簡析厭氧反應器的工藝流程

【資料簡介】

由于厭氧消化過程中微生物的不斷增長或不可降解進水懸浮固體的積累，隨著反應器內污泥濃度的增加，出水水質會有所改善，但污泥過高時，污泥將隨出水一起沖出反應器。所以，當反應器中的污泥達到一定的高度就需要排泥。應按照事先制定的程序，按規定的時間間隔排放一定數量的污泥(如每周)，污泥的總排放量等于該時期的累積量。比較可靠的方法是確定污泥濃度分布曲線的排泥。

原則上有兩種污泥排放方法：①從期望的高度直接排放；②用泵排出污泥。淤泥的排泥高度非常重要，應將低活性污泥排出，并將高活性污泥留在反應器中。通常污泥床底層形成濃污泥，而上層為稀絮狀污泥，剩余污泥應從污泥床的上部排出。

當反應器底部的“濃縮”污泥，由于積累顆粒和較小的砂粒活性變低，建議偶爾從反應器底部排泥，這樣可以避免或減少反應器內的沙粒積累。1.清水區高度為0.5~1.5m。2.定時排泥可使污泥排出，一般為1~2次。3.需設置污泥液面監控器，可根據污泥面的高度確定排泥時間。4.剩余污泥排泥點應設置在污泥區中上部。5.對于矩形池排泥應沿池內多點布置。6.反應器底部可能存在顆粒物質和較小的砂粒，應考慮下一次排泥的可能性，避免或減少反應器內積聚的砂粒。7.對于一管多孔水管，進水管兼作排泥或放空管。通常將剩余污泥的排放點設在反應器的高度上。但大多數設計人員建議將排泥設備安裝在反應器底部附近，在三相分離器下0.5m處也有排泥管道，以排除污泥床上方部分的剩余絮狀體污泥，而不會將顆粒污泥排出。UASB反應器排泥系統必須同時考慮上.中、下不同位置設置排泥設備，排泥時要根據實際生產中的具體情況確定排泥地點。對新建的UASB反應器而言，啟動過程主要是接種未經馴化的絮狀污泥(例如污水處理廠的消化污泥)，并且經過一定時間的啟動調試運行，使反應器達到設計負荷，達到對有機物的去除效果，常常伴隨著污泥的微粒化，所以又稱污泥顆粒。厭氧微生物尤其是甲烷菌生長緩慢，導致厭氧反應器的啟動需要較長時間。然而，一旦啟動完成，它就會很快地重新啟動并停止。

在無現成的厭氧污泥或顆粒污泥的情況下，城市污水處理廠多采用消化污泥。除消化污泥外，可作多種物料作接種，如牛糞、各種糞肥、污水污泥等。有些污垢、泥沙、泥沙、腐殖菌等污物也可用于接種，即使是好氧活性污泥也可用作接種污泥，并同樣可培育顆粒污泥。以6~8kgVSS/m3(以反應器總有效容積計算)為宜，最少不少于5kgVSS/m3；接種污泥應不超過反應器體積的60%。對于非顆粒污泥接種污泥，在培養顆粒污泥或沉降性良好的活性污泥中，存在著絮狀污泥和細泥從反應器中“洗出”的過程，這是UASB反應器實現顆粒化的前提之一。

這個過程是微生物逐步篩選和進化的過程，反應器中的水力停留時間或上升流速是控制的關鍵因素。實踐證明，在0.4~1.0m/h范圍內，若有必要，可采取出水回流的方式，以適當提高反應器內的升流速度。

一般而言，在顆粒污泥培養期內，隨出水排出反應器的污泥時，不需要再將其回流到反應器中。考慮UASB初始起動和粒化過程，從負載角度可以分為三個階段。第一階段：也就是起步階段，這個階段是低負荷階段[2kgCOD/(m3·d)]。第二階段：即反應器負荷上升到啟動階段2~5kgCOD/(m3·d)。此階段污泥的洗出量增加，大部分為細絮狀污泥。事實上，這一階段是在反應器中選擇較重的污泥顆粒和分散的.絮狀污泥，這樣在該階段結束時留下的污泥中就開始產生顆粒污泥或保留沉淀性能好的污泥。因此5kgCOD/(m3·d)左右是反應器中以顆粒污泥和絮狀污泥為主的一個重要分界。第三階段：此階段指的反應器的負荷超過5kgCOD/(m3·d)。這時，絮狀污泥迅速減少，而顆粒污泥的形成卻在反應器中沒有絮狀污泥存在。在反應器負荷大于5kgCOD/(m3·d)時，由于不斷形成顆粒污泥，反應器的大部分負荷可超過20kgCOD/(m3·d)。盡管反應器運行在小于5kgCOD/(m3·d)時，系統中可能形成顆粒污泥，但反應器的污泥特性是以絮狀污泥為主。UASB反應器的工藝特點是UASB反應器在不對載體進行吸附的情況下形成具有良好沉降性能的粒狀污泥，并保持反應器中高濃度的微生物；從而可承受較高的COD負荷(可達到30~50kgCOD/(m3·d)以上),COD去除率達到90%以上。但好氧生物處理，效果好氧純生物流化床。另外，深井曝氣等工藝COD負荷僅10kgCOD/(m3·d),COD去除率為70%~80%。