升流式厌氧污泥床反应器.ppt

3.2 升流式厌氧污泥层反应器（UASB）第一页，编辑于星期六：十九点 九分。一、升流式厌氧污泥层反应器的特征及构造1.1.特征特征升流式厌氧污泥层升流式厌氧污泥层(Upflow Anaerobic Sludge Blanket(Upflow Anaerobic Sludge Blanket，简称简称 UASB)UASB)反应器是荷兰学者莱廷格反应器是荷兰学者莱廷格(Lettinga)(Lettinga)等人在等人在7070年代初开发的，在国外，目前己广泛用于高浓度有机年代初开发的，在国外，目前己广泛用于高浓度有机废水处理，规模较大的容积达废水处理，规模较大的容积达5500m5500m3，每天可产沼气每天可产沼气2000m2000m3 3，COD去除率达85%。1980年代，北京市环境保护研究所、清华大学、哈尔滨建筑工业大学开展了UASB的研究，目前在我国工业废水处理中已得到广泛应用。UASB反应器工作原理如图所示。第二页，编辑于星期六：十九点 九分。第三页，编辑于星期六：十九点 九分。第四页，编辑于星期六：十九点 九分。1.特征 UASB UASB反应器的工艺特征是在反应器的上部设置气、固、液三相分离器，下部为污泥悬浮层区和污泥床区，废水从反应器底部流入，向上升流至反应器顶部流出，由于混合液在沉淀区进行固液分离，污泥可自行回流到污泥床区，这使污泥床区可保持很高的污泥浓度。UASB反应器还具有一个很大特点是能在反应器内实现污泥颗粒化，颗粒污泥的粒径一般为0.l-0.2cm，比重为1.04-1.08，具有良好的沉降性能和很高的产甲烷活性。污泥颗粒化后,反应器内污泥的平均浓度可达50gVSS/L左右，污泥龄一般在 30天以上，而反应器的水力停留时间比较短，所以UASB反应器具有很高的容积负荷，在中温发酵条件下，一般可达10kgCOD/（m3dd）左右，甚至能够高达）左右，甚至能够高达1540kgCOD/1540kgCOD/（mm3d）。UASB反应器不仅适于处理高、中等浓度的有机废水，也适用于处理如城市废水这样的低浓度有机废水。第五页，编辑于星期六：十九点 九分。1.特征 UASB反应器的构造特点(见图3-19-22)是集生物反应与沉淀于一体，结构紧凑。废水由配水系统从反应器底部进入，通过反应区经气、固、液三相分离器后进入沉淀区。气、固、液分离后，沼气由气室收集，再由沼气管流向沼气柜。固体(污泥)由沉淀区沉淀后自行返回反应区，沉淀后的处理水从出水槽排出，勿需设沉淀池和污泥回流装置。UASB反应器内不设搅拌设备，上升水流和沼气产生的气流足可满足搅拌要求。UASB反应器的构造简单，便于操作运行。第六页，编辑于星期六：十九点 九分。第七页，编辑于星期六：十九点 九分。第八页，编辑于星期六：十九点 九分。2.构造反应器主要由下列几部分组成反应器主要由下列几部分组成1)进水配水系统，其主要功能是：将进入反应器的原废水均匀地分配到反应器整个横断面；并均匀上升；起到水力搅拌的作用。这都是反应器高效运行的关键环节。2)2)反应区，是升流式厌氧污泥床的主要部位，包括颗反应区，是升流式厌氧污泥床的主要部位，包括颗粒污泥区和悬浮污泥区。在反应区内存留大量厌氧污粒污泥区和悬浮污泥区。在反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好凝聚和沉淀性能的污泥在池底部形成颗泥，具有良好凝聚和沉淀性能的污泥在池底部形成颗粒污泥层。废水从厌氧污泥床底部流入，与颗粒污泥粒污泥层。废水从厌氧污泥床底部流入，与颗粒污泥层中的污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解有机层中的污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解有机物，同时产生的微小沼气气泡不断地放出。微小气泡物，同时产生的微小沼气气泡不断地放出。微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡。在在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡。在颗粒污泥层上部，由于沼气的搅动，形成一个污泥浓颗粒污泥层上部，由于沼气的搅动，形成一个污泥浓度较小的悬浮污泥层。度较小的悬浮污泥层。第九页，编辑于星期六：十九点 九分。2.