升流式厭氧污泥床(UASB高效厭氧反應(yīng)器)的工作原理
在制藥和化工廢水處理的過程中,大多數(shù)都會(huì)使用到厭氧反應(yīng)。升流式厭氧污泥床UASB,是第二代厭氧反應(yīng)器。該工藝由于具有厭氧過濾及厭氧活性污泥法的雙重特點(diǎn),作為能夠?qū)⑽鬯械奈廴疚镛D(zhuǎn)化成再生清潔能源——沼氣的一項(xiàng)技術(shù)。IC反應(yīng)器是荷蘭PAQUES公司于20世紀(jì)80年代中期在UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上開發(fā)成功的第3代超高效厭氧反應(yīng)器。該工藝是為克服UASB反應(yīng)器所存在的處理中低濃度(CODcr在1500-2000mg/L以下)廢水負(fù)荷及大量產(chǎn)氣所造成的污泥流失的問題而研究開發(fā)的。

UASB(升流式污泥床反應(yīng)器)在廢水處理的過程中,能夠盡可能的將廢水均勻的引入到反應(yīng)器的底部。然后,廢水向上通過絮狀污泥的污泥床。當(dāng)通過污泥床的時(shí)候,廢水和絮狀的污泥,在接觸的過程中,就開始發(fā)生厭氧反應(yīng)。在和污泥進(jìn)行厭氧反應(yīng)的過程中,會(huì)產(chǎn)生大量的氣體。這些氣體的主要成分是甲烷和二氧化碳。這些氣體在廢水中,因?yàn)楦×Χ粩嗌仙?。在上升的過程中,就會(huì)產(chǎn)生氣提作用。在氣提的時(shí)候,就會(huì)產(chǎn)生攪拌的效果,引發(fā)內(nèi)部水力循環(huán)。在污泥層形成的氣體,附著在絮狀污泥上,然后靠氣體的浮力一起升到反應(yīng)器的頂部。在反應(yīng)器的頂部,會(huì)設(shè)置有三相分離器。三相分離器的主要作用,就是能夠使得絮狀污泥撞擊反射板的底部,引發(fā)絮狀污泥和氣體發(fā)生脫離。氣泡釋放之后,污泥就會(huì)因?yàn)橹亓ψ饔?,沉積到污泥床的表面。

絮狀污泥沉淀下來,氣體脫離污泥,會(huì)被收集到頂部的集氣室。集氣室內(nèi)的氣體經(jīng)過匯總,排放到總管,排放總管會(huì)接有水封罐,防止回火,保持壓力。UASB厭氧反應(yīng)器需要考慮腐蝕性問題,廢水中有機(jī)物多,成分復(fù)雜,毒性大,如果沒有防腐措施,設(shè)備在長(zhǎng)期高壓運(yùn)行中,磨損情況就會(huì)比較嚴(yán)重了。UASB厭氧反應(yīng)器的基本構(gòu)造主要有污泥床、污泥懸浮層、沉淀區(qū)、三相分離器等組成。
1.污泥床
污泥床主要是處于UASB厭氧反應(yīng)器的底部,污泥床內(nèi)具有很高的污泥生物量。污泥床上的污泥主要由70%以上的活性生物顆粒污泥組成,正常運(yùn)行的污泥顆粒直徑在0.5-5mm,具有優(yōu)良的沉淀性能。顆粒污泥中生物活性量比較多,而且細(xì)菌種類復(fù)雜。污泥床的容積一般占整個(gè)UASB厭氧反應(yīng)器的30%,它對(duì)整個(gè)反應(yīng)裝置起著極其重要的作用,對(duì)廢水的降解量占據(jù)70%以上,使得污泥床內(nèi)產(chǎn)生大量的沼氣,微小的沼氣氣泡經(jīng)過不斷積累,合并并逐漸形成大的氣泡,最后收集到集氣室內(nèi),傳輸?shù)脚艢饪偣苤小?/p>
2.污泥懸浮層
污泥懸浮層位于污泥床的上部,它占據(jù)整個(gè)UASB厭氧反應(yīng)器的70%。它的污泥濃度要比污泥床底,主要由高度絮凝的污泥組成,一般是非顆粒狀污泥,其沉降速度明顯小一些。污泥床上會(huì)產(chǎn)生很多上升的氣泡,能夠和這個(gè)污泥層形成良好的混合。此時(shí),污泥的濃度呈現(xiàn)逐漸下降的分布狀態(tài),其降解量占據(jù)比較小的比重。但是,效果比較好一點(diǎn)。
3.沉淀區(qū)
沉淀區(qū)位于UASB厭氧反應(yīng)器的頂部,有一個(gè)反射板,它的主要作用是:絮狀污泥在氣泡的上升作用下,碰撞到反射板之后,氣泡脫離污泥。污泥沒有氣泡浮力,就會(huì)因?yàn)橹亓ψ饔贸两迪聛?。從而保證了污泥床的濃度,另外一個(gè)方面,能夠起到緩沖作用,不至于污泥沖擊頂部集氣裝置。
4.三相分離器
三相分離器的主要作用,是將反應(yīng)的過程中所產(chǎn)生的甲烷、二氧化碳等氣體、被處理的液體、反應(yīng)器中的污泥分離開來。將氣體引入到集氣室,進(jìn)一步匯總到排氣總管。將處理之后的水進(jìn)入出水區(qū),將固體的顆粒重新沉降到反應(yīng)區(qū)。它主要是由氣體收集器和折流擋板組成,這是UASB正常運(yùn)行的關(guān)鍵部件。