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 UASB厭氧反應(yīng)器

   比較于高濃度的機(jī)廢水處理，相比于其他反應(yīng)器其獨(dú)的優(yōu)點(diǎn)，具體如下：

（1）可培養(yǎng)出降解活性較高的顆粒污泥：由于厭氧顆粒污泥降解，沉降性能好，所以利用UASB反應(yīng)器處理大部分高濃度機(jī)廢水，在反應(yīng)的前提下，顆粒污泥的生長(zhǎng)可維持反應(yīng)器內(nèi)較高的生物量。

（2）初次啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)但二次啟動(dòng)較短：UASB反應(yīng)器初次啟動(dòng)所需時(shí)間較長(zhǎng)。但是當(dāng)UASB正常后進(jìn)行二次啟動(dòng)，由于在初次啟動(dòng)過程中產(chǎn)生剩余顆粒污泥，而成熟的顆粒污泥可以在常溫下保存很長(zhǎng)時(shí)間而不損失其活性，并且對(duì)各類廢水較強(qiáng)的適應(yīng)能力，所以反應(yīng)器的二次啟動(dòng)時(shí)間將大大縮短。

（3）對(duì)各類廢水的適應(yīng)性較強(qiáng)：厭氧顆粒污泥對(duì)各種不利條件的抗性較強(qiáng)，利用UASB反應(yīng)器可以處理各種濃度的機(jī)廢水，也可處理毒害廢水，如含酚廢水等。同時(shí)，UASB反應(yīng)器對(duì)溫度的要求也較低，不僅可在高溫、中溫條件下進(jìn)行，也可在常溫、低溫下進(jìn)行反應(yīng)，且能取得較高的處理效果。

（4）需設(shè)分離裝置，簡(jiǎn)化工藝：由于在反應(yīng)器的部設(shè)置了固液三相分離器，沉降性能良好的厭氧顆粒污泥可以通過三相分離器自行下降并返回到下部的反應(yīng)區(qū)，避免了增設(shè)沉淀分離裝置、輔助脫裝置及回流污泥設(shè)備，簡(jiǎn)化了工藝，減少了裝置的投資成本和反應(yīng)。同時(shí)，顆粒污泥在上升后終返回到反應(yīng)區(qū)，在反應(yīng)器內(nèi)部保持了污泥的總量，能夠維持較高的生物量。

（5）反應(yīng)器內(nèi)需攪拌設(shè)備也需投加填料和載體：在UASB反應(yīng)器中，由于顆粒污泥的密度較小，在適度的水力負(fù)荷范圍內(nèi)，可以靠反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的上升流和水流上升力來推動(dòng)污泥與污水的充分混合及接觸，因此，須另設(shè)攪拌設(shè)備和回流污泥設(shè)備，降低裝置投入成本。由于在UASB反應(yīng)器中，上升的污水是通過與反應(yīng)器中的顆粒污泥充分接觸發(fā)生厭氧反應(yīng)的，所以須另外投加填料和載體。

（6）一般不易形成股流：由于反應(yīng)器中產(chǎn)生的上升流和污水的上流力較為均勻，污水向上流動(dòng)在反應(yīng)區(qū)與顆粒污泥充分混合，所以在UASB反應(yīng)器內(nèi)在負(fù)荷適度、布水均勻的情況下一般不易形成股流。

UASB反應(yīng)器的工藝存在的問題

雖然UASB反應(yīng)器相比于其他反應(yīng)器其獨(dú)的優(yōu)點(diǎn)，在處理高濃度機(jī)廢水方面的也是非常具備競(jìng)爭(zhēng)力的，但也可避免地存在一些弊端，尚一些難以控制的問題。

（1）污泥顆粒化的形成：UASB反應(yīng)器能培養(yǎng)出沉降性能良好的厭氧顆粒污泥，但是這具一定的難度，與系統(tǒng)中的堿度大小、水力負(fù)荷的高低、以及COD、N、P的比例是否恰當(dāng)關(guān)。

（2）污泥的流失：為了UASB反應(yīng)器的污泥總量，顆粒污泥在上升過程中與產(chǎn)生的泡分離，依靠重力重新返回到反應(yīng)區(qū)，這與污水的上流速度關(guān)。由于污水的上流速度和反應(yīng)器中流的上升速率難以控制，所以反應(yīng)器中污泥不流失具一定的難度。同時(shí)反應(yīng)器中厭氧微生物的自身生長(zhǎng)也可能導(dǎo)致污泥量的減少，因此，UASB反應(yīng)器中良好的生物停留狀態(tài)而不受水流影響是工作的也是難點(diǎn)。

