聚焦厭氧生物處理工藝 十問廢水處理UASB法

2021-01-16 環保在線

  【中國環保在線 技術前沿】UASB法具有不少的優點,不過一般不適合處理含高濃度懸浮固體的廢水。隨著國內對該工藝的研究和工程應用逐漸增多,UASB技術也迅速發展起來。本文就UASB法的十個問題進行解答,供參考。

 

  UASB法由荷蘭Lettinga教授於1977年發明,與其他厭氧生物處理工藝一樣,包括水解,酸化,產乙酸和產甲烷等。UASB法具有不少優點,但該法一般不適用於處理含高濃度懸浮固體的廢水。近年來,國內對其設計研究及工程應用增多,技術發展亦較快。
 

  UASB的設計
 

  UASB反應器的高度選擇是否恰當,對有機物的去除率有較為重要的影響,從技術和經濟兩方面考慮,其高度一般在4-6m為宜。
 

  a)汙泥和水的混合物在進入沉澱區之前,以防止氣泡進入沉澱區影響固、液分離效果;
 

  b)保持沉澱區內的液流穩定,其表面負荷應在3.0 m3/(m2˙h)以下,泥水混合物進入沉澱區前,通過入流孔道的流速不大於顆粒汙泥的沉降速度,以免汙泥因流速過大而被帶出反應器;
 

  c)液體上升通過汙泥時,應有利於在反應器中形成汙泥層。沉澱區斜壁角度要適當,應使沉澱在斜板上的汙泥不積聚,儘快滑回反應區內,以維持反應區內高汙泥濃度和較長的汙泥齡;
 

  d)應防止氣室中產生大量泡沫,並控制氣室的高度,防止浮渣堵塞出氣管。
 

  在沉澱區設計時,對於已經形成顆粒化的反應器,為了防止和減少懸浮層絮體汙泥的流失,沉澱區的設計日平均表面負荷率一般可採用1.0 m3/(m2˙h)一2.0 m3/(m2˙h),對於未實現顆粒化的絮體汙泥的日平均表面負荷率可採用0.4 m3/(m2˙h)一0.8 m3/(m2˙h)
 

  問答對對碰
 

  問題1:三相分離器設計的主要核心是什麼?它的角度如何根據水質及工藝參數來確定?如何防止出水帶泥花何克服浮沫問題?
 

  回答:三相分離器的關鍵(核心),就是保證:產生的汙泥量大於流失的汙泥量,反應器中的汙泥量是增加的。凡能達到此目的的,就是「好」三相分離器,別拘泥形式,落入「前人」的桎梏。出水帶泥不能防,也不必防。浮沫不是問題。
 

  問題2:三相分離器關鍵是哪裡,如何設計?
 

  回答:這個問題的本身就是個關鍵,關鍵之處各人看法不一,這樣才有了各式各樣的「三相分離器」。我個人有幾點體會,供大家分享:
 

  1)三相分離器的功能是什麼呢?A:是保留足夠多的、活性汙泥在UASB內部;B:對汙泥進行篩選。設計時要牢牢抓住主要功能,兼顧輔助功能。
 

  2)設計UASB時就應該預先估計(設定)汙泥的粒度、比重(將來的汙泥是不是顆粒的),並估計汙泥所產的氣泡大小。
 

  3)弄清楚UASB汙泥「流失」的原理。我認為:流失的原因是多種多樣的,但正常運行時(不是酸敗期、沒有急性中毒、沒有水力和負荷衝擊、……),流失是緩慢的,災難性的結果是長期問題的積累。汙泥流失是汙泥上所附的氣泡所致,當汙泥和氣泡形成的「團」和水流同速運動時,就要流出去了。
 

  4)「理論計算」的重要性遠低於工程經驗和教訓,而對教訓的把握又靠「理論」,否則盲目的「改進」,事倍功半。
 

  5)除工藝問題外,還應抓住力學、材料、防腐……等工程問題,往往小問題引發大問題,千裡之堤毀於蟻穴。造價也是大問題,過去的價格不是很正常,現在應該從設計上提高和其他技術的競爭力。
 

