升流式厭氧污泥床(UASB)工藝

一、UASB的由來(lái)：

1971年荷蘭瓦格寧根(Wageningen)農業(yè)大學(xué)拉丁格(Lettinga)教授通過(guò)物理結構設計，利用重力場(chǎng)對不同密度物質(zhì)作用的差異，發(fā)明了三相分離器。使活性污泥停留時(shí)間與廢水停留時(shí)間分離，形成了上流式厭氧污泥床(UASB)反應器的雛型。1974年荷蘭CSM公司在其6m3反應器處理甜菜制糖廢水時(shí)，發(fā)現了活性污泥自身固定化機制形成的生物聚體結構，即顆粒污泥(granular sludge)。顆粒污泥的出現，不僅促進(jìn)了以UASB為代表的第二代厭氧反應器的應用和發(fā)展，而且還為第三代厭氧反應器的誕生奠定了基礎。

二、UASB工藝的基本原理

UASB由污泥反應區、氣液固三相分離器(包括沉淀區)和氣室三部分組成。在底部反應區內存留大量厭氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進(jìn)行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機物，把它轉化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過(guò)程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡，在污泥床上部由于沼氣的攪動(dòng)形成一個(gè)污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進(jìn)入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時(shí)，折向反射板的四周，然后穿過(guò)水層進(jìn)入氣室，集中在氣室沼氣，用導管導出，固液混合液經(jīng)過(guò)反射進(jìn)入三相分離器的沉淀區，污水中的污泥發(fā)生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿著(zhù)斜壁滑回厭氧反應區內，使反應區內積累大量的污泥，與污泥分離后的處理出水從沉淀區溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

三、UASB工藝的主要優(yōu)點(diǎn)

厭氧生物處理過(guò)程能耗低;有機容積負荷高，一般為5-10kgCOD/m3·d，最高的可達30-50kgCOD/m3.d;剩余污泥量少;厭氧菌對營(yíng)養需求低、耐毒性強、可降解的有機物分子量高;耐沖擊負荷能力強;產(chǎn)出的沼氣是一種清潔能源。

在全社會(huì )提倡循環(huán)經(jīng)濟，關(guān)注工業(yè)廢棄物實(shí)施資源化再生利用的今天，厭氧生物處理顯然是能夠使污水資源化的優(yōu)選工藝。近年來(lái)，污水厭氧處理工藝發(fā)展十分迅速，各種新工藝、新方法不斷出現，包括有厭氧接觸法、升流式厭氧污泥床、檔板式厭氧法、厭氧生物濾池、厭氧膨脹床和流化床，以及第三代厭氧工藝EGSB和IC厭氧反應器，發(fā)展十分迅速。而升流式厭氧污泥床UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed，注：以下簡(jiǎn)稱(chēng)UASB)工藝由于具有厭氧過(guò)濾及厭氧活性污泥法的雙重特點(diǎn)，作為能夠將污水中的污染物轉化成再生清潔能源——沼氣的一項技術(shù)。對于不同含固量污水的適應性也強，且其結構、運行操作維護管理相對簡(jiǎn)單，造價(jià)也相對較低，技術(shù)已經(jīng)成熟，正日益受到污水處理業(yè)界的重視，得到廣泛的歡迎和應用。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

四、UASB工藝的設計要點(diǎn)

UASB的工藝設計主要是計算UASB的容積、產(chǎn)氣量、剩余污泥量、營(yíng)養需求的平衡量。

UASB的池形狀有圓形、方形、矩形。污泥床高度一般為3-8m，多用鋼筋混凝土建造。當污水有機物濃度比較高時(shí)，需要的沉淀區與反應區的容積比值小，反應區的面積可采用與沉淀區相同的面積和池形。當污水有機物濃度低時(shí)，需要的沉淀面積大，為了保證反應區的一定高度，反應區的面積不能太大時(shí)，則可采用反應區的面積小于沉淀區，即污泥床上部面積大于下部的結構形式。

氣液固三相分離器是UASB的重要組成部分，它對污泥床的正常運行和獲良好的出水水質(zhì)起十分重要的作用，因此設計時(shí)應給予特別的重視。根據經(jīng)驗，三相分離器應滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)要求：

(1).混和液進(jìn)入沉淀區之關(guān)，必須將其中的氣泡予以脫出，防止氣泡進(jìn)入沉淀區影響沉淀;

(2).沉淀器斜壁角度約可大于45度角;

(3).沉淀區的表面水力負荷應在0.7m3/m2.h以下，進(jìn)入沉淀區前，通過(guò)沉淀槽低縫的流速不大于2m/m2·h;

(4).處于集氣器的液一氣界面上的污泥要很好地使之浸沒(méi)于水中;

(5).應防止集氣器內產(chǎn)生大量泡沫，有泡沫或浮渣隱患時(shí)，應設相應的處理裝置。

對于低濃度污水，主要用限制表面水力負荷來(lái)控制;對于中等濃度和高濃度污水，在極高負荷下，單位橫截面上釋放的氣體體積可能成為一個(gè)臨界指標。（來(lái)源：華夏大禹）