构造3)3)三相分离器，由沉淀区、回流缝和气封组成，其功能是将气体(沼气)、固体(污泥)和液体(废水)等三相进行分离。沼气进入气室，污泥在沉淀区进行沉淀，并经回流缝回流到反应区。经沉淀澄清后的废水作为处理水排出反应器。三相分离器的分离效果将直接影响反应器的处理效果。4)气室，也称集气罩，其功能是收集产生的沼气，并将其导出气室送往沼气柜。5)5)处理水排出系统，功能是将沉淀区水面上的处理水，处理水排出系统，功能是将沉淀区水面上的处理水，均匀地加以收集，并将其排出反应器。均匀地加以收集，并将其排出反应器。此外，在反应器内根据需要还要设置排泥系统和浮渣清此外，在反应器内根据需要还要设置排泥系统和浮渣清除系统。除系统。第十页，编辑于星期六：十九点 九分。UASB反应器构造 分类开敞式UASB 反应器封闭式封闭式UASBUASB反应器反应器UASB 反应器的断面形状一般为圆形或矩形。反应器常为钢结构或钢筋混凝土结构。当采用钢结构时，常采用圆形断面，当采用钢筋混凝土结构时，则常用矩形断面。由于三相分离器构造要求，采用矩形断面便于设计和施工。UASB UASB 反应器处理废水一般不加热，利用废水本身的反应器处理废水一般不加热，利用废水本身的水温。如果需要加热提高反应的温度，则采用与对消水温。如果需要加热提高反应的温度，则采用与对消化池加热相同的方法。但反应器一般都采用保温措施，化池加热相同的方法。但反应器一般都采用保温措施，方法同消化池。反应器必须采取防腐蚀措施。方法同消化池。反应器必须采取防腐蚀措施。第十一页，编辑于星期六：十九点 九分。其特点是反应器的顶部不加密封，出水水面是开放的，或加一层不密封的盖板，这种UASB反应器主要适用于处理中低浓度的有机废水。中低浓度废水经UASB反应器处理后,出水中的有机物浓度已较低，所以在沉淀区产生的沼气数量很少，一般不再收集。这种型式反应器构造比较简单，易于施工安装和维修。第十二页，编辑于星期六：十九点 九分。第十三页，编辑于星期六：十九点 九分。其特点是反应器的顶部加盖密封。在液面与地顶之间形成一个气室，可以同时收集反应区和沉淀区产生的沼气。这种型式反应器适用于处理高浓度有机废水或含硫酸盐较高的有机废水。此种型式反应器的池盖也可为浮盖式。第十四页，编辑于星期六：十九点 九分。二、升流式厌氧污泥层反应器的设计UASB 反应器设计的主要内容有下列几项：首先根据处理废水的性质选定适宜的地型和确定有效容积及其主要部位的尺寸，如高、直径、长宽比等。其次，设计进水配水系统、出水系统和三相分离器。此外,还要考虑排泥和刮渣系统。第十五页，编辑于星期六：十九点 九分。1.UASB反应器容积及主要构造尺寸的确定 目前UASB反应器有效容积(包括沉淀区和反应区)均采用进水容积负荷法进行确定，即:V=QHRTVV反应器有效容积，反应器有效容积，mm3 3；Q-Q-废水流量，m3/d；S0 0-进水有机物浓度，进水有机物浓度，gCOD/LgCOD/L或或gBODgBOD5 5/L；Nv v-容积负荷，容积负荷，kgCODkgCOD或或BODBOD5 5/(m3d)；C1、C C2反应常数。第十六页，编辑于星期六：十九点 九分。1.UASB反应器容积及主要构造尺寸的确定容积负荷值与反应器的温度、废水的性质和浓度有关，同时与反应器内是否形成颗粒污泥也有很大关系。对某种废水，反应器的容积负荷一般应通过试验确定，如有同类型的废水处理资料，可以作为参考选用。食品工业废水或与其性质相似的其他工业废水，采用UASB反应器处理，在反应器内往往能够形成厌氧颗粒污泥，不同反应温度下的进水容积负荷可参考表3-19-10所列数据确定，COD去除率一般可达80-90%。但如果反应器内不能形成厌氧颗粒污泥，而主要为絮状污泥，则反应器的容积负荷不可能很高，因为负荷高絮状污泥将会大量流失。所以进水容积负荷一般不超过5kgCOD/(m3/d)/d)。第十七页，编辑于星期六：十九点 九分。不同温度的设计容积负荷 温度（温度（）设计设计容容积负积负荷荷kgCOD/(mkgCOD/(m3 3/d)/d)高温（高温（50-5550-55）中温（中温（30-3530-35）常温（常温（20-2520-25）低温（低温（10-1510-15）20-3020-3010-2010-205-105-102-52-5第十八页，编辑于星期六：十九点 九分。高度反应器的有效通常应通过试验确定。反应器的有效通常应通过试验确定。从设计、运行方面考虑：高度会影响上升流速，高流速增加系统搅动和污泥与进水之间的接触，但流速过高会引起污泥流失。