UASB厭氧反應器/上向流厭氧反應器
【概述】
厭氧反應器是為厭氧處理技術而設置的專門反應器。厭氧消化技術在世界各地廣泛應用。采用厭氧法處理高濃度有機廢水,其優(yōu)越性逐步得到人們的承認和重視,近年來通過國內外專家和學者們的努力,厭氧技術得到了很快發(fā)展,并在實際工程中得到廣泛應用。
厭氧過程實質是一系列復雜的生化反應,其中的底物、各類中間產物、最終產物以及各種群的微生物之間相互作用,形成一個復雜的微生態(tài)系統(tǒng),類似于宏觀生態(tài)中的食物鏈關系,各類微生物間通過營養(yǎng)底物和代謝產物形成共生關系(symbiotic)或共營養(yǎng)關系(symtrophic)。因此,反應器作為提供微生物生長繁殖的微型生態(tài)系統(tǒng),各類微生物的平穩(wěn)生長、物質和能量流動的高效順暢是保持該系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定的必要條件。
組合式上向流厭氧污泥反應器,即UASB厭氧反應器,由荷蘭Lettinga教授于1977年發(fā)明的第二代厭氧反應器,通過40余年的發(fā)展,UASB厭氧反應器已經成為運用廣泛,技術成熟的厭氧反應器。以其構造簡單、處理效率高、效果好、適用范圍廣、占地面積小、處理成本低、投資省而被大量采用。
組合式UASB厭氧反應器是我廠技術科研人員與科研、設計單位合作,借鑒國內外相關技術研制出來的新一代厭氧反應器,有效解決了長期以來反應器設計中氣、液、固三相分離問題。組合式上向流厭氧污泥反應器集處理、分離、貯氣于一體,使處理效果更加可靠,使用更為簡單,是新一代理想的高濃度有機廢水處理設備。
【工作原理】
組合式上向流厭氧污泥反應器(UASB)是一種高效厭氧反應器,有效利用厭氧細菌自身的凝結和固化作用,在一定的水力條件下,形成顆粒狀污泥。這些高濃度顆粒狀污泥具有較大的比表面積,且有很高的活性,完成對有機物的處理。顆粒狀污泥其粒徑一般為0.5-3mm,污泥濃度可高達20-60g/m3,因此可使UASB厭氧反應器設備達到較高的處理效率,對有機廢水的COD容積負荷可高達10-25kg/m3·日。
UASB上向流厭氧污泥反應器的基本構造如圖所示,由配水系統(tǒng)、污泥反應區(qū)、三相分離器、沉淀區(qū)、出水系統(tǒng)、沼氣收集系統(tǒng)組成。廢水自底部進入,通過配水系統(tǒng)盡可能均勻的將廢水分布于反應器底部,廢水自下而上通過UASB反應器。
UASB厭氧反應器的底部有一個高濃度、高活性的污泥床,污水中的大部分有機污染物在此間經過厭氧發(fā)酵降解為甲烷和二氧化碳。廢水從污泥床底部流入,與顆粒污泥混合接觸,污泥中的微生物分解有機物,同時產生的微小沼氣氣泡不斷放出。微小氣泡上升過程中,不斷合并,逐漸形成較大的氣泡,部分附著在顆粒污泥上。在顆粒污泥層的上部,因水流和氣泡的攪動,由于沼氣的攪動,形成一個污泥濃度較小的懸浮污泥層,可進一步分解有機物。
三相分離器是UASB厭氧反應器的核心部件,它可以在水流湍動的情況下將氣、水和污泥分離。氣、固、液混合體逐漸上升經三相分離器后,其沼氣進入氣室,污泥在沉淀區(qū)進行沉淀,并經回流縫回流到污泥床。經沉淀澄清后的廢水作為處理水排出反應器。
組合式上向流厭氧污泥反應器,在厭氧處理中厭氧微生物分解有機物產生大量的甲烷、二氧化碳等氣體,其中甲烷占70%左右,一公斤COD產氣量為0.3-0.4m3。產生的甲烷可供鍋爐用燃料,也可供民用,是一種很好的能源。
【設備特點】
1、高度較低、投資省、產生沼氣。
2、污泥床內生物量多,容積負荷率較高,廢水在反應器內的水力停留時間較短,池容積大大縮小。
3、設備簡單,運行方便,無需設沉淀池和污泥回流裝置,不需要充填填料,也不需在反應區(qū)內設機械攪拌裝置,造價相對較低,便于管理,不易發(fā)生堵塞問題。
4、技術成熟、運用廣泛,系統(tǒng)運行穩(wěn)定。
【適用范圍】
UASB厭氧反應器廣泛應用于高濃度有機廢水的處理:
1、食品加工、釀造、制糖、淀粉、味精、酒精廢液等有機污水;
2、制革、皮毛加工等廢水;
3、造紙、制漿廢水;
4、屠宰、羊毛加工污水;
5、紡織印染污水、制藥污水、市政污水等。
【技術參數和安裝尺寸】
型號參數 | UASB-50 | UASB-100 | UASB-250 | UASB-400 | UASB-500 |
直徑φ(mm) | 5000 | 6600 | 8700 | 10800 | 10800 |
總高H(mm) | 7.8 | 8.6 | 11.3 | 12.0 | 13.5 |
水處理容積(m3) | 56 | 110 | 256 | 405 | 507 |
貯氣容積(m3) | 37 | 97 | 200 | 350 | 480 |
進水管直徑 | DN60 | DN80 | DNl00 | DN150 | DN150 |
出水管直徑 | DN60 | DN80 | DNl00 | DNl50 | DNl50 |
沼氣管直徑 | DN60 | DN80 | DNl50 | DN200 | DN200 |
放空管直徑 | DNl00 | DNl00 | DNl00 | DNl00 | DNl00 |
H1進(mm) | 660 | 660 | 660 | 660 | 660 |
H2出(mm) | 450 | 450 | 580 | 580 | 701 |
H3氣(mm) | 310 | 310 | 310 | 310 | 310 |
運轉重量(T) | 110 | 250 | 450 | 630 | 750 |