天津市UASB厌氧反应器

天津市UASB厌氧反应器 

运行管理

1．厌氧生物处理设施运行管理应该注意的问题

(1) 当被处理污水浓度较高（CODCr值大于5000mg/L）时，必须采取回流的运行方式，回流比根据具体情况确定，效的回流，不可以降低进水浓度，还可以增大进水量，处理设施内的水流分布均匀，避免出现短流现象。回流还可以防止进水浓度和厌氧反应器内pH值的剧烈波动，使厌氧反应平稳进行，也就是说可以减少厌氧反应对碱度的需求量，降低运行。厌氧反应是产能过程，出水温于进水．因此冬季气温低时，反应器内的温度恒定，尽可能使厌氧微生在其适宜温度下活动。

(2)-般的工业废水温度难以达到35℃，需要加热（尤其在冬季）。因此，为节约加温所需能量，一方面要注意保温（包括采取加大回流量等措施），尽可能防止反应器热量散失，另一方而要充分发挥反应器内污泥浓度较大的特点，尽可能提高反应器内污泥浓度，减弱温度对厌氧反应的影响。

(3)沼气要及时效地排出。厌氧消化过程必定伴随着沼气的产生，沼气对污泥可以起到搅拌和，促进污水与污泥的混合接触，这是其利的一面。同时，沼气的存在也会起到类似浮渣的，沼气向上溢出时将部分污泥带到液面．导致浮渣的产生和出水中悬浮物含量增加及水质变差。因此，要设置气体挡板和集气罩，将沼气从厌氧消化装置内引出，在出水堰附近留足够的沉淀区，以出水水质。

  沼气要及时效地排出。厌氧消化过程必定伴随着沼气的产生，沼气对污泥可以起到搅拌和，促进污水与污泥的混合接触，这是其利的一面。同时，沼气的存在也会起到类似浮渣的，沼气向上溢出时将部分污泥带到液面．导致浮渣的产生和出水中悬浮物含量增加及水质变差。因此，要设置气体挡板和集气罩，将沼气从厌氧消化装置内引出，在出水堰附近留足够的沉淀区，以出水水质。

-般的工业废水温度难以达到35℃，需要加热（尤其在冬季）。因此，为节约加温所需能量，一方面要注意保温（包括采取加大回流量等措施），尽可能防止反应器热量散失，另一方而要充分发挥反应器内污泥浓度较大的特点，尽可能提高反应器内污泥浓度，减弱温度对厌氧反应的影响。
    污泥负荷要适当。为保持厌氧消化过程三个阶段的平衡，使挥发性脂肪酸等中间产物的生成与消耗平衡，防止酸积累导致pH值下降，进水机负荷不宜过高，一般不0.5kgCODcr/(kgMLSS•d)。可以通过提高反应器内污泥浓度，在保持相对较低的污泥负荷条件下，获得较高的容积负荷。一般来说，厌氧消化装置的容积负荷都在5kg CODcr/(m3•d)以上，甚高达50kg CODcr/( m3•d)。
天津市UASB厌氧反应器 

(1)氧化还原电位：利用测定氧化还原电位的方法判定厌氧反应器内的多个氧化还原组分系统是否平衡状态，虽然这种方法可靠性较差，但由于氧化还原电位测定简单，和其他监测指结合起来，一定的指导意义。

(2)丙酸盐和乙酸盐浓度比：如果厌氧反应器机负荷过正常范围，在其他运行参数发生变化之前，丙酸盐和乙酸盐浓度之比会立即升高。因此可以将丙酸盐和乙酸盐浓度之比作为厌氧反应器负荷引起运行异常的灵敏而可靠的警示指。

(3)挥发性酸VFA:挥发性酸的异常升高是厌氧反应器中产甲烷菌代谢受到抑制的较效指。

(4)甲硫醇：甲硫醇气味，即使含很低，人们也能凭嗅觉感觉出来。甲硫醇含量突然增加（气味突然出现或加大）往往表明进水中氯代烃类毒物质含量突然增加。

(5)一氧化碳CO: CO的产生与甲烷的产生密切相关，CO难溶于水，可以实现在线监测。气相中CO的含量和液相中乙酸盐的浓度良好的相关性，CO的含量变化与重金属和由机毒性所引起的抑制也关系。

4．厌氧生物反应器维持率的基本条件

(1)适宜的pH值：为使厌氧顺利进行，反应器中的pH值必须在6.5～8.2之间。

(2)充足的常规营养：反应器内氮的浓度必须在40～70mg/L范围内才能满足需要，而磷和硫化物维持较低的浓度即可满足需要。甲烷菌对硫化物和磷专性需要，必须在反应器内其含量，时需要向进水中投加磷肥和硫酸盐。

厌氧消化的发酵条件控制

营养与环境条件

厌氧要求机物浓度较高，一般大于1000mg/L以上。所以厌氧适于处理高浓度机废水和污泥处理。和好氧生物处理一样，厌氧处理也要求供给面的营养，但好氧细菌增殖快，机物50~60%用于细菌增殖，故对N、P要求高;而厌氧增殖慢，BOD5~10%用于合成菌体，对N、P要求低。

COD∶N∶P=200∶5∶1或C∶N=12~16

(好氧COD∶N∶P=100∶5∶1)

厌氧过程对环境条件要求比较严格:

Ⅰ、氧化还原电位(φE)与温度

氧的溶入和氧化态、氧化剂的存在:Fe3+、Cr2O72-、NO3-、SO42-、PO43-、H+会使体系中电位升高，对厌氧消化不利。

高温消化--500~600mv，50~55℃

中温消化--300~380mv，30~38℃

产酸菌对氧还-还电位要求不甚严格+100~-100mv

产甲烷菌对氧还-还电位要求严格<-350mv

Ⅱ、pH及碱度

pH主要取决于三个生化阶段的平衡状态，原液本身的pH和发酵系统中产生的CO2分压(20.3~40.5kpa)，正常发酵pH=7.2~7.4，机负荷太大，水解和酸化过程的生化速率大大过产气速率。将导致水解产物机酸的积累使pH下降，抑制甲烷菌的机能，使气化速率锐减，所以原液pH=6~8，发酵过程机酸浓度不过3000mg/L为佳(以乙酸计)。

HCO3-及NH3是形成厌氧处理系统碱度的主要原因，高的碱度具较强的缓冲能力，一般要求碱度2000mg/L以上，NH3浓度50~200mg/L为佳。

Ⅲ、毒物--凡对厌氧处理过程起抑制和毒害的物质都可称为毒物，机酸浓度不应使消化液pH<6.8;不应高于1500mg/L，其它阴离子浓度参见 P148表9-2。

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当机物负荷率很高时，营养充分，代谢产物机酸产量很大，过甲烷菌的吸收利用能力，机酸积累pH下降，是低效不稳定状态。

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，是低效发酵状态。

UASB厌氧反应器的原理：

升流式厌氧污泥床(UASB)反应器是由Lettinga在七十年发的。废水被尽可能均匀的引入到UASB厌氧反应器的底部，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与污泥颗粒的接触过程，反应产生的沼气引起了内部的循环。附着和没附着在污泥上的沼 气向反应器部上升，碰击到三相分离器气体**板，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，气体被收集 到反应器部的三相分离器的集气室。一些污泥颗粒会经过分离器缝隙进入沉淀区。

UASB厌氧反应器包括以下几个部分：进水和配水系统、 反应器的池体和三相分离器； 在UASB厌氧反应器中重要的设备是三相分离器，这一设备安装在反应器的部并将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。

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