为保持足够多的污泥，上升流速不能超过一定的限值，从而使反应器的高度受到限制；高度与CO2溶解度有关，反应器越高CO2溶解的浓度越高，因此，pH值越低。如pH值低于最优值，会危害甲烷菌的生长。从经济上考虑：士方工程随池深增加而增加，但占地面积则相反；考虑当地的气候和地形条件，一般将反应器建成半地下式，减少建筑高度和保温费用。现行生产性装置的有效高度常采用4-6m。低浓度废水，水力停留时间较短，常采用较小的高度，浓度较高的废水水力停留时间长，则常采用较大的反应器高度。第十九页，编辑于星期六：十九点 九分。面积在同样的下正方形池的周长比矩形池要小，矩形在同样的下正方形池的周长比矩形池要小，矩形UASBUASB需要更多的建筑材料。以截面积为需要更多的建筑材料。以截面积为60m60m2的反应器为例，30m20m的反应器与15m40m的反应器周长相差的反应器周长相差10%10%，这意味着建筑费用要增加，这意味着建筑费用要增加10%10%。但从布水均匀性。但从布水均匀性考虑，矩形的长考虑，矩形的长/宽比较大较为合适，同时考虑经济性，宽比较大较为合适，同时考虑经济性，矩形池的长矩形池的长/宽比在宽比在2:12:1以下较为合适。长以下较为合适。长/宽比在宽比在4:14:1时时费用增加十分显著。费用增加十分显著。圆形反应器在同样的面积下，其周长比正方形的少12%。但这一优点仅仅在采用单池时才成立。当建立两个或两个以上反应器时，矩形反应器可以采用共用壁。对于采用公共壁的矩形反应器，池型的长宽比对造价也有较大的影响。如果不考虑其他因素，这是一个在设计中需要优化的参数。第二十页，编辑于星期六：十九点 九分。座数为了运行的灵活性为了运行的灵活性,同时考虑维修的可能，一般设二座或同时考虑维修的可能，一般设二座或二以上反应器，即分格化。这样，单座反应器尺寸不会二以上反应器，即分格化。这样，单座反应器尺寸不会过大，可避免体积过大带来的布水均匀性问题；同时多过大，可避免体积过大带来的布水均匀性问题；同时多个反应器对系统的启动是有利的，可首先启动一个，再个反应器对系统的启动是有利的，可首先启动一个，再用这个反应器的污泥去接种其他反应器；另外，有利于用这个反应器的污泥去接种其他反应器；另外，有利于维护与检修，可放空一个反应器进行检修而不影响系统维护与检修，可放空一个反应器进行检修而不影响系统的运行。的运行。由于反应器的水平面积一般与三相分离器的沉淀面积由于反应器的水平面积一般与三相分离器的沉淀面积相同，所以确定的水平面积必须用沉淀区的表面负荷相同，所以确定的水平面积必须用沉淀区的表面负荷来校核，如不适合，则必须改变反应器的高度或加大来校核，如不适合，则必须改变反应器的高度或加大三相分离器沉淀区的面积。三相分离器沉淀区的面积。第二十一页，编辑于星期六：十九点 九分。2.进水配水系统的设计 进水配水系统兼有配水和水力搅拌的功能，所以必须满足以下各项要求：进水必须在反应器底部均匀分配，确保各单位面积的进水量基本相同，以防止短路或表面负荷不均匀等现象发生。应满足污泥床水力搅拌的需要，要同时考虑水力搅拌与产生的沼气搅拌，使污泥区达到完全混合的效果，确保进水有机物与污泥迅速混合，防止局部产生酸化现象。第二十二页，编辑于星期六：十九点 九分。2.进水配水系统的设计 UASB UASB反应器进水配水系统有多种形式，进水方式大致反应器进水配水系统有多种形式，进水方式大致可分为间歇式（脉冲式）、连续流、连续与间歇相结合可分为间歇式（脉冲式）、连续流、连续与间歇相结合等方式等方式 ：(1)(1)树枝管式配水系统树枝管式配水系统 为了配水均匀一般采用对称布置，各支管出水口向下距为了配水均匀一般采用对称布置，各支管出水口向下距池底约池底约 2Ocm 2Ocm，位于所服务面积的中心。管口对准的池，位于所服务面积的中心。管口对准的池底所设的反射锥体，使射流向四周散开，均布于池底，底所设的反射锥体，使射流向四周散开，均布于池底，一般出水口直径采用一般出水口直径采用15-20mm15-20mm，每个出水口服务面积，每个出水口服务面积为为2-4m2-4m2。但是在温度低于20或低负荷的情况，产气率较低并且污泥和进水的混合不充分时，需要较高密度的布水点。对于城市污水，De Man和Van derLast(1990)建议1-2m2/孔。这种形式的配水系统的特点是比较简单，只要施工安装正确，配水能够基本达到均匀分布的要求。第二十三页，编辑于星期六：十九点 九分。第二十四页，编辑于星期六：十九点 九分。2.