UASB的设计

    UASB的工艺设计主要是计算UASB的容积、产气量、剩余污泥量、营养需求的平衡量。UASB的池形状圆形、方形、矩形。污泥床度一般为3-8m，多用钢筋混凝土建造。当污水机物浓度比较时，需要的沉淀区与反应区的容积比值小，反应区的积可采用与沉淀区相同的积和池形。当污水机物浓度时，需要的沉淀积大，为了反应区的一定度，反应区的积不能太大时，则可采用反应区的积小于沉淀区，即污泥床上部积大于下部的池形。

    气液固三相分离器是UASB的重要组成部分，它对污泥床的正常运行和获的水质起重要的，因此设计时应给予别的重视。根据经验，三相分离器应满足以下几特点要求:

    1、混和液进入沉淀区之关，必须将其中的气泡予以脱出，防止气泡进入沉淀区影响沉淀;

    2、沉淀器斜壁角度约可大于45度角;

    3、沉淀区的表水力负荷应在0.7m3/m2.h以下，进入沉淀区前，通过沉淀槽缝的流速不大于2m/m2.h;

    4、处于集气器的液一气界上的污泥要很地使之浸没于水中;

    5、应防止集气器内产生大量泡沫。

     UASB厌氧反应器，UASB厌氧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利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没附着的气体向反应器部上升。上升到表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，附着和没附着的气体被收集到反应器部的三相分离器的集气室。

 UASB的启动

1、污泥的驯化

    UASB设备启动的难特点是获得大量沉降性能的厌氧颗粒污泥。加以驯化，一般需要3-6个月，如果靠设备自身积累，投产期长可长达1-2年。实践表明，投加少量的载体，利于厌氧菌的附着，促进初期颗粒污泥的形成;比的絮状污泥比轻的易于颗粒化;比甲烷活性的厌氧污泥可缩短启动期。

2、启动操作要特点

    (1)应一次投加足够量的接种污泥;

    (2)启动初期从污泥床流出的污泥可以不予回流，以使别轻的和细碎污泥跟悬浮物连续地从污泥床排出体外，使较重的活性污泥在床内积累，并促进其增殖逐步达到颗粒化;

    (3)启动开始废水COD浓度较时，未必就能让污泥颗粒化速度加快;

    (4)初污泥负荷率一般在0.1-0.2kgCOD/kgTSS.d左右比较合适;

    (5)污水中原来存在的和厌氧分解出来的挥发酸未能效分解之前，不应随意提机容积负荷，这需要跟踪观察和水样化验;

    (6)可降解的COD率达到70-80%左右时，可以逐步增加机容积负荷率;

    (7)为促进污泥颗粒化，反应区内的小空塔速度不可于1m/d，采用较的表水力负荷利于小颗粒污泥与污泥絮凝分开，使小颗粒污泥凝并为大颗粒。

UASB的主要优点是:

    1、UASB内污泥浓，平均污泥浓度为20-40gVSS/1;

    2、机负荷，水力停留时间短，采用中温发酵时，容积负荷一般为10kgCOD/m3.d左右;

    3、混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也一定程度的搅动;

    4、污泥床不填载体，节省造及避免因填料发生堵赛问题;

    5、UASB内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备。

    UASB厌氧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利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没附着的气体向反应器部上升。上升到表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，附着和没附着的气体被收集到反应器部的三相分离器的集气室。

    UASB厌氧反应器中的厌氧反应过程与其他厌氧生物处理工艺一样，包括水解，酸化，产乙酸和产甲烷等。通过不同的微生物参与底物的转化过程而将底物转化为终产物——沼气、水等机物

