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1、UASB 反响器一、UASB 原理UASB 反响器废水被尽可能均匀的引入反响器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反响发生在废水和污泥颗粒接触的过程。在厌氧状态下产生的沼气主要是甲烷和二氧化碳引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没有附着的气体向反响器顶部上升。上升到外表的污泥撞击三相反响器气体放射器的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的外表，附着和没有附着的气体被收集到反响器顶部的三相分别器的集气室。置于极其使单元缝隙之下的挡板的作用为气体放射器和防止沼气气泡进入沉淀区，否则将引起沉
2、淀区的絮动，会阻碍颗粒沉淀。包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过分别器缝隙进入沉淀区。由于分别器的斜壁沉淀区的过流面积在接近水面时增加，因此上升流速在接近排放点降低。由于流速降低污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀。累积在三相分别器上的污泥絮体在确定程度上将超过其保持在斜壁上的摩擦力，其将滑回反响区，这局部污泥又将与进水有机物发生反响。二、UASB 反响器的构成UASB 反响器包括以下几个局部：进水和配水系统、反响器的池体和三相分别器。在 UASB 反响器中最重要的设备是三相分别器，这一设备安装在反响器的顶部并将反响器分为下部的反响区和上部的沉淀区。为了在沉淀器中取得对上升流中污泥絮体颗粒的满足的沉
3、淀效果，三相分别器第一个主要的目的就是尽可能有效地分别从污泥床层中产生的沼气，特别是在高负荷的状况下，在集气室下面反射板的作用是防止沼气通过集气室之间的缝隙逸出到沉淀室，另外挡板还有利于削减反响室内高产气量所造成的液体絮动。反响器的设计应当是只要污泥层没有膨胀到沉淀器，污泥颗粒或絮状污泥就能滑回到反响室应当生疏到有时污泥层膨胀到沉淀器中不是一件坏事。相反，存在于沉淀器内的膨胀的泥层将网捕分散的污泥颗粒絮体，同时它还对可生物降解的溶解性COD 起到确定的去除作用。只一方面，存在确定可供污泥层膨胀的自由空间，以防止重的污泥在临时性的有机或水力负荷冲击下流失是很重要的。水力和有机(产气率)负荷率两者
4、都会影响到污泥层以及污泥床的膨胀。UASB 系统原理是在形成沉降性能良好的污泥凝絮体的根底上，并结合在反响器内设置污泥沉淀系统使气、液、固三相得到分别。形成和保持沉淀性能良好的污泥(其可以是絮状污泥或颗粒型污泥)是UASB 系统良好运行的根本点。1、三相分别器的原理在 UASB 反响器中的三相分别器(GLS)是 UASB 反响器最有特点和最重要的装置。它同时具有两个功能：能收集从分别器下的反响室产生的沼气；使得在分别器之上的悬浮物沉淀下来。对上述两种功能均要求三相分别器的设计避开沼气气泡上升到沉淀区，如其上升到外表将引起出水混浊降消沉淀效率，并且损失了所产生的沼气。设计三相分别器的原则是：(1
5、) 间隙和出水面的截而积比 影响到进入沉淀区和保持在污泥相中的絮体的沉淀速度。(2) 分别器相对于出水液面的位置 确定反响区(下部)和沉淀区(上部)的比例。在多数 UASB 反响器中内部沉淀区是总体积的 1520。(3) 三相分别器的倾角 这个角度要使固体可滑回到反响器的反响区，在实际中是在 4560之间。这个角度也确定了三相分别器的高度，从而确定了所需的材料。(4) 分别器下气液界面的面积 确定了沼气的释放速率。适当的释放率大约是 13m3/m2h。速率低有形成浮渣层的趋势，格外高导致形成气沫层， 两者都导致堵塞释放管。对于低浓度污水处，当水力负荷是限制性设计参数时，在三相分别器缝隙处保持大
