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UASB厌氧反应器的工作原理

UASB厌氧反应器的工作原理

2021-07-15

摘要：

1）UASB厌氧反应器的工作原理待处理污水首先被引入 UASB厌氧反应器的底部，水流按一定的流速向上流经污泥床、污泥悬浮层至三相分离器及沉淀区，UASB厌氧反应器中的水流呈推流形式，进水与污泥床及污泥悬浮层中的微生物充分混合接触并进行厌氧分解，并产生大量沼气，沼气在上升过程中将污泥颗粒托起，污泥床明显膨胀，随着反应器产气量的不断增加，由气泡上升所产生的搅拌作用变得日趋剧烈，从而降低了污泥中夹带气泡的阻力，气体便从污泥床中突发性地逸出，引起污泥床表面呈沸腾和流化状态。反应器中沉淀性能较差的絮状污泥在气体的搅拌作用下，在反应器上部形成污泥悬浮层，沉淀性能良好的颗粒状污泥则处于反应器的下部形成高浓度的污泥床，随着水流的上升流动，气、水、泥三相混合液上升至三相分离器中，气体遇到反射式档板后折向集气室而有效地分离排出；污泥和水进入上部的静止沉淀区，在重力的作用下泥水分离，污泥回落至污泥层，上清液则排入后续处理设施。 2）UASB厌氧反应器基本构造 UASB厌氧反应器的基本构造主要是：① 污泥床；② 污泥悬浮层；③ 沉淀区；④ 三相分离器等组成。各组成部分的功能特点分别叙述如下： ① 污泥床污泥床位于整个UASB厌氧反应器的底部，污泥床内具有很高的污泥生物量，其污泥浓度（MLSS）一般为40000-80000mg/L，甚至可达150000mg/L。污泥床中的污泥由活性生物量（或细菌）占70-80%以上的高度发展的颗粒污泥组成，正常运行的UASB中的颗粒污泥的粒径一般在0.5-5mm，具有优良的沉降性能，其沉降速度一般为1.2-1.4cm/s，其典型的污泥容积指数（SVI）为10-20mg/L。颗粒污泥中的生物相组成比较复杂，主要为杆菌、球菌和粒状菌等。污泥床的容积一般占整个UASB厌氧反应器容积的30%左右，但它对UASB厌氧反应器的整体处理效率起着极为重要的作用，它对反应器中有机物的降解量一般可占到整个反应器全部降解量的70-90%。污泥床对有机物的如此有效的降解作用，使得在污泥床内产生大量的沼气，微小的沼气气泡经过不断的积累、合并而逐渐形成较大的气泡，并通过其上升的作用而将整个污泥床层得到良好的混合。 ② 污泥悬浮层污泥悬浮层位于污泥床的上部。它占据整个UASB厌氧反应器容积的70%左右，其中的污泥浓度要低于污泥床，通常为15000-30000mg/L，由高度絮凝的污泥组成，一般为非颗粒状污泥，其沉速明显小于颗粒污泥的沉速，污泥容积指数一般在30-40mg/L之间，靠来自污泥床中上升的气泡使此层污泥得到良好的混合。污泥悬浮层中絮凝污泥的浓度呈自下而上逐渐减小的分布状态。这一层污泥担负着整个UASB厌氧反应器有机物降解量的10%-30%。 ③ 沉淀区沉淀区位于UASB厌氧反应器的顶部，其作用是使得由于水流的夹带作用而随上升水流进入出水区的固体颗粒（主要是污泥悬浮层中的絮凝性污泥）在沉淀区沉淀下来，并沿沉淀区底部的斜壁滑下而重新回到反应区内（包括污泥颗粒和污泥悬浮层），以保证反应器中污泥不致流失，同时保证污泥床中污泥的浓度。沉淀区的另一个作用是，可以通过合理调整沉淀区的水位高度来保证整个反应器集气室的有效空间高度，防止集气空间被破坏。 ④ 三相分离器三相分离器的主要作用是将气体（反应过程中产生的沼气）、固体（反应器中的污泥）和液位（被处理的污水）等三相加以分离，将沼气引入集气室，将处理水引入出水区，将固体颗粒导入反应区。它由气体收集器和折流档板等组成。三相分离器是UASB厌氧反应器的主要特点之一，它的合理设计是确保UASB正常运行的关键技术。来源：环保易交易