进水配水系统的设计(2)(2)穿孔管配水系统 为了配水均匀，配水管中心距可采用为了配水均匀，配水管中心距可采用l.0-2.Oml.0-2.Om，出水孔，出水孔距也可采用距也可采用1.0-2.0m1.0-2.0m，孔径一般为，孔径一般为lO-20mmlO-20mm，常采用，常采用15mm15mm，孔口向下或与垂线呈，孔口向下或与垂线呈450450方向，每个出水孔服方向，每个出水孔服务面积一般为务面积一般为2-4m22-4m2。配水管的直径最好不小于。配水管的直径最好不小于100mm100mm，配水管中心距池底一般为，配水管中心距池底一般为20-25cm20-25cm。为了使穿孔管各。为了使穿孔管各孔出水均匀，要求出口流速不小于孔出水均匀，要求出口流速不小于2m/s2m/s，使出水孔阻力，使出水孔阻力损失大于穿孔管的沿程阻力损失，为了增大出水孔的流损失大于穿孔管的沿程阻力损失，为了增大出水孔的流速速,可采用脉冲间歇进水。可采用脉冲间歇进水。第二十五页，编辑于星期六：十九点 九分。2.进水配水系统的设计(3)多点多管配水系统 此种配水系统的特点是一根配水管只服务一个配水点，配水管根数与配水点数相同。只要保证每根配水管流量相等，则即可达到每个配水点流量相等的要求。一般多采用配水渠道通过三角堰把废水均匀流入配水管的方式。也有在反应器不同高度设置配水管和配水点。国外有些专利采用脉冲配水器，每根管是间歇进水的，但整个反应器是连续进水的。第二十六页，编辑于星期六：十九点 九分。2.进水配水系统的设计第二十七页，编辑于星期六：十九点 九分。2.进水配水系统的设计配水系统的形式确定后，就可进行管道布置、计算管径和水头损失。根据水头损失和反应器(或配水渠)水面和调节池(或集水池)水面高程差计算进水水泵所需的扬程，可以选择合适的水泵。第二十八页，编辑于星期六：十九点 九分。3.三相分离器设计(l)三相分离器的基本构造 三相分离器的型式是多种多样的，但其三项主要功能均为:气液分离、固液分离和污泥回流三个功能；主要组成部分为气封、沉淀区和回流缝。图3-19-28 所示为三相分离器的基本构造形式。a式构造简单，但泥水分离的情况不佳，在回流缝同时存在上升和下降两股流体，相互干扰，污泥回流不通畅。c式也存在类似情况。b式的构造较为复杂，但污泥回流和水流上升互不干扰，污泥回流通畅，泥水分离效果较好，气体分离效果也较好。第二十九页，编辑于星期六：十九点 九分。3.三相分离器设计第三十页，编辑于星期六：十九点 九分。3.三相分离器设计(2)三相分离器的布置形式 三相分离器有多种多样的布置形式，下面将列出常用的三相分离器有多种多样的布置形式，下面将列出常用的几种形式。对于容积较大的几种形式。对于容积较大的UASBUASB反应器，往往有若干反应器，往往有若干个连续安装的三相分离器系统个连续安装的三相分离器系统 第三十一页，编辑于星期六：十九点 九分。(3)三相分离器的设计方法 三相分离器的设计可分为三个内容：沉淀区设计、回流缝设计和气液分离设计。本节将以图3-19-28c为例来说明设计计算方法。图3-19-30为三相分离器设计计算断面的几何关系图。第三十二页，编辑于星期六：十九点 九分。三相分离器计算 三相分离器设计计算断面的几何关系图 第三十三页，编辑于星期六：十九点 九分。沉淀区设计：三相分离器沉淀区的设计方法与普通二次沉淀池的设计相似，主要考虑两项因素，即沉淀面积和水深。沉淀区的面积根据废水量和沉淀区的表面负荷确定，由于在沉淀区的厌氧污泥与水中残余的有机物尚能产生生化反应，有少量的沼气产生，对固液分离有一定的干扰。这种情况在处理高浓度有机废水时可能更为明显，所以建议表面负荷一般应1.Om3/(m/(m2 h)h)。图3-19-29C形式三相分离器集气罩(气室)顶以上的复盖水深可采用0.5-l.Om，集气罩斜面的坡度应采用550-600，沉淀区斜面(或斗)的高度建议采用0.5-1.Om。不论何种形式三相分离器，其沉淀区的总水深1.5m，并保证在沉淀区的停留时间介于1.5-2.Oh。如能满足上述条件,则可取得良好的固液分离效果。第三十四页，编辑于星期六：十九点 九分。回流缝设计：三相分离器由上、下二组重叠的三角形集气罩所组成，根据图3-19-30所示的几何关系可得:b b1 1=h=h3 3/tgb b1 1下三角形集气罩底的1/2宽度，m；下三角形集气罩斜面的水平夹角，一般可采用550-60-600；h h3下三角形集气罩的垂直高，mm。