UASB厭氧反應(yīng)器的工作原理

1）UASB厭氧反應(yīng)器的工作原理

待處理污水首先被引入 UASB厭氧反應(yīng)器的底部，水流按一定的流速向上流經(jīng)污泥床、污泥懸浮層至三相分離器及沉淀區(qū)，UASB厭氧反應(yīng)器中的水流呈推流形式，進(jìn)水與污泥床及污泥懸浮層中的微生物充分混合接觸并進(jìn)行厭氧分解，并產(chǎn)生大量沼氣，沼氣在上升過程中將污泥顆粒托起，污泥床明顯膨脹，隨著反應(yīng)器產(chǎn)氣量的不斷增加，由氣泡上升所產(chǎn)生的攪拌作用變得日趨劇烈，從而降低了污泥中夾帶氣泡的阻力，氣體便從污泥床中突發(fā)性地逸出，引起污泥床表面呈沸騰和流化狀態(tài)。反應(yīng)器中沉淀性能較差的絮狀污泥在氣體的攪拌作用下，在反應(yīng)器上部形成污泥懸浮層，沉淀性能良好的顆粒狀污泥則處于反應(yīng)器的下部形成高濃度的污泥床，隨著水流的上升流動(dòng)，氣、水、泥三相混合液上升至三相分離器中，氣體遇到反射式檔板后折向集氣室而有效地分離排出；污泥和水進(jìn)入上部的靜止沉淀區(qū)，在重力的作用下泥水分離，污泥回落至污泥層，上清液則排入后續(xù)處理設(shè)施。

2）UASB厭氧反應(yīng)器基本構(gòu)造

UASB厭氧反應(yīng)器的基本構(gòu)造主要由：① 污泥床；② 污泥懸浮層；③ 沉淀區(qū)；④ 三相分離器等組成。各組成部分的功能特點(diǎn)分別敘述如下：

① 污泥床

污泥床位于整個(gè)UASB厭氧反應(yīng)器的底部，污泥床內(nèi)具有很高的污泥生物量，其污泥濃度（MLSS）一般為40000-80000mg/L，甚至可達(dá)150000mg/L。污泥床中的污泥由活性生物量（或細(xì)菌）占70-80%以上的高度發(fā)展的顆粒污泥組成，正常運(yùn)行的UASB中的顆粒污泥的粒徑一般在0.5-5mm，具有優(yōu)良的沉降性能，其沉降速度一般為1.2-1.4cm/s，其典型的污泥容積指數(shù)（SVI）為10-20mg/L。顆粒污泥中的生物相組成比較復(fù)雜，主要為桿菌、球菌和粒狀菌等。

污泥床的容積一般占整個(gè)UASB厭氧反應(yīng)器容積的30%左右，但它對UASB厭氧反應(yīng)器的整體處理效率起著極為重要的作用，它對反應(yīng)器中有機(jī)物的降解量一般可占到整個(gè)反應(yīng)器全部降解量的70-90%。污泥床對有機(jī)物的如此有效的降解作用，使得在污泥床內(nèi)產(chǎn)生大量的沼氣，微小的沼氣氣泡經(jīng)過不斷的積累、合并而逐漸形成較大的氣泡，并通過其上升的作用而將整個(gè)污泥床層得到良好的混合。

② 污泥懸浮層

污泥懸浮層位于污泥床的上部。它占據(jù)整個(gè)UASB厭氧反應(yīng)器容積的70%左右，其中的污泥濃度要低于污泥床，通常為15000-30000mg/L，由高度絮凝的污泥組成，一般為非顆粒狀污泥，其沉速明顯小于顆粒污泥的沉速，污泥容積指數(shù)一般在30-40mg/L之間，靠來自污泥床中上升的氣泡使此層污泥得到良好的混合。污泥懸浮層中絮凝污泥的濃度呈自下而上逐漸減小的分布狀態(tài)。這一層污泥擔(dān)負(fù)著整個(gè)UASB厭氧反應(yīng)器有機(jī)物降解量的10%-30%。

③ 沉淀區(qū)

沉淀區(qū)位于UASB厭氧反應(yīng)器的頂部，其作用是使得由于水流的夾帶作用而隨上升水流進(jìn)入出水區(qū)的固體顆粒（主要是污泥懸浮層中的絮凝性污泥）在沉淀區(qū)沉淀下來，并沿沉淀區(qū)底部的斜壁滑下而重新回到反應(yīng)區(qū)內(nèi)（包括污泥顆粒和污泥懸浮層），以保證反應(yīng)器中污泥不致流失，同時(shí)保證污泥床中污泥的濃度。沉淀區(qū)的另一個(gè)作用是，可以通過合理調(diào)整沉淀區(qū)的水位高度來保證整個(gè)反應(yīng)器集氣室的有效空間高度，防止集氣空間被破壞。

④ 三相分離器

三相分離器的主要作用是將氣體（反應(yīng)過程中產(chǎn)生的沼氣）、固體（反應(yīng)器中的污泥）和液位（被處理的污水）等三相加以分離，將沼氣引入集氣室，將處理水引入出水區(qū)，將固體顆粒導(dǎo)入反應(yīng)區(qū)。它由氣體收集器和折流檔板等組成。三相分離器是UASB厭氧反應(yīng)器的主要特點(diǎn)之一，它的合理設(shè)計(jì)是確保UASB正常運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)。