  問題3:簡單談下UASB的跑泥。
 

  回答:厭氧系統對泥水沉澱分離有個致命的影響,就是產氣,不論是水解還是經過三分分離後的泥水,都或多或少的還會存在產氣的可能。微小的氣泡附著於汙泥上,汙泥的比重降低,自然不利於沉澱,甚至出現大團的汙泥上浮。那麼抑制產氣,是一個值得思考的方向。對於UASB等來說,減少出水COD就等於減少沉澱區的產甲烷底物。
 

  問題4:公司的處理設施即將運行,UASB池厭氧菌也準備購置和培養,請問培養這一段時間應該注意什麼問題,汙水濃度控制多少適宜?
 

  回答:濃度控制是調試階段的「表相」,不是內核。控制負荷在你汙泥能承受的負荷之下。
 

  問題5:UASB在正常運行時,需要添加麵粉,葡萄糖,尿素,和磷肥嗎?
 

  回答:UASB要注意好pH、溫度和鹼度。碳源在你進水時就已提供。正常運行時,不需要外加其他物質。進水如果含有有機氮,出水氨氮可能還會升高。
 

  問題6:因操作失誤有一部分硫化鈉進水了汙水系統,直接進了UASB。第二天UASB出水COD由1500升高到4000mg/l,VFA由400升高到900mg/l。1、懷疑是硫化氫中毒,是否是這個原因?2、出現硫中毒採取什麼補救措施?
 

  回答:直接的表現,就是汙泥受到抑制,產甲烷降低,然後就是出水COD升高。出現中毒,需要及時減少進水量,開啟外循環,進行稀釋進水。關鍵的是看看對於硫化氫的影響和PH值的關係,就知道了,向水中投加鹼液,提高廢水的pH值。
 

  目前,通過研究發現抑制厭氧的硫化物大致有硫化鍺,硫化錫,硫化鉛,硫化鉍,硫化銀,硫化鎘,硫化銅,硫化亞鐵,硫化汞,硫化鋅,硫化錳 ,硫化銨,硫化鈉,硫化鉀等。
 

  問題7:製藥廠廢水需採用UASB反應器,在前端需要安裝加熱裝置保證入水溫度符合35-40℃,可採用哪些加熱方式呢?
 

  回答:採用熱交換器,蒸汽走管內,廢水在管外,直接用泵送到UASB;也可直接通蒸汽入池,需要計算一下冷凝水的量。
 

  提升進UASB之前如果有緩衝池,可以直接將蒸汽加到池內,能在池內設加熱盤管更好;如果沒有緩衝池,用

換熱器

比較好。 

  問題8:UASB的容積V是可以通過有機負荷經驗取值進行確定,請教問UASB設計中再確定UASB反應器截面積S以及高度H時,各分別是採用表面負荷還是上升流速?且這兩個數值有什麼區別呢?
 

  回答:UASB是用容積負荷先確定池容,再確定高度,然後根據池容和高度計算表面積,計算上升流速,通過上升流蘇的數值,反推算確定表面積,再反推容積負荷,如果都合理,就OK,容積負荷和上升流速都很關鍵數據。UASB的上升流速,一般用絮狀汙泥,控制在1m/h以內,大不能超過1.2m/h。
 

  問題9:豆製品制廢水處理,工藝在厭氧過程(包括UASB和IC兩個)中產生非常濃烈的氨氮類的氣味,有什麼方法降低厭氧處理過程中產生的氨氮味道?
 

  回答:這種情況是厭氧過程的蛋白質氨化作用,要是真的降低了會造成出水氨氮偏高。好就是加蓋收集廢氣。
 

  問題10:UASB反應器排泥量的確定應考慮哪些因素?
 

  回答:首先就是看汙泥是不是多餘,UASB都是有汙泥取樣管的,通過取樣管可以看到汙泥的泥位床膨脹程度。佔到三分之二的汙泥量就足夠了。
 

  註:本文有刪改
 

  原標題:UASB設計及相關問答,厭氧之路學習寶典

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