b b2=b-2b=b-2b1 1b2-相邻二个下三角形集气罩之间的水平距离，m，即污泥的回流缝之一；b-b-单元三相分离器的宽度，单元三相分离器的宽度，mm。第三十五页，编辑于星期六：十九点 九分。回流缝设计：下三角形集气罩之间的污泥回流缝中混合液的上升流速(1)可用下式计算:式中1-回流缝中混合液上升流速，回流缝中混合液上升流速，m/hm/h；Q-反应器设计废水流量，m3/h；S1-下三角形集气罩回流缝的总面积，下三角形集气罩回流缝的总面积，mm2，其值可用下式表示:S S1 1=b=b2 2ln nl-反应器的宽度，即三相分离器的长度，反应器的宽度，即三相分离器的长度，mm；n-n-反应器的三相分离器单元数。反应器的三相分离器单元数。为了使回流缝的水流稳定，污泥能顺利地回流，建议流速12m/h 0.2m。为了使回流缝和沉淀区的水流稳定，确保良好的固液分离效果和污泥的顺利回流，要求满足下列条件：21 12.0m/s第三十七页，编辑于星期六：十九点 九分。气液分离设计：由图3-19-30可知，欲达到气液分离目的，上下二组三角形集气罩的斜边必须重叠，重叠的水平距离(AB的水平投影)越大，气体分离效果越好，去除气泡的直径越小，对沉淀区固液分离效果的影响越小。所以，重叠量的大小是决定气液分离效果好坏的关键。第三十八页，编辑于星期六：十九点 九分。气液分离设计：由图由图3-19-303-19-30可知，由反应区上升的水流从下三角形集可知，由反应区上升的水流从下三角形集气罩回流缝过渡到上三角形集气罩回流缝再进入沉淀区，气罩回流缝过渡到上三角形集气罩回流缝再进入沉淀区，其水流状态比较复杂。当混合液上升到其水流状态比较复杂。当混合液上升到A A点后将沿着点后将沿着ABAB方向斜面流动，并设流速为方向斜面流动，并设流速为a，同时假定A点的气泡以速度b 垂直上升，所以气泡的运动轨迹将沿着a a和和b b合成速度的方向运动，根据速度合成的平行四边形法则,则有:要使气泡分离后进入沉淀区的必要条件是:第三十九页，编辑于星期六：十九点 九分。气泡上升速度气泡上升速度(b b)与其直径、水温、液体和气体的密度、废水的粘滞系数等因素有关。当气泡的直径很小(d0.l mm)时，在气泡周围的水流呈层流状态,Rel，这时气泡的上升速度可用斯托克斯(Stokes)公式计算。即式中式中 b b-气泡上升速度，气泡上升速度，cm/scm/s；d-d-气泡直径，气泡直径，cmcm；1、g-废水密度，沼气密度废水密度，沼气密度g/cmg/cm3；-废水的动力粘滞系数，废水的动力粘滞系数，g/(cms)g/(cms)；=1-废水的运动粘滞系数，废水的运动粘滞系数，cmcm2/s/s；-碰撞系数，可取碰撞系数，可取0.95 0.95。气液分离设计：第四十页，编辑于星期六：十九点 九分。4.出水系统的设计 出水的均匀排除也是保证反应器均匀稳定运行的关键，尤其对固液分离的影响较大。UASB反应器的出水槽布置与三相分离器沉淀区设计有关，通常每个单元三相分离器设一个出水槽，常用的两种布置形式，当处理的废水中含有蛋白质和脂肪或含有大量悬浮固体时，出水一般也挟带有大量悬浮固体或漂浮污泥，为了减少出水悬浮固体量，在出水槽前设置挡板，这样可减少出水中悬浮固体数量,有利于提高出水水质。第四十一页，编辑于星期六：十九点 九分。出水槽的宽度常采用2Ocm，深度由计算确定。4.出水系统的设计 第四十二页，编辑于星期六：十九点 九分。出水槽与三相分离器集气罩成一整体，有助于实现装配化，简化加工和安装过程。当UASB反应器为封闭式时，总出水管必须通过一个水封，以防漏气和确保厌氧条件。4.出水系统的设计 第四十三页，编辑于星期六：十九点 九分。5.浮渣清除系统设计在处理含蛋白质或脂肪较高的工业废水时，这些化合在处理含蛋白质或脂肪较高的工业废水时，这些化合物的存在会促进泡沫的产生和污泥的漂浮，在集气室物的存在会促进泡沫的产生和污泥的漂浮，在集气室和反应器的液面可能形成一层很厚的浮渣层，对正常和反应器的液面可能形成一层很厚的浮渣层，对正常运行会带来一些问题，如阻碍沼气的顺利释放，或堵运行会带来一些问题，如阻碍沼气的顺利释放，或堵塞出气管，导致部分沼气从沉淀区逸出，干扰了沉淀塞出气管，导致部分沼气从沉淀区逸出，干扰了沉淀区的沉淀效果，为了清除浮渣层，必须设置专门的清区的沉淀效果，为了清除浮渣层，必须设置专门的清除设备或采取预防措施。除设备或采取预防措施。在沉淀区液面产生的浮渣层，可用刮渣机清除，它们在沉淀区液面产生的浮渣层，可用刮渣机清除，它们的构造与沉淀池和气浮池的刮渣机相同。