1 {
式中:
( p8 k3 y6 m4 p3 @0 y; L0 |0 [4 K0 x/ G/ N/ ~+ M
V——反应器有效容积,m³;Q——设计处理量,m³/d;Nv——容积负荷,kgCOD/(m³·d)S0——进水COD,mg/L( P( b4 w0 f! d; e# o# Q4 q
* O2 H% H; P, M* _5 x( V' V+ O
容积负荷取值范围:4 c0 i' F, g8 ?) F
- A$ k3 C7 m7 f9 F9 N d; C7 \: s
1 N6 q$ _ \; s4 n* l' R
6 B: }" X5 \# A9 m除上面提到的细菌中毒之外,在UASB中还有一些形式的中毒。游离H2S-S浓度达到80mg/l时,发生硫化物中毒。如果UASB的进水满足下列条件,则H2S中毒可以避免。1)COD/SO4>20g/g2)COD/SO4>15g/g和COD<30g/l3)COD/SO4>10g/g和COD<10g/l4)COD/SO4>7.5g/g和COD<5g/l注意:COD与SO42-的比值大于10是理想条件。(规范上给出的硫酸根浓度≤1000mg/L)4 o- W0 D) T% m5 r
' V5 K' j- d/ s, M* i# {' a% s
5 w$ i8 V. c5 Y4 {2 H6 E
$ c, l1 k7 c. q6 c8 h3 |3 A3、布水装置
8 n. M- L, j$ W$ s7 T9 K1 K: X4 G
R; h$ Y7 j% X* ^8 q. V多点布水,进水管负荷,见下表
+ X9 I, m9 _9 m& q2 E. E
8 D* D, W; @& T/ w9 a9 {4 g: b7 j9 w) u
' F$ ^0 w/ `9 A; Q S- J" h' u8 w/ {8 L
4、其他常用参数:) x! i9 A) M( s; D d& }7 K
4 E; J, A( R, c1 x/ o! s有效水深:5-8m;
/ F0 j9 w* A2 P4 J6 X
8 z- j. v+ o$ Q3 U+ O上升流速:<0.8m/h。(如果是絮状污泥的话,建议取更低的上升流速);! a8 o/ J! ]9 p- ~
7 J, j2 S5 x2 _% Y# A9 n大阻力穿孔管布水,过孔流速:>2.0m/s,穿孔管直径应大于100mm;
! F6 i0 i4 r3 ?# r
( D/ B( M& \4 L; G穿孔布水管与池底距离:200mm; E# u2 B( ~5 r
: j8 g5 I+ i& A( M4 O1 S沉淀区表面负荷不大于0.8m³/(㎡·h);
1 y2 j/ f [3 X/ ^, S( x y' w
& u5 X3 J3 Z1 n! K+ B% y, @" m% r4 i5 n沉淀区总水深应大于1.0m; l: H. b4 g/ U' i' Z% C
3 f/ H7 I% [4 X+ U
出水堰口负荷不大于1.7L/(S·m),即:6.12m³/(h·m);- [7 N6 m' t$ z7 k" ^5 \ K
" J/ x& M4 j* a' MUASB污泥产率为:0.05-0.10kgVSS/kgCOD;
9 P4 V" O$ Q. E, X( U& k; H, \0 H! s. i6 x
UASB宜采用重力多点排泥;
) J* J- j2 M/ H8 m( m" h1 P- l; T- O+ g9 _* H8 V
UASB排泥点宜设在污泥区中上部和底部,中上部排泥点宜设在三相分离器下0.5-1.5m;
# e1 ~1 [4 ^$ v! D3 R% }: K+ F9 o7 o8 H' a8 r; N4 m, U
5、UASB沼气产率及计算公式0 N9 m8 l; e; F3 [9 t' D& O
# f+ e7 X" c0 m) d) I9 J- ]
b! c' Q, L) V6 b% P
; [0 A" I- q8 J6 o式中:& R! |9 u: a/ a7 y. ?
