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UASB反應(yīng)器可分為兩個(gè)區(qū)域,反應(yīng)區(qū)和氣、液、固三相分離區(qū)。在反應(yīng)區(qū)下部,是由沉淀性能良好的污泥(顆粒污泥或絮狀污泥),形成厭氧污泥床。當(dāng)廢水由反應(yīng)器底部進(jìn)入反應(yīng)器后,由于水的向上流動和產(chǎn)生的大量氣體上升形成了良好的自然攪拌作用,并使一部分污泥在反應(yīng)區(qū)的污泥床上方形成相對稀薄的污泥懸浮層。懸浮液進(jìn)入分離區(qū)后,氣體首先進(jìn)入集氣室被分離,含有懸浮液的廢水進(jìn)入分離區(qū)的沉降室,由于氣體已被分離,在沉降室擾動很小,污泥在此沉降,由斜面返回反應(yīng)區(qū)。
UASB反應(yīng)器運(yùn)行的三個(gè)重要前提
1、反應(yīng)器內(nèi)形成沉淀性能良好的顆粒污泥或絮狀污泥。
2、由于產(chǎn)氣和進(jìn)水的均勻分布所形成的良好的自然攪拌作用。
3、合理的三相分離器使沉淀性能良好污泥能保留在反應(yīng)區(qū)內(nèi)。
UASB反應(yīng)器啟動運(yùn)行的四個(gè)階段
對于一個(gè)新建的UASB反應(yīng)器來說,啟動過程主要是用未經(jīng)馴化的絮狀污泥對其進(jìn)行接種,并經(jīng)過一定時(shí)間的啟動調(diào)試運(yùn)行,使反應(yīng)器達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷并實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的去除效果,通常這一過程會伴隨著污泥顆粒化的實(shí)現(xiàn),因此也稱為污泥的顆?;?/p>
由于厭氧微生物,特別是甲烷菌增殖很慢,厭氧反應(yīng)器的啟動需要很長時(shí)間。
但是,一旦啟動完成,在停止運(yùn)行后的再次啟動可以迅速完成。
UASB反應(yīng)器調(diào)試運(yùn)行控制工藝參數(shù)
1、反應(yīng)溫度(常溫)
35±2℃,指反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)液的溫度,高出細(xì)菌的生長溫度的上限,將導(dǎo)致細(xì)菌死亡。當(dāng)溫度下降并低于溫度范圍的下限時(shí),從整體上講,細(xì)菌不會死亡,而只是逐漸停止或減弱代謝活動,菌種處于休眠狀態(tài)。
2、pH值
pH值是影響厭氧消化過程的重要因素,許多研究結(jié)果和實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,厭氧消化需要一個(gè)相對穩(wěn)定的pH值范圍,對于以產(chǎn)甲烷為主要目的的厭氧過程來說,ph值范圍為6.8~7.8,最佳PH值范圍為6.8~7.2。pH值范圍是指UASB反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)區(qū)的pH,而不是進(jìn)液的pH。因?yàn)閺U水進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi),生物化學(xué)過程和稀釋作用可以迅速改變進(jìn)液的pH值。對pH值改變最大的影響因素是酸的形成,特別是乙酸的形成。因此含有大量溶解性碳水化合物(如糖、淀粉)等廢水進(jìn)入反應(yīng)器后pH將迅速降低。而乙酸化的廢水進(jìn)入反應(yīng)器后pH將上升。對于含大量蛋白質(zhì)或氨基酸的廢水,由于氨的形成,pH會略有上升。對不同的廢水可選擇不同的進(jìn)液pH值。
3、出水VFA的濃度與組成
因?yàn)閂FA的去除程度可以直接反映出反應(yīng)器運(yùn)行的狀況,在正常情況下,底物由酸化菌轉(zhuǎn)化為VFA,VFA可被甲烷菌轉(zhuǎn)化甲烷,因此甲烷菌活躍時(shí),出水VFA濃度較低,當(dāng)出水VFA濃度低于3mmol/l(或200mg乙酸/L)時(shí),反應(yīng)器運(yùn)行狀態(tài)最為良好。
4、營養(yǎng)物與微量元素
主要營養(yǎng)物氮、磷、鉀和硫等以及其他的生長必須的微量元素。例如(Fe、Ni、Co)應(yīng)當(dāng)滿足微生物生長的需要。一般N和P的要求大約為COD:N:P=(350~500):5:1,但由于發(fā)酵產(chǎn)酸菌的生長速率大大高于甲烷菌,因此較為精確的估算應(yīng)當(dāng)是COD:N:P:S=(50/Y):5:1,其中Y為細(xì)胞產(chǎn)率,對于發(fā)酵產(chǎn)酸菌Y=0.15;對于產(chǎn)甲烷菌Y=0.03,此外,甲烷菌細(xì)胞組成中有較高濃度的鐵、鎳和鈷。
5、毒物
毒性化合物應(yīng)當(dāng)?shù)陀谝种茲舛然驊?yīng)給于污泥足夠的馴化時(shí)間。如:氨氮、無機(jī)硫化物、鹽類、重金屬、非極性有機(jī)化合物(揮發(fā)性脂肪酸)等,在運(yùn)行中都要根據(jù)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行判斷,及時(shí)調(diào)整處理。