在厌氧消化反应过程中参与反应的厌氧微生物主要以下几种：

   ① 解—发酵(酸化)细菌，它们将复杂结构的底物水解发酵成各种机酸，乙醇，糖类，氢和二氧化碳；

    ② 乙酸化细菌，它们将*步水解发酵的产物转化为氢、乙酸和二氧化碳；

    ③ 产甲烷菌，它们将的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳、氢等转化为甲烷 。

工艺操作条件
Ⅰ、生物量--大小以污泥浓度表示，一般介于10~30gvss/L之间，为防止反应器中污泥流失，可采用装入填料介质使细菌附着挂膜，调节水流速度或污泥回流量。
Ⅱ、负荷率--表示消化装置处理能力的一个参数，负荷率三种表示方法:
    ①容积负荷率--反应器单位效容积在单位时间内接纳的机物量kg/m3•d。
    ②污泥负荷率--反应器内单位重的污泥在单位时间内接纳的机物量kg/kg•d。
    ③投配率--每天向单位效容积投加的材料的体积m3/m3•d。
投配率的倒数为平均停留时间或消化时间，单位为d(天)，投配率池可用百分率表示。
负荷率的影响:
    ①当机物负荷率很时，营养充分，代谢产物机酸产量很大，超过甲烷菌的吸收利用能力，机酸积累pH下降，是效不稳定状态。
    ②负荷率适中，产酸细菌代谢产物中的机物(机酸)基本上能被甲烷菌及时利用，并转化为沼气，残存机酸量仅为几百毫克/升。pH=7~7.5，呈弱碱性，是稳定发酵状态。
    ③当机负荷率小，供给养料不足，产酸量偏少，pH>7.5是碱性发酵状态，是效发酵状态。
Ⅲ、温度控制--发酵要求较的温度，每8000mg/L的COD所产沼气，能使水温升10℃，一般工艺设计中温消化30~35℃。
Ⅳ、pH的控制--当液料pH<6.5或于8.0，则要调整液料pH。
    pH<6.8~7，应减少机负荷率，
    pH<6.5，应停止加料，必要时加入石灰中和。

水解酸化池与厌氧反应器的区别

    在污水处理工艺设计上，我们经常看到在氧的前端设计厌氧池，时设计的是水解酸化池，时两者连用，一部分从业者对两者的概念区别了解的不是很清楚，造成设计、运行方的误差，从而影响到处理效果。
    水解酸化池与厌氧反应器中都水解酸化步骤，从原理上讲，水解（酸化）是厌氧消化过程的*、二两个阶段。但两者的不同，其适应条件也不同，因此是两种不同的处理方法。
两种工艺的
水解酸化池

    水解酸化池的主要是将原水中的非溶解态机物转变为溶解态机物，将难生物降解物质转变为易生物降解物质，提废水的可生化性，以利于后续的氧生物处理。
厌氧发生器

    在厌氧反应器过程中水解、酸化的是为厌氧反应器消化过程中的甲烷化阶段基质。
因此，尽管水解（酸化）-氧处理工艺中的水解（酸化）段和厌氧反应器消化工艺中的产酸过程均产生机酸，但是由于两者的处理的不同，各自的运行环境和条件着明显的差异，主要表现在以下几个方。  
Eh不同
    在混合厌氧消化系统中，由于完成水解、酸化的微生物和产甲烷微生物共处于同一反应器中，整个反应器的氧化还原电位Eh的控制必须先满足对Eh要求严格的甲烷菌，一般为一300mV以下，因此。系统中的水解(酸化)微生物也是在这一电位值下的。而两相厌氧消化系统中，产酸相的氧化还原电位一般控制在一100mV一一300mV之间。据研究，水解(酸化)一氧处理工艺中的水解(酸化)段为——的兼性过程，只要置Eh控制在＋50mv以下，该过程即可顺利进行。
pH值不同
    在混合厌氧消化系统中，消化液的pH值控制在甲烷菌生氏的*pH范围，一般为6.8—7.2。而在两相厌氧消化系统中，产酸相的pH值一般控制在6.0一6.5之间，pH降时，尽管产酸的速率增大，但形成的机酸形态将发生变化，丙酸的相对含量增大，而丙酸对后续的甲烷相中的产甲烷菌会产生强烈的抑制。对于水解(酸化)一氧处理系统来说，由于后续处理为氧氧化，不存在丙酸的抑制问题，一般pH维持在5.5—6.5之间。
温度不同
    两种工艺对温度的控制也不同，通常混合厌氧消化系统以及两相厌氧消化系统的温度均严格控制，要么中温消化(30一35)，要么温消化(50一55)。而水解(酸化)一氧处理工艺中的水解(酸化)段对温度殊要求，通常在常温下运行，也可获得较为满意的水解(酸化)效果。

UASB厌氧反应器

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