的构造与沉淀池和气浮池的刮渣机相同。在气室形成的浮渣，难于清除，可用定期进行循环水在气室形成的浮渣，难于清除，可用定期进行循环水或沼气反冲等方法减少或去除。这时必须设置冲洗管或沼气反冲等方法减少或去除。这时必须设置冲洗管和循环水泵和循环水泵(或气泵或气泵)。第四十四页，编辑于星期六：十九点 九分。6.排泥系统设计UASB 反应器污泥床区均匀排泥也是使反应器正常工反应器污泥床区均匀排泥也是使反应器正常工作的重要因素，因为大型反应器一般都不设污泥斗，作的重要因素，因为大型反应器一般都不设污泥斗，池底面积又较大，所以不宜集中在一点排泥，否则污池底面积又较大，所以不宜集中在一点排泥，否则污泥床区的污泥分布不均匀，在排泥口附近的污泥浓度泥床区的污泥分布不均匀，在排泥口附近的污泥浓度会大大降低，从而影响该处出水的处理效果，因此必会大大降低，从而影响该处出水的处理效果，因此必须进行均匀的多点排泥。排泥点设多少合适，尚有待须进行均匀的多点排泥。排泥点设多少合适，尚有待于在实践中总结，建议每于在实践中总结，建议每10m10m2 2设一个排泥口。当采用设一个排泥口。当采用穿孔管配水系统时，同时把穿孔管兼作排泥管是较为适穿孔管配水系统时，同时把穿孔管兼作排泥管是较为适宜的。专设排泥管管径一般不小于宜的。专设排泥管管径一般不小于200mm200mm，以防堵塞。，以防堵塞。为了运行方便，可在反应器高为了运行方便，可在反应器高1/21/2处或三相分离器下处或三相分离器下0.5m0.5m处再设一个排泥口。沿反应器高度均匀地设处再设一个排泥口。沿反应器高度均匀地设 5-6 5-6 个污泥取样管。个污泥取样管。第四十五页，编辑于星期六：十九点 九分。三、升流式厌氧污泥层反应器应用实例19731973年至年至19771977年，在瓦根宁根年，在瓦根宁根(Wagerlingen)(Wagerlingen)农业大农业大学和德勒夫学和德勒夫(Delft)(Delft)大学的帮助下，荷兰大学的帮助下，荷兰CSMCSM甜菜糖甜菜糖业公司先后进行了容积为业公司先后进行了容积为6m6m3 3、30m30m3和和200m200m3 的半生产性和生产性装置的试验。在中温(35左右)条件下，6m3装置的容积负荷达到了装置的容积负荷达到了36kgCOD/36kgCOD/（mm3 3dd），），生产性装置达到了15kgC0D/（m3d），COD去除去除率为率为70-90%70-90%。其后。其后,原联邦德国、比利时和美国等国原联邦德国、比利时和美国等国的学者用的学者用UASBUASB装置进行了处理土豆淀粉加工废水、屠装置进行了处理土豆淀粉加工废水、屠宰废水、宰废水、罐头加工废水、甲醇废水、糖蜜废水、酒精罐头加工废水、甲醇废水、糖蜜废水、酒精废水等各种规模的试验，均取得了较好的处理效果。到废水等各种规模的试验，均取得了较好的处理效果。到19901990年年9 9月，国外已有月，国外已有205205座座UASBUASB的生产性装置投入运的生产性装置投入运行。最近有些国家已把行。最近有些国家已把UASBUASB反应器成功地应用于处理反应器成功地应用于处理城市废水。城市废水。第四十六页，编辑于星期六：十九点 九分。废废水水类类型型使用国家使用国家装置数装置数设计负设计负荷荷kgCOD/(mkgCOD/(m3 3d)d)反反应应器体器体积积（m m3 3）温度温度()()荷荷兰兰7 712.5-1712.5-17200-1700200-170030-3530-35甜菜制糖甜菜制糖原原联联邦德国邦德国2 29 9，121223002300，1500150030-3530-35奥地利奥地利1 18 83040304030-3530-35荷荷兰兰8 85-115-11240-1500240-150030-3530-35土豆加工土豆加工美国美国1 16 62200220030-3530-35瑞士瑞士1 18.58.560060030-3530-35土豆淀粉土豆淀粉荷荷兰兰2 210.310.3，10.910.917001700，5500550030-3530-35美国美国1 111.111.11800180030-3530-35玉米淀粉玉米淀粉荷荷兰兰1 110-1210-1290090030-3530-35荷荷兰兰1 16.56.550050030-3530-35小麦淀粉小麦淀粉爱爱尔尔兰兰1 19 92200220030-3530-35澳大利澳大利亚亚1 19.39.34200420030-3530-35大麦淀粉大麦淀粉芬芬兰兰1 18 842042030-3530-35酒精酒精荷荷兰兰1 1161670070030-3530-35原原联联邦德国邦德国1 19 92300230030-3530-35美国美国1 17 72100210030-3530-35第四十七页，编辑于星期六：十九点 九分。