6、的过流面积，使得最大的上升流速在这一过水断面上尽可能的低是格外重要的。原则上只有出水截面的面积(而不是缝隙面积)才是打算保持在反响器中最小沉速絮体的关键。2、进水和配水系统的要求进水系统兼有配水和水力搅拌的功能，为了保证这两个功能的实现，需要满足如下原则：(1) 进水装置的设计使安排到各点的流量一样，确保单位面积的进水量根本一样，防止发生短路等现象；(2) 很简洁观看进水管的堵塞，当堵塞觉察后、必需很简洁被去除。为确保进水等量地分布在池底，每个进水管仅与个进水点相连接是最抱负状态，只要保证每根配水管流量相等，即可取得均匀布水的要求；因此有必要承受特别的布水安排装置，以保证一根配水管只效劳一个配
7、水点，为了保证每一个进水点到达应得的进水流量，建议承受高于反响器的水箱式(或渠道式)进水安排系统。图 11 给出了一种连续流的布水器形式，这种放开的布水器的个好处是可以简洁用肉眼观看堵塞状况。对高浓度废水由于水力负荷较低，承受脉冲式进水安排装置是一种较好的选择。(3) 应尽可能的(虽然不是必需的)满足污泥床水力搅拌的需要，保证进水有机物与污泥快速混合防止局部产生酸化现象。三、UASB 反响器的主要设备1、反响器的池体有两种根本几何外形的 UASB 反响器：即矩形和圆形。这两种类型的反响器都已大量应用于实际中。圆形反响器具有构造较稳定的优点，同时对于圆形反响器在同样的面积下， 其周长比正方形的少
8、 12。所以圆形池子的建筑费用比具有一样面积的矩形反响器至少要低 12。但是圆形反响器的这一优点仅仅在承受单个池子时才成立， 所以，单个或小的反响器可以建筑成圆形的。而大的反响器常常建成矩形的或方形的。当建立两个或两个以上反响器时， 矩形反响器可以承受共用壁。当建筑多个矩形反响器时有其优越性。对于承受公共壁的矩形反响器，池型的长宽比对造价也有较大的影响。对于大型 UASB 反应器建筑多个池子的系统是有益的，这可以增加处理系统的适应力气。假设有多个反响池的系统，则可能关闭一个进展维护和修理，而其他单元的反响器连续运行。混凝土构造的 UASB 反响器是最为常见的构造和材料型式，但是承受标准化和系列
9、化的设计必需考虑构造的通用性和简洁性，在此根底上形成的系列化设计才能有生命力和推广的价值。(1) 平面布置池体的标准化主要是依据三相分别器的尺寸进展布置的，目前生产的三相分别器的平面尺寸是 2m5m。依据这一形式布置池体有以下几种方式(图 2-3、2-4 和 2-5)。图 2-3 中(a)为整个池外表均承受三相分别器的形式， 而(b)是池顶的一局部承受池体本身构造构成气室；这样可以节约一局部三相分别器的投资。整个池子分成单池单个分别器、双池每池单个分别器和单池两个分别器的形式，很明显假设需要也可以构成双池每池两组分别器的形式。由于三相分别器的尺寸的缘由，所以池子的宽度是以5m 为模数，长度方向
10、是以2m 为模数。原则上假设承受管道或渠道布水，池子的长度是不受限制。如前所述出于反响器的长宽比的范围涉及到建筑物的经济性，所以在上述范围内选择要结合池子组数考虑适当的长宽比。由于反响器的高度推举范围为 46m，表 2-1 给出了 5m 高的反响器的尺寸选择的系列。从原则上讲安排 2m5m 的三相分别器的平面布置还可以有其他多种的平面协作形式如，宽度可以以 2m 为模数，而长度以 10m 为模数。构成4m 5m，4m10m，6m5m，6m10m，6m15m的系列。甚至可以承受三相分别器横竖混合布置的形式。但是考虑通用性和简洁性的原则，推举表2-1 的组合方式。(2) 设备固定形式 三相分别器设