厭氧反應(yīng)器的幾類常見抑制劑。

1、氨氮。

　　高濃度下，高pH下，直接抑制。一般來說，500ppm以下是沒問題的，500-1000ppm，顆粒污泥，上幾個(gè)月看起來問題也不大，但是不下來不需要更換污泥，1000ppm以上，考慮放棄。氨氮個(gè)附加問題，就是同時(shí)存在P和Mg時(shí)，容生鳥糞石結(jié)垢，這時(shí)IC比UASB優(yōu)點(diǎn)，基本上只會(huì)在出水管緩慢結(jié)垢，而不是整個(gè)厭氧反應(yīng)器內(nèi)

2、VFA。

　　高濃度下，低pH下，直接抑制。當(dāng)然，VFA積累，本身也會(huì)促使pH下降，這就容易產(chǎn)生一個(gè)惡性循環(huán)，所以厭氧反應(yīng)器系統(tǒng)檢測(cè)出水VFA是很必要的，一旦VFA出現(xiàn)不正常，而又沒采取效的措施去控制，很可能一酸到底。不過，過分的強(qiáng)調(diào)VFA的抑制性就偏激了，VFA中的乙酸，可是直接產(chǎn)甲烷的底物。

3、硫酸鹽。

　　硫酸鹽本身沒什么，除非上的濃度影響了滲透壓。但是SRB（硫酸鹽還原菌）這種細(xì)菌搞破壞，它把硫酸根轉(zhuǎn)化為H2S，還消耗產(chǎn)甲烷菌的碳源底物。一般來說，COD在5000mg/L，硫酸鹽在1500mg/L，顆粒污泥沒問題。很多水友說碳硫比在某個(gè)數(shù)值合適，其實(shí)這樣做出來的厭氧實(shí)際會(huì)出麻煩。因?yàn)樘剂虮群线m只是了產(chǎn)甲烷可以正常進(jìn)行，不至于被性抑制。但是高的硫酸鹽含量下，還原形成的H2S濃度也會(huì)更高，當(dāng)然，H2S在低pH下毒性更強(qiáng)大。

   UASB工藝近年來在外發(fā)展很快，面很寬，在各個(gè)行業(yè)都，性規(guī)模不等。實(shí)踐證明，它是污水實(shí)現(xiàn)資源化的一種技術(shù)成熟可行的污水處理工藝，既解決了環(huán)境污染問題，又能取得較好的效益，具廣闊的空間。

   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程。在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼（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利。在污泥層形成的一些體附著在污泥顆粒上，附著和沒附著的體向反應(yīng)器部上升。上升到表面的污泥撞擊三相反應(yīng)器體發(fā)射器的底部，引起附著泡的污泥絮體脫。泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，附著和沒附著的體被收集到反應(yīng)器部的三相分離器的集室。

UASB厭氧反應(yīng)器

厭氧生物反應(yīng)器的

   (1)氧化還原電位：利用測(cè)定氧化還原電位的方法判定厭氧反應(yīng)器內(nèi)的多個(gè)氧化還原組分系統(tǒng)是否平衡狀態(tài)，雖然這種方法可靠性較差，但由于氧化還原電位測(cè)定簡(jiǎn)單，和其他監(jiān)測(cè)指標(biāo)結(jié)合起來，一定的指導(dǎo)意義。

   (2)丙酸鹽和乙酸鹽濃度比：如果厭氧反應(yīng)器機(jī)負(fù)荷過正常范圍，在其他參數(shù)發(fā)生變化之前，丙酸鹽和乙酸鹽濃度之比會(huì)立即升高。因此可以將丙酸鹽和乙酸鹽濃度之比作為厭氧反應(yīng)器負(fù)荷引起異常的靈敏而可靠指標(biāo)。

   (3)揮發(fā)性酸VFA：揮發(fā)性酸的異常升高是厭氧反應(yīng)器中產(chǎn)甲烷菌代謝受到抑制的效指標(biāo)。

   (4)：是降解芳香組氨基酸和木質(zhì)素等大分子機(jī)物產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，當(dāng)處理含這類污染物的污水時(shí)，厭氧處理出水中含量是比揮發(fā)性酸更為敏感的反映厭氧反應(yīng)器狀態(tài)的指標(biāo)。

   (5)甲硫醇：甲硫醇味獨(dú)，即使含很低，人們也能憑嗅覺感覺出來。甲硫醇含量突然增加（味突然出現(xiàn)或加大）往往表明進(jìn)水中氯代烴類毒物質(zhì)含量突然增加。

   (6)一氧化碳CO:：CO的產(chǎn)生與甲烷的產(chǎn)生密切相關(guān)，CO難溶于水，可以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)。相中CO的含量和液相中乙酸鹽的濃度良好的相關(guān)性，CO的含量變化與重金屬和由機(jī)毒性所引起的抑制也關(guān)系。

