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)* R; J' n( l# }6 s
- f, X2 ^" W2 Y, P, |: X# S7 Y4 f1 ]一、UASB反应器的进水条件# a, q/ n4 p# R5 ` E
4 W( f) z1 b; T% B9 P1、PH值6.0-8.0' f# E# z$ p+ [7 U, z
% W- q, r1 j' ~% y) B2、营养比例(COD:氨氮:TP)100-500:5:1. i5 P: g7 h& V8 j) O# s
( [: l" C/ X n* @3 G3、进水悬浮物:≤1500mg/L
/ b* M9 |. y0 x4 r# T+ U+ K! n* u9 U4 K/ _' u
4、B/C≥0.3
7 F; |7 R9 U, M6 }, i6 V8 o4 T; I" p) ]; U1 ]9 ^2 N& i, M$ q
5、进水氨氮浓度:≤2000mg/L& |1 _3 g* u. M, G# c
1 B" @9 `( q/ P( m1 R
6、进水COD浓度:≥1500mg/L, o8 j3 ]; K/ K* U5 T% x( }% \$ I
) n1 s$ M3 A9 Z. R; x" v' K
7、其他有毒物质最大允许值:
! P! ?4 v5 J4 U# t! n& v5 V8 E
3 o j3 c& f( E! L' l* S: _. j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). g8 N) l& R+ O/ Y, `
0 T$ J6 o4 U2 y9 `! m- y, s0 V
5 p- f9 W3 n- n* k( |
二、UASB常用参数及公式6 T- o2 z# A" t1 I5 G. f
- S& u, z. w- I, _3 e, d1 h1、当废水可生化性差的时候需要在UASB前端设置水解酸化池。
9 L" G4 g: G+ K1 c0 r. g& L3 x6 x! X0 i/ ~2 V0 v
水解酸化池的容积负荷常用的计算公式:3 X. ~7 C) R4 }5 m r0 {7 u
) z1 Q& I. q" @" u( m9 ^
$ U$ r1 E# r6 k7 j
' w$ P* |. ?, b- A' y N式中:
* L8 B! i. h6 U$ ^2 t! @, e9 d" x# H: s7 q8 a* o8 e% y
Vs——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( P# w. f5 u; c3 Y5 Q3 _! w
{% e4 u: X0 X4 d8 {1 }: }UASB反应器容积负荷常用的计算公式:
% V% ^# ]8 K5 E# C" ` X! n; B! f4 S0 u( ^9 T" T5 q8 }5 J' P E- s# B
; |" B) j+ H7 R( V% \. I0 _
! Q8 f* v7 G* P
式中:
$ F( ]* f) X5 B4 A' A. J g" Q/ l: O6 _* f( ?9 V3 Z, p. R) U
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
' {; D9 u4 g8 `$ R7 t+ J
7 Q# f; P0 F: g& O5 N容积负荷取值范围:% a P2 A: _3 v7 m6 D
, M8 G( \. k" E6 K+ n
9 U- ]" C: K6 a2 E# T3 x
( f2 [5 g# q( \, T( t. z5 ]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)
! P2 K9 C# h" m: x6 A- a
5 y5 w0 H% _# N; z3 @6 z
# X2 r- [% L& n" P1 f( A o, }+ t9 g/ h' S
3、布水装置+ v6 E- j+ m; \: r6 p+ F
8 e/ J! K$ _: C% Z! ^" T
多点布水,进水管负荷,见下表
; i& \9 K/ B2 k) ]0 P: R
0 C0 I9 C& g4 t1 y
3 M& x ~& Z8 y+ N2 t1 L1 \0 f& g& @, g$ I Z# ~; P
4、其他常用参数:8 w5 m2 b' c- u: Y6 V* {" {" s1 K
. A- M, a& ~# Z5 K$ ~
有效水深:5-8m;
2 v7 U" |8 F4 H" \5 J6 u- I
" a7 e5 H8 |: f* O) @1 w# V7 H- `" J4 X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);
/ M: a4 ]6 m7 f. f6 E, U! p
- G7 ]8 O7 x a) X' 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;( H- [' N6 G, u; v, d7 q6 G7 w
8 V Y: v0 |! \( |/ p1 y' v6 y2 N
穿孔布水管与池底距离:200mm;
/ D& C/ g" W! @7 Y6 M
- y1 u; F( K8 f# [* {/ P沉淀区表面负荷不大于0.8m³/(㎡·h); N) p ?3 w6 f
* h; T) W$ H" g' U g2 c沉淀区总水深应大于1.0m;+ j" s0 t2 |0 j3 t4 u2 ^" T# s
( u- y, M0 H: v1 T3 X' x