- |( z) F& w; FQa——沼气产量,Nm³/d;Q——设计处理量,m³/d;η——沼气产率,Nm³/kgCOD(常用取值范围:0.45-0.50 Nm³/kgCOD);S0——进水COD,mg/LSe——出水COD,mg/L
+ T8 G- }$ L& E* }/ t
3 \& e2 x5 t* n' \! U. o+ i三、UASB启动
6 L2 c% m2 p0 Z4 ]8 [& J7 g" T- E1 M
1、以絮状污泥启动3 \' u, J, t N
/ N: x) S8 v- Q6 B7 r# e# X絮状污泥接种量为:20-30kgVSS/m³;& d* T( ~% E3 G7 X/ z9 u7 l- N
+ r7 k# ^3 B0 M) P5 q ~9 C9 A启动负荷不大于1kgCOD/(m³·d);
7 W8 z! ?5 T! s% D0 t) _; h: A! G; L- a2 g
上升流速不大于0.2m/h;) B3 s& H, D8 z; ]7 ]
( u r1 k6 B7 X/ U/ ^进水浓度宜为:5000mg/L;
4 ^; C0 l0 _5 w5 {% ?
$ p, A2 `% Q" }8 ]9 z加热时,每日温升2℃,使UASB达到设计温度;
+ c* o4 b0 J& j
# `7 _/ @, `: B出水COD去除率达到80%以上,或出水VFA低于200mg/L后可逐步提高容积负荷;
1 q) ^* e) H9 Q. k1 W; \% j4 `
" z w: a' o+ r. H8 \4 u容积负荷每次提升为设计负荷的20%-30%;
j* |0 D6 h" r/ c; H
0 V6 x4 J/ M! \- \3 t. b. I q进水水力负荷(可认为是上升流速)过低时可采用出水回流,提高反应器的上升流速,加快污泥颗粒化和优良菌种的选择进度;
: h1 k) G% t! d4 w1 ]* }. _4 `: ^7 U/ |* W x
2、以颗粒污泥启动( @! I6 A( O5 C% p' Q+ \
; g- l& ~' |5 Z" Y# A. q
颗粒污泥接种量为:10-20kgVSS/m³;* c2 z0 z5 u' U/ [) t) J
4 @+ P8 o' \- {2 j- g- P启动负荷宜为:3kgCOD/(m³·d)' G% g: B- ?# B) ~) g# Z l
) w! F0 V! v3 t4 O3 C* O9 n k) s处理废水与接种污泥废水性质完全不同时,宜在第一周保持初始污泥负荷低于最大设计负荷的50%5 N& l) `0 G% }$ F
! x3 p, |4 @5 w" S0 N. N5 W四、UASB运行控制' P& F& m( e7 c* |
. V( j( `' s" G3 x
1、UASB中碱度(ALK)(以碳酸钙计)不低于2000mg/L,也有提出在1000-5000mg/L;
9 l" U# N* i9 r, R! w! Z1 ]" X/ R
2、UASB中挥发性脂肪酸(VFA)不高于200mg/L,也有提出在50-2500mg/L;6 K5 z- w. g6 y. t" ~$ [3 \' u
& D, I2 C6 P+ B% ~
3、有提出VFA/ALK应保持在0.3以下时,但是有时候就算超出以上数据,厌氧塔也可正常运行;
" Y4 t) P3 N) I* U: d7 q, U* c5 B2 X6 n8 t; W" T
4、启动和运行时,UASB反应器内PH宜为6.8-7.5(也有提出在6.0-8.0);6 V9 B. I2 Q1 M
! I' h+ _' s6 U- U- {
5、UASB反应区污泥浓度不低于3万mg/L;+ V* O# N5 z6 r# [: e
- q/ }% ^; _! `; Y
6、UASB污泥层应维持在三相分离器下0.5-1.5m;8 m: h& y& C$ C. e0 D1 x7 ?
$ V3 ^, v9 d# i, t7 y# h0 W
7、UASB宜维持稳定的反应温度;
% i( a5 y) q* W+ f3 c, i Y: i# x6 h- t( [; w# v
8、有资料提出钙离子浓度在80-150mg/L时有利于颗粒污泥的形成;
- i- B, b" `) R% `7 w9 j# m( q7 r7 o; S& k9 B
9、如果有检测条件,可以对进水微量元素进行检测,进而适当的补充微量元素,以利于产甲烷菌的繁殖及活性的提高,主要的微量元素有:铁、钴、镍等。
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