酵母酵母美国美国2 210.810.8，10.310.350005000，1800180030-3530-35沙特阿拉伯沙特阿拉伯1 110.510.595095030-3530-35荷荷兰兰1 15-105-10140014002323啤酒啤酒美国美国1 114144600460030-3530-35美国美国1 15.75.7150015002020屠宰屠宰荷荷兰兰1 13-53-56006002424牛奶牛奶加拿大加拿大1 16-86-84504502424荷荷兰兰2 28-108-1010001000，7407402424造造纸纸荷荷兰兰1 14 47407402020荷荷兰兰1 15-65-6220022002525蔬菜罐蔬菜罐头头荷荷兰兰1 1101037537530-3530-35美国美国1 1111150050030-3530-35白酒白酒泰国泰国1 115153000300030-3530-35城市城市废废水水印度印度1 12.32.312001200常温常温哥哥伦伦比比亚亚1 12 266006600常温常温第四十八页，编辑于星期六：十九点 九分。四、UASB的运行管理1、厌氧污泥床的投产（1）向反应器内灌满清水，检查反应器及管道有无漏水现象，接着对反应器及输气管道进行气密实验。把内压加到3432.33Pa（1mm水柱=9.80665Pa），稳定15min后测压力变化。当气压降小于98Pa，可认为池体气密性符合要求；否则应采取补救措施，再按上述方法试验，直至合格为止。第四十九页，编辑于星期六：十九点 九分。1、厌氧污泥床的投产（2）污泥接种 接种污泥可通过以下三途径获得。接种污泥可通过以下三途径获得。直接接种法 直接投入已培养好的颗粒污泥。这种方法反应器投产快。间接接种法 用城市废水处理厂消化污泥，在反应器内，用人工基质进行培养,形成颗粒污泥，再逐步加大被处理水量。采用此法可创造微生物最佳的生长条件，颗粒化过程最易实现。直接培养法 采用消化污泥接种，用被处理水进行培养形成颗粒污泥。本法在处理食品废水中已获成功。由于废水不同,一般需34个月。第五十页，编辑于星期六：十九点 九分。启动要点：a.最好一次投加足够量的接种污泥。根据经验，接种污泥投加量为4060kgVSS/m3。b.从污泥床流出的污泥一般不需回流，以使沉淀性能差的污泥连续地从污泥床流出，使比重大的污泥在床内积累，并促进其增殖进行颗粒化。c.启动开始进水COD浓度较低时，污泥颗粒化快。若废水COD浓度超过5000mg/L时，需用出水或清水进行稀释。d.启动开始时污泥负荷应低于0.10.2kgCOD/(kgVSSd)。第五十一页，编辑于星期六：十九点 九分。e.为促进污泥颗粒化，反应区内的最小空塔上升流速(或表面水力负荷)为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体分开，使小颗粒污泥发展为大颗粒。试验表明,当表面水力负荷在0.25m3/(m2h)以上时，会产生水力分级现象。f.可降解的COD去除率达到80%左右时，才能逐渐增加有机物容积负荷。g.乙酸浓度应控制在1000mg/L以下。若废水中原有的或在发酵过程中产生的各种挥发性有机酸浓度高时，不应再提高有机容积负荷。启动要点：第五十二页，编辑于星期六：十九点 九分。2、反应器运行控制要点UASB反应器的工艺运行主要受接种污泥的性质及数量、进水水质（有机物基质浓度及种类、营养比、悬浮固体含量、有毒有害物质）、反应器的工艺条件（处理负荷，包括水力负荷、污泥负荷和有机负荷。反应器温度、pH值与碱度、挥发酸含量）等的影响。下面将几个主要的因素加以介绍。第五十三页，编辑于星期六：十九点 九分。（1）进水基质的类型及营养比的控制 为满足厌氧微生物的营养要求，运行过程中需保证一定比例的营养物数量。运行中主要控制厌氧反应器中的CNP比例。一般应控制CNP在（200300）51为宜。在反应器启动时，稍加一些氮素有利于微生物的生长繁殖。第五十四页，编辑于星期六：十九点 九分。（2）进水中悬浮固体浓度的控制对进水中悬浮固体（SS）浓度的严格控制要求是UASB反应器处理工艺与其他厌氧处理工艺的明显不同之处。