11、备固定的形式可以承受牛腿和工字钢支撑的两种形式(图 2-6)。需要说明的是由于运行过程中，三相分别器的气室内有确定量的沼气，所以会形成比较大的浮力，需要考虑上部的固定措施，固定措施可以借助出水管和出气管，以及其他形式。池底同样可以承受两种不同的形式(图2-7)其中对于典型的 UASB 反响器推举承受因 2-7(b)的形式，由于这种构造可以避开布水不均匀形成的死区问题：同时可以削减布水管的投资，但是会增加确定的土建投资。图 2-8 是承受混凝土反响器的工程图示意，从图见到的是一种可整体安装的三相分别器设计形式。2、三相分别器的设计通过对不同大小三相分别器的分析，可以觉察三相分别器设计的关键是图2
12、-16(b)和(c)圆圈中所示的平行四边形中的流速关系。要求选择合理的缝隙宽度(b)和斜面长度(或遮盖宽度)，以防止 UASB 消化区中产生的气泡被上升的液流夹带入沉淀区，造成污泥流失。由图 2-16(b)可见，当气泡随液流以速度 v 沿分别器缝隙上升时，它同时具有垂直向上的速度Vp。在由B 点移至A 点时，在垂直方向上向上移动距离 AC，因此满足以下关系式：假设气泡的直径和水温，则 Vp 由斯托克斯公式等求出。问题是 V 怎么求， 为了简化问题，同时也为了便利、安全，可按下式求 V：式中：QUASB 装置设计流量B装置宽度； n缝隙条数； b缝隙宽度。以上计算方法也可类推于其它形式的三相分别
13、器的设计，如图 2-16c。水封高度计算 水封高度是把握污泥床反响器小气室高度的参数。依据图 216(c)反响器中气室的高度 h2 是由水封有效高度H 来加以把握。H 的计算值应为：H=h2+h4-H2式中：H为水封后面可能产生的阻力。分别器锥体的高度 h4，一般与所承受的直径有关。h4 值的选择应保证气室出气管畅通无阻，防止浮渣堵塞出气管。从实践来看，气室水面上总是有一层浮渣，浮渣的厚度与水质有关，例如，含难消化短纤维较多的污水，浮渣就较多。因此在选择 h4 时，应当留有浮渣层的高度。此外还需有排放浮渣的出口。当h4 选定后再依据流程的实际状况确定 H2，此时水封的有效高度 H 就能确定。从
14、原则上讲中试装置所承受的 UASB 反响器和相应的三相分别器与试验室装置没有本质的差异。但是，生产性装置需要考虑三相分别器的型式和一些水力学的问题，以及一些工程放大和安装等问题。3、进水安排系统进水安排系统的合理设计对 UASB 处理厂的良好运转是至关重要的，进水系统兼有配水和水力搅拌的功能，为了这两个功能的实现，需要满足如下原则：a) 确保单位面积的进水量根本一样，以防止短路等现象发生；b) 尽可能满足水力搅拌需要，保证进水有机物与污泥快速混合；c) 很简洁观看到进水管的堵塞；d) 当堵塞被觉察后，很简洁被去除。在生产装置中承受的进水方式大致可分为间歇式(脉冲式)、连续流、连续与间歇相结合等
15、方式；从布水管的形式有一管多孔、一管一孔和分枝状等多种形式。1) 连续进水方式(一管一孔)为了确保进水均匀分布，每个进水管线仅仅与一个进水点相连接，是最为抱负的状况。为保证每一个进水点的流量相等，建议用高于反响器的水箱 (或渠道式)进展安排，通过渠道或安排箱之间的三角堰来保证等量的进水。这种系统的好处是简洁观看到堵塞状况。2) 脉冲进水方式我国 UASB 反响器与国外的最为显著的特点是很多承受脉冲进水方式。有些争论者认为脉冲方式进水，使底层污泥交替进展收缩和膨胀，有助于底层污泥的混合。图 3a 为北京环科院承受的一种脉冲布水器的原理图，该系统借鉴了给水中虹吸滤池的布水方式。3) 一管多孔配水方式承受在
