UASB厌氧塔

 第一章  绪论

  

      在全社会提倡循环经济，关注工业废弃物实施资源化再生利用的今天，厌氧生物处理显然是能够使污水资源化的优选工艺。近年来，污水厌氧处理工艺发展十分迅速，各种新工艺、新方法不断出现，包括有厌氧接触法、升流式厌氧污泥床、档板式厌氧法、厌氧生物滤池、厌氧膨胀床和流化床，以及第三代厌氧工艺UASB和IC厌氧反应器，发展十分迅速。

       厌氧生物处理过程能耗低；有机容积负荷高，一般为5-10kgCOD/m3.d，最高的可达30-50kgCOD/m3.d；剩余污泥量少；厌氧菌对营养需求低、耐毒性强、可降解的有机物分子量高；耐冲击负荷能力强；产出的沼气是一种清洁能源。

       升流式厌氧污泥床UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed，注：以下简称UASB）工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源——沼气的一项技术。对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟，正日益受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢迎和应用。

       我公司技术人员消化吸收了国内外的先进技术。利用重力场对不同密度物质作用的差异，研究开发了三相分离器。使活性污泥停留时间与废水停留时间分离，形成了下流式厌氧污泥床（UASB）反应器的雏型。我公司发现了活性污泥自身固定化机制形成的生物聚体结构，即颗粒污泥（granular sludge）。颗粒污泥的研究，促进了我司对UASB为代表的第二代厌氧反应器的应用和发展。

 UASB工艺对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟，正日益受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢迎和应用。

第二章   UASB的原理

       UASB由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在下升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床下部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起下升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁下的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰下部溢出，然后排出污泥床。

  

（1）为污泥絮凝提供有利的物理、化学和力学条件，使厌氧污泥获得并保持良好的沉淀性能；

（2）良好的污泥床常可形成一种相当稳定的生物相，保持特定的微生态环境，能抵抗较强的扰动力，较大的絮体具有良好的沉淀性能，从而提高设备内的污泥浓度；

（3）通过在污泥床设备内设置一个沉淀区，使污泥细颗粒在沉淀区的污泥层内进一步絮凝和沉淀，然后回流入污泥床内。

第三章   UASB反应器的结构

        UASB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反应器中最重要的设备是三相分离器，这一设备安装在反应器的顶部并将反应器分为下部的反应区和下部的沉淀区。为了在沉淀器中取得对下升流中污泥絮体／颗粒的满意的沉淀效果，三相分离器第一个主要的目的就是尽可能有效地分离从污泥床／层中产生的沼气，特别是在高负荷的情况下，在集气室下面反射板的作用是防止沼气通过集气室之间的缝隙逸出到沉淀室，另外挡板还有利于减少反应室内高产气量所造成的液体絮动。

       反应器的设计应该是只要污泥层没有膨胀到沉淀器，污泥颗粒或絮状污泥就能滑回到反应室（应该认识到有时污泥层膨胀到沉淀器中不是一件坏事。相反，存在于沉淀器内的膨胀的泥层将网捕分散的污泥颗粒／絮体，同时它还对可生物降解的溶解性COD起到一定的去除作用）。

另一方面，存在一定可供污泥层膨胀的自由空间，以防止重的污泥在暂时性的有机或水力负荷冲击下流失是很重要的。水力和有机(产气率)负荷率两者都会影响到污泥层以及污泥床的膨胀。UASB系统原理是在形成沉降性能良好的污泥凝絮体的基础下，并结合在反应器内设置污泥沉淀系统使气、液、固三相得到分离。形成和保持沉淀性能良好的污泥(其可以是絮状污泥或颗粒型污泥)是UASB系统良好运行的根本点。 

 （1）UASB内污泥浓度高，平均污泥浓度为20－40gVSS/1；  

（2）有机负荷高，水力停留时间长，采用中温发酵时，容积负荷一般为10kgCOD/m3.d左右；  

（3）无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的升运动，使污泥床部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；  

（4）污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题；   

（5）我公司的UASB内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备。

  

 由于UASB反应器不需要供氧，不需要搅拌，不需要加温，在实现了高效能的同时，达到了低能耗，并可提供大量的生物能沼气，因此，UASB反应器是一种产能型的废水处理设备。本设计包括预处理和UASB工艺，其涉及的环保设备有格栅、吹脱塔、三相分离器，主要构筑物有调节池、混凝沉淀池、UASB反应器。构造简单，维修方便。整个工艺构造及设备费用低，维修费用低，运行稳定，管理控制方便，土地占用少，实行机械自动化控制，节省了大量的物理和财力。