UASB厌氧反应器

UASB厌氧反应器又称UASB反应器、UASB厌氧塔，由荷兰与20世纪70年代初开发出来的。运行原理是污水通过布水装置依次进入底部的污泥层和中上部的污泥悬浮层，与其中的厌氧微生物进行反应生成沼气，气、液、固混合液通过上部的三相分离器进行分离，污泥回落到污泥悬浮区，分离后的污水排出系统，同时回收厌氧反应器产生的沼气。

一、设备结构:  

UASB厌氧塔底部的污泥区和中上部的气、液、固三相分离区组合为一体的厌氧硝化装置。UASB反应器主要组成包括：进水配水系统、反应区、三相分离器、出水系统、气室、浮渣收集系统、排泥系统。

1)进水配水系统

进水配水系统兼有配水与水力搅拌的功能，有效的配水是保证系统高效运行的关键之一。

2)反应区

又分为污泥床区和污泥悬浮区，其中污泥床区集中了大部分高活性的颗粒污泥，是有机物主要降解场所；污泥悬浮区是絮状污泥集中的区域。

3)三相分离器

由沉淀、回流、气封等组成。主要是讲固、液、气三相分离；保证出水水质；保证反应器内污泥量和利于污泥颗粒化等。

4)出水系统

利于将经过沉淀后的水均匀收集，并排出反应器

5)气室

主要是收集沼气。

6)浮渣收集系统

主要是清除沉淀区液面和气室液面的浮渣

7)排泥系统

只要是均匀的排出反应器的剩余污泥。

二、性能特点:  

UASB厌氧塔是污水处理设备里面常用的一种设备，它可以使升流式厌氧生物滤池适当减小填料层厚度，在池底与填料之间留出一定的空间，当污水依次通过悬浮污泥层及填料层，有机物将与污泥层颗粒污泥及填料生物膜上的微生物接触并被分解掉，因此又构成一个UASB处理工艺。

1、UASB厌氧塔结构紧凑，集厌氧生物滤池（AF）与升流式厌氧污泥反应器（UASB），和沉淀于一体。

2、该产品的大特点是能在反应器内形成颗粒污泥，使反应器内平均污泥浓度达到30～40g/L,底部污泥浓度可高达60～80g/L。

3、具有很高的容积负荷，一般为10～20kgCODCr/(m3·d)，高可达30kgCODcr/(m3·d)。而且水力停留时间短，通常采用中温厌氧消化，有时可以在常温下运行。

4、反应器内设三相分离器，在沉淀区分离的污泥能自动回流到反应区，而且还增加了回流装置。并利用自身产生的沼气和进水水流来实现搅拌混合，也不需要混合搅拌设备。因此，简化了工艺环节和减少了系统工艺设备，维护运行较简单。

5、UASB厌氧塔内设有生物载体区，是一种悬浮生长型和附着生长的厌氧消化方法，厌氧复合床反应器（UBF）与厌氧生物滤池相比，减少了填料层的高度，也就减少了滤池被堵塞的可能性；与UASB法相比，填料层既是厌氧微生物的载体，又可截留水流中的悬浮厌氧活性污泥碎片，从而能使厌氧反应器保持较高的微生物量，并使出水水质得到保证。

三、设计参数

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

1)平均污泥浓度30~40g/L，泥龄30d以上。

2)进水温度：常温厌氧温度：20~25℃；中温厌氧温度：35~40℃；高温厌氧温度：50~60℃；

3)不同反应温度下的进水容积负荷

4)C:N:P=(100~500):5:1,进水COD浓度≥1500mg/L；B/C≥0.3；进水悬浮物含量≤1000mg/L，否则应设置混凝沉淀；进水氨氮含量≤2000mg/L；进水硫酸盐含量≤1000mg/L；严格控制重金属、氰化物、酚类等物质进入厌氧反应塔。

5)反应器内上升流速一般为0.5~1.5m/h，一般控制在0.6~0.9 m/h

6)最大USAB反应器的体积≤2000m³。

7)配水孔口的负荷应考虑面积、温度、进水与污泥混合的情况、配水孔堵塞的情况。具体数值见下表

8)进水方式：间歇脉冲式、连续式、连续与间歇相结合等方式；布水管形式有一管多空、一管一孔、和分枝状等多种形式。

其中连续式一管一点布水，其配水管径在50~80mm,材质为UPVC或ABS，为了防止堵塞，通常选择较大的管径。一管多点配水出水流速≥2m/s。

脉冲方式的脉冲周期伟4~6min，充放比去(4~5):1

9)三相分离器构造

沉淀器倾角45°~60°之间。

集气室的缝隙部分的面积占反应器全部面积的15%~20%。

反应器高度5~7m时，集气室的高度在1.5~2m。

气体释放速率1~3m³/(㎡.h)

集气室上部设置消泡喷嘴。

10)出水系统采用多槽式出水堰出水，并设置浮渣挡板。出水堰最大表面负荷≤1.7L/(m.s)。出水堰上水头应大于25mm。

11)UASB反应器进水PH保持在6.5~7.8之间，否则应设置PH调节池或中和池。

12)上升流速一般≤0.5m/h

三、三相分离器

三相分离器是UASB反应器最有特点和最重要的装置。它同时具有两个功能：

1)能收集从分离器下的反应室产生的沼气;

2)使得在分离器之上的悬浮物沉淀下来。

三相分离器设计要点汇总：

1)集气室的隙缝部分的面积应该占反应器全部面积的15～20%;

2)在反应器高度为5～7m时，集气室的高度在1.5～2m;

3)在集气室内应保持气液界面以释放和收集气体，防止浮渣或泡沫层的形成;

4)在集气室的上部应该设置消泡喷嘴，当处理污水有严重泡沫问题时消泡;

5)反射板与隙缝之间的遮盖应该在100～200mm以避免上升的气体进入沉淀室;

6)出气管的直管应该充足以保证从集气室引出沼气，特别是有泡沫的情况。

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