UASB反應器高濃度有機廢水處理工藝
1 、功能
厭氧生物處理反應器是處理高濃度有機廢水的有效工藝 。上流式厭氧汙泥床(UASB)是一種厭氧生物處理反應器 。UASB(Up-flowAnaerobicSludgeBed ,簡稱UASB)具有厭氧過濾和厭氧活性汙泥工藝的雙重特性 ,其結構 、運行 、運行 、維護和管理都比較簡單 ,成本比較低 ,技術成熟了 。受到汙水處理行業的重視 ,受到廣泛歡迎和應用 。
厭氧生物處理法適用於高濃度有機廢水 ,進水BOD濃度可達數萬mg/L 。也可適用於城市汙水等低濃度有機廢水。對於一般有機廢水 ,水溫30℃時 ,容積負荷可達10-20kg(COD)/(m3.d)。目前已廣泛應用於高濃度有機廢水(如工業廢水、精細化工 、農藥 、製藥 、焦化 、啤酒 、屠宰廢水等) 、城市汙水的處理 ,COD去除率可達達到50-80% 。
厭氧生物處理反應器主要有 :厭氧接觸法 、厭氧過濾器 、上流式厭氧汙泥床(UASB) 、厭氧流化床 、顆粒汙泥膨脹床(EGSB)等 。UASB反應器是一種應用廣泛 、設計成熟 、效率高的反應器 。厭氧處理裝置 。據統計 ,UASB厭氧反應器占世界和我國在運各類厭氧反應器的60% 。
近年來 ,上流式厭氧汙泥床工藝在國內外發展迅速 。該工藝不僅節約能源 ,而且解決了環境汙染問題 ,取得了良好的經濟效益和社會效益 。有廣闊的應用視野 。
2 、曆史
上流式厭氧汙泥床反應器(UASB反應器)是由荷蘭學者Lettinga等人開發的 。在1970年代初期 。當時 ,他們在研究上流式厭氧過濾器處理馬鈴薯加工廢水和甲醇廢水時 ,注意到大部分淨化效果和大部分厭氧微生物聚集在過濾器的下部 ,因此他們設置了一個過濾器底部未安裝過濾器 。填充空間以積累更多的厭氧微生物生物量 。後來幹脆將池內的填料全部淘汰 ,在池頂安裝了氣固液三相分離器 ,是一種結構簡單 、處理效率高的新型分離器 。厭氧反應器誕生了。由於這種反應器結構簡單 ,無填料 ,無懸浮物堵塞等特點,立即引起了廣大汙水處理工作者的極大興趣 ,被廣泛應用於工業廢水和生活汙水的處理 。
UASB反應器處理各種有機廢水時 ,一般情況下反應器內可形成厭氧顆粒汙泥 ,厭氧顆粒汙泥不僅沉澱性能好,而且產甲烷活性高 。由於UASB反應器裝有三相分離器 ,反應器內的汙泥不易流失 ,因此反應器能保持較高的汙泥濃度 ,平均濃度可達80gSS/L左右 。同時 ,反應器的SRT(汙泥滯留時間)很大 ,HRT(水力滯留時間)很小 ,使反應器具有很高的容積負荷率和運行穩定性 。
UASB結構
UASB反應器的結構主要由進水分配係統 、反應區 、三相分離器 、出水係統和排泥係統組成 。此外 ,根據廢水水質的不同 ,UASB反應器的結構也不同 ,可分為開放式和封閉式兩種 。
廢水從池底進入反應器 ,向上流過由絮狀或顆粒狀汙泥組成的汙泥床 。隨著廢水與汙泥接觸 ,發生厭氧反應 ,產生沼氣(主要是甲烷和二氧化碳) ,引起汙泥床的擾動 ,氣體分離後的混合液通過反應區進入沉澱區進行固液分離 ,澄清處理後的水被排出 ,沉澱的微生物固體 ,即厭氧汙泥通過重力沉降返回反應區 。收集在氣室中的沼氣通過沼氣管從反應器中排出 。UASB反應器內沒有攪拌裝置 。上升的水流和產生的沼氣可以滿足攪拌要求 。反應器不需要填充填料 。結構簡單 ,操作方便 ,易於維護和管理 。由於UASB反應器裝有三相分離器 ,反應器內的汙泥不易流失 ,因此反應器能保持較高的汙泥濃度 。同時 ,反應器的SRT(汙泥滯留時間)大 ,反應器的HRT(水力滯留時間)小,使反應器具有較高的容積負荷率和運行穩定性 。
3 、應用特點
與好氧處理相比 ,UASB厭氧處理具有明顯的優勢 :
(1)可處理高濃度廢水 ,特別是對一些難降解的大分子有機物 ,去除效果好 ,但好氧效果不明顯 ;
(2)無需供氧 ,大大降低了運行成本 。能耗僅為好氧處理工藝的10-15% ,厭氧工藝產生可再生能源——沼氣 ;
(3)產生的汙泥量比好氧工藝少5-20倍 。UASB內汙泥濃度高 ,平均汙泥濃度為20-40gVSS/1 ;不會有汙泥膨脹 ,剩餘汙泥量小。易於處理 ;
(4)有機負荷率高 ,水力停留時間短 。采用中溫發酵時 ,容積負荷一般在10-20kgCOD/m3.d左右 ;反應器體積和係統占地麵積小 ,投資小 。工程實踐證明 ,當汙水COD濃度大於4000mg/L時 ,厭氧處理比好氧處理更經濟 。
(5)沒有混合攪拌設備 ,依靠發酵過程中產生的沼氣向上運動 ,懸浮汙泥床上部的汙泥 ,同時對下部汙泥層也進行一定程度的攪拌 ;汙泥床未裝滿載體 ,節省成本 ,避免因填料堵塞問題 ;
(6)操作簡單 ,操作方便 ,易於維護和管理 。
主要缺點是 :
(1)進水中的懸浮物需適當控製 ,不宜過高 ,一般控製在100mg/l以下 ;
(2)汙泥床內有短流現象 ,影響處理能力 ;