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1、河南农业 2009 年第 12 期 上 HENANNONGYE UASB工艺近年来在国内外发展很 快 应用面很宽 它是污水实现资源化 的一种技术成熟可行的污水处理工艺 既解决了环境污染问题 又能取得较好 的经济效益 近年来 UASB工艺被广泛 应用于畜禽养殖粪便处理 大量实践证 明 UASB工艺在畜禽养殖粪便处理方 面取得了良好的效果 具有广阔的应用 前景 一 UASB工作原理 UASB Up flow Anaerobic Sludge Bed 又称为升流式厌氧污 泥床 由1971年荷兰瓦格宁根农业大 学拉丁格教授通过物理结构设计 利用 重力场对不同密度物质作用的差异 发 明了三相分离器 使活
2、性污泥停留时间 与废水停留时间分离 形成了上流式厌 氧污泥床 UASB 反应器的雏型 1974 年荷兰CSM公司在其6m3反应器处理甜 菜制糖废水时 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 颗粒污泥的出现 不仅促进了以 UASB为代表的第二代厌氧反应器的应 用和发展 而且还为第三代厌氧反应器 的诞生奠定了基础 我国在1981年引 入UASB厌氧反应器的概念 由于大型 UASB厌氧反应器颗粒污泥的培养并未 彻底解决 原典型UASB反应器存在的 问题在工业运行中经常暴露 致使我国 自行设计的UASB厌氧反应器运行数据 大大低于设计值 UASB由污泥反应区 气液固三相 分离器
3、 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 在上升过程中 不断合并 逐渐形成较 大的气泡 在污泥床上部由于沼气的搅 动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和 水一起上升进入三相分离器 沼气碰到 分离器下部的反射板时 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
4、在重力作用下沉降 沉淀至斜壁上的污 泥朝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上部溢出 然 后排出污泥床 二 UASB的工艺流程 UASB过程一般包括粪便污水预处 理 厌氧处理 包括沼气的收集 处理 和利用 好氧后处理和污泥处理等部 分 见下图 三 UASB工艺的优缺点 一 UASB的主要优点 1 UASB内污泥浓度高 平均污泥 浓度为20 40gVSS 1 2 有机负荷高 水力停留时间短 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 中产生的沼气的上升运动 使污泥床上 部的污泥
5、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 避免因填料发生堵塞问题 5 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 二 主要缺点 1 进水中悬浮物需要适当控制 不宜过高 一般控制在100mg l以下 2 污泥床内有短流现象 影响处 理能力 3 对水质和负荷突然变化较敏 感 耐冲击力稍差 四 UASB工程的启动 一 污泥的驯化 UASB设备启动的难点是获得大量 沉降性能良好的厌氧颗粒污泥 最好的 办法是加以驯化 一般需要3 6个月 如果靠设备自身积累 投产期最长可长 达1 2年 实践表
6、明 投加少量的载体 有利于厌氧菌的附着 促进初期颗粒污 泥的形成 比重大的絮状污泥比轻的易 于颗粒化 比甲烷活性高的厌氧污泥可 缩短启动期 二 启动操作要点 1 最好1次投加足够量的接种污 泥 2 启动初期从污泥床流出的污泥 可以不予回流 以使特别轻的和细碎污 泥跟悬浮物连续地从污泥床排出体外 使较重的活性污泥在床内积累 并促进 其增殖逐步达到颗粒化 3 启动开始废水COD浓度较低时 未必就能让污泥颗粒化速度加快 4 最初污泥负荷率一般在0 1 0 2kgCOD kgTSS d左右比较合适 5 污水中原来存在的和厌氧分解 出来的多种挥发酸未能有效分解之前 不应随意提高有机容积负荷 这需要跟 踪
7、观察和水样化验 6 可降解的COD去除率达到70 80 左右时 可以逐步增加有机容积负 荷率 7 为促进污泥颗粒化 反应区内 的最小空塔速度不可低于1m d 采用 较高的表面水力负荷有利于小颗粒污 泥与污泥絮凝分开 使小颗粒污泥凝并 为大颗粒 五 UASB工艺的应用范围 由于UASB工艺是一种适用 于低 SS工业有机废水的厌氧处理工艺 因 此 在应用于畜禽养殖场的污水处理 时 应先对养殖场的污水进行固液分离 后 污水再进入UASB反应器进行厌氧 反应 出水往往需进一步进行好氧处理 才能达到排放标准 是一种以环保治理 为主 生产能源为辅的能源环保型沼气 工程 适宜周围无大量农田的养殖场进 行污水处理 洛阳市农村能源开发工作站刘向东 河南省农村能源环境保护总站 主办 UASB 工 艺 处 理 畜 禽 养 殖 粪 便 沼 气 工 程 进水出水 预 处 理 厌 氧 处 理 好 氧 处 理 沼 气 处 理 沼 气 利 用 污 泥 处 理 沼气与生态 40