工藝優(yōu)點(diǎn)

    1.原料適應(yīng)性廣。適用于畜禽糞便等各種機(jī)垃圾，城市污水污泥穩(wěn)定化處理及高濃度、高懸浮物、難降解機(jī)廢水的處理。

    2.消化池具完混合的流態(tài)，原料與底物接觸充分，發(fā)酵速率高，容積產(chǎn)率較高。

    3.消化器內(nèi)溫度分布均勻。

    4.厭氧消化反應(yīng)與固液分離在同一個(gè)池內(nèi)實(shí)現(xiàn)，、能耗低、管理方便。

    5.由于強(qiáng)制機(jī)械攪拌，在高濃度狀態(tài)可效控制原料的沉淀、分層以及表層浮渣結(jié)殼、體溢出不暢和短流等問題。

工藝缺點(diǎn)

    1.工藝池體體積較大，負(fù)荷較低。

    2.法分離水力停留時(shí)間和固體停留時(shí)間，污泥停留時(shí)間等于水力停留時(shí)間，反應(yīng)器內(nèi)不能累計(jì)足夠濃度的污泥，不能滯留微生物。

    3、厭氧接觸消化器（ACP）

    厭氧接觸工藝反應(yīng)器是完混合式的，是在CSTR基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)的一種較強(qiáng)效率的厭氧反應(yīng)器。反應(yīng)器出的混合液先在沉淀池中進(jìn)行固液分離，污水由沉淀池上部出，沉淀池下部的污泥被回流至厭氧消化池內(nèi)。

厭氧反應(yīng)器點(diǎn)

 1、三相分離器采用多層結(jié)構(gòu)，的過流縫隙，同時(shí)增強(qiáng)了集與截泥效果，解決了當(dāng)前普遍存在的跑泥問題；

 2、優(yōu)化的三相分離集通道，解決了因負(fù)荷變化而致產(chǎn)、釋不均勻造成的液面波動(dòng)問題；

 3、改進(jìn)后的布水結(jié)構(gòu)形式，解決了因布水不均勻產(chǎn)生的罐內(nèi)局部酸化和布水器易堵塞等問題；

 4、針對(duì)不同的廢水條件，進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，解決水力負(fù)荷、產(chǎn)負(fù)荷與維持罐內(nèi)高質(zhì)量高濃度顆粒污泥之 間的關(guān)系，大限度了厭氧罐內(nèi)顆粒污泥的保質(zhì)增殖

反應(yīng)區(qū)

   是UASB的主要部位，包括顆粒污泥區(qū)和懸浮污泥區(qū)。在反應(yīng)區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥，具良好凝聚和沉淀性能的污泥在池底部形成顆粒污泥層。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機(jī)物，同時(shí)產(chǎn)生的微小沼泡不斷放出。微小泡上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的泡。在顆粒污泥層的上部，由于沼的攪動(dòng)，形成一個(gè)污泥濃度較小的懸浮污泥層。

從負(fù)荷角度考慮UASB的初次啟動(dòng)和顆粒化過程，可分為三個(gè)階段。

階段1：即啟動(dòng)的初始階段，這一階段是低負(fù)荷的階段[2kgCOD/(m3˙d)]。

階段2：即當(dāng)反應(yīng)器負(fù)荷上升至2~5kgCOD/(m3˙d)的啟動(dòng)階段。在這階段污泥的洗出量增大，其中大多為細(xì)小的絮狀污泥。實(shí)際上，這一階段在反應(yīng)器里對(duì)較重的污泥顆粒和分散的、絮狀的污泥進(jìn)行，使這一階段的末期留下的污泥中開始產(chǎn)生顆粒狀污泥或保留沉淀性能良好的污泥。所以在5kgCOD/(m3˙d)左右是反應(yīng)器中以顆粒污泥或絮狀污泥為主的一個(gè)重要的分界。

階段3：這一階段是指反應(yīng)器負(fù)荷過5kgCOD/(m3˙d)。在此時(shí)，絮狀污泥迅速減少，而顆粒污泥加速形成直到反應(yīng)器內(nèi)不再絮狀污泥存在。當(dāng)反應(yīng)器負(fù)荷大于5kgCOD/(m3˙d)，由于顆粒污泥的不斷形成，反應(yīng)器的大部分被顆粒污泥充滿時(shí)，其大負(fù)荷可以過20 kgCOD/(m3˙d)。當(dāng)反應(yīng)器在小于5 kgCOD/(m3˙d)，系統(tǒng)中雖然可能形成顆粒污泥，但是，反應(yīng)器的污泥性質(zhì)由占主導(dǎo)地位的絮狀污泥所確定。

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