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，過去，它多用于城市污水廠的污泥、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、有機(jī)負(fù)荷低等缺點(diǎn)，較長時(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，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)生的沼氣(主要是甲烷和二氧化碳)引起了內(nèi)部的循環(huán)，這對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上升流中污泥絮體/顆粒的滿意的沉淀效果，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)該是只要污泥層沒有膨脹到沉淀器，污泥顆粒或絮狀污泥就能滑回到反應(yīng)室(應(yīng)該認(rèn)識到有時(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的場所。
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的場所，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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