UASB厭氧反應器的結構和原理

2021-02-08 工業汙水處理

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IC和UASB是厭氧反應器中最常見的兩種結構形式。在之前的文章中,我們詳細介紹了厭氧反應器-IC的結構,今天我們就來講一講UASB的結構和原理。


1. UASB厭氧反應器的原理


在UASB反應器中,廢水被儘可能均勻的引入反應器的底部,汙水向上通過包含顆粒汙泥或絮狀汙泥的汙泥床。厭氧反應發生在廢水和汙泥顆粒接觸的過程中。在厭氧狀態下產生的沼氣(主要是甲烷和二氧化碳)引起了內部的循環,這有利於顆粒汙泥的形成和維持。

 

在汙泥層形成的一些氣體附著在汙泥顆粒上,向反應器頂部上升,上升到表面的汙泥撞擊三相分離器氣體發射板的底部,引起附著氣泡的汙泥絮體脫氣。氣泡釋放後汙泥顆粒將沉澱到汙泥床的表面,而氣體則被收集到三相分離器的集氣室。

 

在集氣室單元縫隙之下設置擋板(氣體反射器),其作用是為了防止沼氣氣泡進入沉澱區,否則將引起沉澱區的紊動,而阻礙顆粒沉澱。包含一些剩餘固體和汙泥顆粒的液體經過分離器縫隙進入沉澱區。

 

由於三相分離器斜壁沉澱區的過流面積在接近水面時增加,因此上升流速在接近排放點降低。同時隨著流速降低,汙泥絮體在沉澱區可以絮凝和沉澱。累積在三相分離器上的汙泥絮體在一定程度上將超過其保持在斜壁上的摩擦力,而滑回反應區,這部分汙泥又將與進水有機物發生反應。

 

2. UASB反應器的結構



USAB反應器包括進水和配水系統、反應器的池體和三相分離器。如果考慮整個厭氧系統,還應該包括沼氣收集和利用系統。但是由於沼氣利用的途徑和目標不確定,其利用系統也有很大的差別。


在USAB反應器中最重要的設備是三相分離器,這一設備安裝在反應器的頂部並將反應器分為下部的反應區和上部的沉澱區。為了在沉澱器中取得對上升流中汙泥絮體顆粒的沉澱效果,三相分離器最主要的目的就是儘可能有效地分離從汙泥床中產生的沼氣。


特別是在高負荷的情況下,在集氣室下面設置反射板,是防止沼氣通過集氣室之間的縫隙逸出到沉澱室,另外擋板還有利於減少反應室內高產氣量所造成的液體紊動。

 

三相分離器的設計,應該是只要汙泥層沒有膨脹到沉澱器,汙泥顆粒或絮狀汙泥就能滑回到反應室。應該認識到有時汙泥膨脹到沉澱器中不是一件壞事。相反,存在於沉澱器內的膨脹汙泥層將網捕分散的汙泥顆粒/絮體,同時它還對可生物降解的溶解性COD起到一定的去除作用。

 

另一方面,存在一定可供汙泥層膨脹的自由空間,以防止較重的汙泥在暫時性有機或水力負荷衝擊下流失是很重要的。水力和有機(產氣率)負荷率兩者都會影響到汙泥層以及汙泥床的膨脹。

 

USAB系統原理是在形成沉降性能良好的汙泥絮體的基礎上,並結合在反應器內設置汙泥沉澱系統,使氣體、液體和固體得到分離,形成和保持沉澱性能良好的汙泥(顆粒或者絮狀汙泥),是USAB系統良好運行的根本點。


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