对低浓度废水而言，其废水中的SS/COD的典型值为0.5，对于高浓度有机废水而言，一般应将SS/COD的比值控制在0.5以下。第五十五页，编辑于星期六：十九点 九分。（3）有毒有害物质的控制氨氮（NH3 3-N-N）浓度的控制：氨氮浓度的高低对浓度的控制：氨氮浓度的高低对厌氧微生物产生厌氧微生物产生2 2种不同影响。当其浓度在种不同影响。当其浓度在50200mg/L 50200mg/L 时时,对反应器中的厌氧微生物有剌激作对反应器中的厌氧微生物有剌激作用；浓度在用；浓度在1500300Omg/L1500300Omg/L时，将对微生物产生明时，将对微生物产生明显的抑制作用。一般宜将氨氮浓度控制在显的抑制作用。一般宜将氨氮浓度控制在100Omg/L100Omg/L以下。以下。硫酸盐（SO4 42-）浓度的控制：浓度的控制：UASBUASB反应器中的硫反应器中的硫酸盐离子浓度不应大于酸盐离子浓度不应大于500Omg/L,500Omg/L,在运行过程中在运行过程中UASBUASB的的COD/SOCOD/SO42-比值应大于比值应大于1010。其他有毒物质：导致UASB反应器处理工艺失败的原因,除上述几种以外,其他有毒物质的存在也必须加以十分注意。这些物质主要是：重金属、碱土金属、三氯甲烷、氰化物、酚类、硝酸盐和氯气等。第五十六页，编辑于星期六：十九点 九分。（4）碱度和挥发酸浓度的控制碱度（HCO3-）：操作合理的反应器中的碱度一般应控制在2000400Omg/L之间，正常范围为1000500Omg/L。在UASB 反应器中，挥发酸的安全浓度控制在200Omg/L（以 HAC 计）以内,当VFA的浓度小于20Omg/L时,一般是最好的。第五十七页，编辑于星期六：十九点 九分。（5）沼气产量及其组分 当反应器运行稳定时，沼气中的CH4含量和CO2的含量也是基本稳定的。其中甲烷的含量一般为65%75%，二氧化碳的含量为20%30%。沼气中的氢（H2）含量一般测不出，如其含量较多，则说明反应器的运行不正常。当沼气中含有硫化氢气体时，反应器将受到严重的抑制而使甲烷和二氧化碳的含量大大降低。厌氧反应过程中的沼气产量及其组分的变化直接反映了处理工艺的运行状态。第五十八页，编辑于星期六：十九点 九分。3、运行异常时的对策反应器运行中容易发生的异常现象主要有：产气量下降、上清液水质恶化、气泡异常等。这些现象的处理对策同厌氧消化池。下面介绍悬浮生长厌氧反应器中其它异常现象的成因及对策：第五十九页，编辑于星期六：十九点 九分。丝状菌膨胀丝状菌膨胀丝状菌膨胀丝状菌膨胀 因丝状微生物引起的污泥膨胀是好氧活性污泥法污水处理厂难以因丝状微生物引起的污泥膨胀是好氧活性污泥法污水处理厂难以对付的问题，这种异常情况同样也会在厌氧悬浮生长工艺中发生。对付的问题，这种异常情况同样也会在厌氧悬浮生长工艺中发生。a.a.a.a.丝状菌膨胀的成因丝状菌膨胀的成因丝状菌膨胀的成因丝状菌膨胀的成因 如前所述，丝状菌膨胀将造成悬浮生长的工艺中重如前所述，丝状菌膨胀将造成悬浮生长的工艺中重力沉淀池中的污泥难以沉淀，从而无法保证良好的出水水质与消化池中一力沉淀池中的污泥难以沉淀，从而无法保证良好的出水水质与消化池中一定的污泥浓度。定的污泥浓度。丝状菌占优势一般与完全混合反应器中低有机负荷有关，因为在完丝状菌占优势一般与完全混合反应器中低有机负荷有关，因为在完全混合反应器中基质浓度非常低的情况存在着生物体对基质的竞争，全混合反应器中基质浓度非常低的情况存在着生物体对基质的竞争，丝状菌具有相对较高的比表面积以及较低的半速率常数丝状菌具有相对较高的比表面积以及较低的半速率常数KSKS值，在竞值，在竞争中丝状菌处于优势地位，竞争的结果使得污泥中丝状菌的比例过争中丝状菌处于优势地位，竞争的结果使得污泥中丝状菌的比例过高导致污泥难以沉降。高导致污泥难以沉降。贺延龄等观察到完全混合式庆氧接触法由于中等大小的负荷贺延龄等观察到完全混合式庆氧接触法由于中等大小的负荷1kg/(m1kg/(m3 3d)d)发生丝状菌繁殖而使运行失常的情况。该处理装置运行中采用较发生丝状菌繁殖而使运行失常的情况。该处理装置运行中采用较长的水力停留时间长的水力停留时间(数天到一周数天到一周),),进出水进出水BODBOD浓度分别为浓度分别为7000mg/L7000mg/L和和300mg/L,300mg/L,结果发现厌氧污泥中产甲烷丝菌属占优势，结果发现厌氧污泥中产甲烷丝菌属占优势，导致反应器出水导致反应器出水SSS