UASB厭氧塔

一、概  況

UASB厭氧塔是環(huán)境工程與能源工程中的一項(xiàng)重要技術(shù)，是有機(jī)廢水強(qiáng)有力的處理方法之一，過(guò)去，它多用于城市污水廠(chǎng)的污泥、有機(jī)廢料及其部分高濃度有機(jī)廢水的處理，在建筑物形式上主要采用普通消化池，由于存在水力停留時(shí)間長(zhǎng)、有機(jī)負(fù)荷低等缺點(diǎn)，較長(zhǎng)時(shí)間限制了它在廢水處理中的應(yīng)用，20世紀(jì)70年代以來(lái)，世界能源短缺日益突出，能生產(chǎn)能源的廢水厭氧技術(shù)受到重視，研究與實(shí)踐不斷深入，開(kāi)發(fā)了各種新型工藝與設(shè)備，大幅度地提高了厭氧反應(yīng)器內(nèi)活性污泥的持有量，使處理時(shí)間大大縮短，效率提高。

二、工 作 原 理

UASB反應(yīng)器廢水被盡可能均勻的引入反應(yīng)器的底部，污水向上通過(guò)包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應(yīng)發(fā)生在廢水和污泥顆粒接觸的過(guò)程。在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼氣(主要是甲烷和二氧化碳)引起了內(nèi)部的循環(huán)，這對(duì)于顆粒污泥的形成和維持有利。在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上，附著和沒(méi)有附著的氣體向反應(yīng)器頂部上升。上升到表面的污泥撞擊三相反應(yīng)器氣體發(fā)射器的底部，引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。氣泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，附著和沒(méi)有附著的氣體被收集到反應(yīng)器頂部的三相分離器的集氣室。置于集氣室單元縫隙之下的擋板的作用為氣體發(fā)射器和防止沼氣氣泡進(jìn)入沉淀區(qū)，否則將引起沉淀區(qū)的絮動(dòng)，會(huì)阻礙顆粒沉淀。包含一些剩余固體和污泥顆粒的液體經(jīng)過(guò)分離器縫隙進(jìn)入沉淀區(qū)。

由于UASB厭氧塔的斜壁沉淀區(qū)的過(guò)流面積在接近水面時(shí)增加，因此上升流速在接近排放點(diǎn)降低。由于流速降低污泥絮體在沉淀區(qū)可以絮凝和沉淀。累積在三相分離器上的污泥絮體在一定程度上將超過(guò)其保持在斜壁上的摩擦力，其將滑回反應(yīng)區(qū)，這部分污泥又將與進(jìn)水有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)。

三、設(shè)備構(gòu)造

UASB厭氧塔包括以下幾個(gè)部分：進(jìn)水和配水系統(tǒng)、反應(yīng)器的池體和三相分離器。

在UASB反應(yīng)器中最重要的設(shè)備是三相分離器，這一設(shè)備安裝在反應(yīng)器的頂部并將反應(yīng)器分為下部的反應(yīng)區(qū)和上部的沉淀區(qū)。

為了在沉淀器中取得對(duì)上升流中污泥絮體/顆粒的滿(mǎn)意的沉淀效果，三相分離器個(gè)主要的目的就是盡可能有效地分離從污泥床/層中產(chǎn)生的沼氣，特別是在高負(fù)荷的情況下，在集氣室下面反射板的作用是防止沼氣通過(guò)集氣室之間的縫隙逸出到沉淀室，另外擋板還有利于減少反應(yīng)室內(nèi)高產(chǎn)氣量所造成的液體絮動(dòng)。

反應(yīng)器的設(shè)計(jì)應(yīng)該是只要污泥層沒(méi)有膨脹到沉淀器，污泥顆?；蛐鯛钗勰嗑湍芑氐椒磻?yīng)室(應(yīng)該認(rèn)識(shí)到有時(shí)污泥層膨脹到沉淀器中不是一件壞事。相反，存在于沉淀器內(nèi)的膨脹的泥層將網(wǎng)捕分散的污泥顆粒/絮體，同時(shí)它還對(duì)可生物降解的溶解性COD起到一定的去除作用)。只一方面，存在一定可供污泥層膨脹的自由空間，以防止重的污泥在暫時(shí)性的有機(jī)或水力負(fù)荷沖擊下流失是很重要的。水力和有機(jī)(產(chǎn)氣率)負(fù)荷率兩者都會(huì)影響到污泥層以及污泥床的膨脹。

UASB系統(tǒng)原理是在形成沉降性能良好的污泥凝絮體的基礎(chǔ)上，并結(jié)合在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置污泥沉淀系統(tǒng)使氣、液、固三相得到分離。形成和保持沉淀性能良好的污泥(其可以是絮狀污泥或顆粒型污泥)是UASB系統(tǒng)良好運(yùn)行的根本點(diǎn)。

四、UASB厭氧塔的設(shè)計(jì)制作

1. 設(shè)備選材

UASB厭氧塔的主要材料為鋼材和混凝土。其中，塔身采用鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)部采用防腐、防滲材料處理；底部為混凝土基礎(chǔ)，以支撐整個(gè)設(shè)備并防止設(shè)備發(fā)生移動(dòng)。

2. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

UASB厭氧塔的結(jié)構(gòu)包括塔體、布水系統(tǒng)和填料系統(tǒng)。塔體為圓筒形，高度在10-20米之間，直徑在2-4米之間，塔身下部設(shè)有進(jìn)水管和布水系統(tǒng)，上部設(shè)有出水管和填料系統(tǒng)。布水系統(tǒng)的作用是使污水均勻分布在填料上，填料系統(tǒng)則提供了微生物附著生長(zhǎng)的場(chǎng)所。

3. 填料選擇與安裝

填料是厭氧塔反應(yīng)器的重要組成部分，它提供了微生物附著生長(zhǎng)的場(chǎng)所，從而增加了污水處理的效率。填料應(yīng)具備質(zhì)輕、耐腐蝕、易掛膜等特點(diǎn)，一般采用塑料或玻璃鋼制成。安裝時(shí)，應(yīng)將填料均勻地分布在塔內(nèi)，確保填料的穩(wěn)定性和防止水流短路。

4. 設(shè)備安裝與調(diào)試

設(shè)備安裝完成后，需要進(jìn)行調(diào)試以確保其正常運(yùn)行。調(diào)試過(guò)程中，應(yīng)檢查設(shè)備的密封性、各部件的連接情況以及設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性。調(diào)試完成后，方可投入使用。

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