出水堰口负荷不大于1.7L/(S·m),即:6.12m³/(h·m);& m0 C+ X0 D" D
( {7 T# P9 i0 k4 W3 h7 G0 v
UASB污泥产率为:0.05-0.10kgVSS/kgCOD;4 M$ _% _% e0 `! P6 O6 Z1 O/ N
! W! A2 A! J: C
UASB宜采用重力多点排泥;
Z$ H+ s% c" u/ A) ?/ y5 D
& R+ B( C# T3 q0 z& z: O8 o n) cUASB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;* l5 s' z, A6 @0 j
0 a: D0 x5 `! l
5、UASB沼气产率及计算公式
) v9 l, B4 S0 x
6 s; b3 T3 [0 ^; Z
" V m. Q- w, H& I k2 ]2 f, J! g- H7 C" ~6 W7 Y! q3 _
式中:5 B; D f7 [8 ~0 _0 V1 m- U5 w
: F s, K0 A0 S; N
Qa——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/L1 G5 L" R, |) ^9 s% l2 | e- T
( A: A' z$ Q/ C
三、UASB启动" @+ k/ [: S( F6 `& l
6 q/ T$ @4 W' ?/ G1、以絮状污泥启动
- k! ~; M1 Q% ] W! [/ M# o4 t! I* l/ n- T$ l, t
絮状污泥接种量为:20-30kgVSS/m³;
. W0 v2 v, p) Q- O* `, t( o( B; ]9 H3 H5 _9 z7 U" {
启动负荷不大于1kgCOD/(m³·d);
( X1 a/ p2 r# Q6 o
, k: p" e, v! n+ r上升流速不大于0.2m/h;
! Q3 r% B9 ~. [, r' a
5 W6 v* y9 N1 P8 I3 m( B2 ~* v' g进水浓度宜为:5000mg/L;0 \6 c+ Y8 m6 J+ U- R( @$ h% z
* e b& C3 f/ R. s" S0 ^1 \加热时,每日温升2℃,使UASB达到设计温度;! S+ c% z- P" L$ ~
|, I1 D7 E! l9 M1 s8 v6 S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;
9 I! k; B; j: I4 ]) Y3 P
0 o7 _- h5 R$ J; G容积负荷每次提升为设计负荷的20%-30%;: V; C$ ~% X- x3 _$ o! c
2 \& N! l! C) z/ W. v- [; K( r. V& G
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;
5 g+ x! x. z( a% U) q; d0 T( O; S ]
2、以颗粒污泥启动
# M8 g m( M" ?/ x% c; y7 T) I2 |6 j; [
颗粒污泥接种量为:10-20kgVSS/m³;
8 I7 X8 |8 {; |4 \9 {7 Y$ P0 ^. @
启动负荷宜为:3kgCOD/(m³·d)
8 I2 |1 K9 |- } M
7 C* t+ U E1 ]# ~+ G' q6 {$ n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%; Z6 e0 H$ f2 H7 b# a
* K, ^4 ^' e7 a% J5 [$ ?
四、UASB运行控制
1 E9 r0 V8 i. t% l0 U1 {8 q4 I. s B5 P1 ?9 Z
1、UASB中碱度(ALK)(以碳酸钙计)不低于2000mg/L,也有提出在1000-5000mg/L;8 @1 g8 ~/ C$ a% w. s5 `1 C' n
3 S, \6 u1 p, L5 G* u* k* X
2、UASB中挥发性脂肪酸(VFA)不高于200mg/L,也有提出在50-2500mg/L;" d- c# e7 T, m
& o- ~* n% d( P+ e( w3、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;. D5 D9 V$ @: v t
! w, p w$ m$ W. p8 k2 x7 @& Y) H0 g
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);
A3 p0 i0 l; @# q' y" W; e* g( H' C! ^$ I5 K
5、UASB反应区污泥浓度不低于3万mg/L;
( K) w2 l# e& [' o& P
7 B( k9 P0 c Y6、UASB污泥层应维持在三相分离器下0.5-1.5m;" h( p9 ^8 O7 L2 ]$ ?/ C
# s) c' i( C [ U! S
7、UASB宜维持稳定的反应温度;- X6 Y) G0 g5 k. X
8 h! I* K' D: L: B8、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;
( g c* d# Q, D( w' N) o. K1 ^3 }, `* G1 K! f
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。
8 y, U: {, q& V/ f6 t6 z3 K. w9 C+ B
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