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污水处理常用的技术问答

2021-07-07

摘要：

活性污泥法和生物膜法的优缺点: 活性污泥法和生物膜法一样，同属好氧生物处理方法。但活性污泥法是依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来分解有机物的，而生物膜法则上要依靠固着于载体表面的微生物膜来净化有机物。下面以活性污泥法为参照，比较它们之间的优缺点：生物膜法优点： 1.固着于固体表面上的生物膜对废水水质、水量的变化有较强的适应性，操作稳定性好。 2.不会发生污泥膨胀，运转管理较方便。而活性污泥法则容易发生污泥膨胀。 3.由于微生物固着于固体表面，即使增殖速度慢的微生物也能生长繁殖。而在活性污泥法中，世代期比停留时间长的微生物被排出曝气池，因此，生物膜中的生物相更为丰富，且沿水流方向膜中生物种群具有一定分布。 4.同高营养级的微生物存在，有机物代谢对较多的转移为能量，合成新细胞即剩余污泥量较少。 5.采用自然通风供氧。生物膜法缺点： 1.活性生物难以人为控制，因而在运行方面灵活性较差。而活性污泥法运行比较方便灵活。 2.由于载体材料的比表面积小，故设备容积负荷有限，空间效率较低。而且需要较多的载体填料和支撑结构，通常基建投资超过活性污泥法。 3.处理出水往往含有较大的脱落的生物膜片，使得出水澄清度降低。而活性污泥法在正常情况下获得比较好的澄清水。好氧与厌氧优缺点，使用条件厌氧生物处理与好氧生物处理相比优点如下： 1.无须充氧，运行能耗大大降低，而且能将有机污染物转化成沼气加以利用。 2.污泥产生量很少，剩余污泥处理费用低，产酸菌污泥产率为0.15-0.34kg(VSS)/[kg(COD)],产甲烷菌污泥产率为0.03kg(VSS)/[kg(COD)]左右，而好氧微生物污泥产率可达0.25 -0.6kg(VSS)/[kg(COD)]。 3.适于处理难降解的有机废水，或者作为高难降解有机废水的预处理工艺，以提高其可生化性和后续好氧处理工艺的处理效果。 4.厌氧过程和好氧过程的串联配合使用，可以起到脱氮除磷的作用。 5.对营养物的需求量小。一般认为，好氧处理氮和磷的需求量为BOD：N：P=100：5：1，而厌氧处理为（350-500）：5：1。有机废水一般已含有一定量的氮和磷及多种微量元素，因此厌氧处理可以不添加或少添加营养盐。 6.耐冲击负荷能力强。厌氧处理污泥浓度高，能承受较大的浓度变化和水质变化。 7.规模灵活。厌氧处理系统规模灵活，可大可小，设备简单，易于制作。厌氧生物处理与好氧生物处理相比缺点如下： 1.厌氧方法虽然负荷高、去除有机物的绝对量与进液浓度高，但其出水COD高于好氧处理，原则上仍需要后处理才能达到较高的排水标准。 2.厌氧微生物对有毒物质较为敏感，因此，对于有毒废水性质了解的不足或操作不当在严重时可能导致反应器运行条件的恶化。 3.厌氧反应器初次启动过程缓慢，一般需要8-12周时间。 A2/O法同步脱氮除磷工艺流程，并简述各部分作用厌氧反应器：除磷菌在这里完成释放磷和摄取有机物。缺氧反应器：本段主要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧池送来的，循环的混合液较大，一般为2倍的进水量。好氧反应器：混合液由缺氧反应器进入好氧反应器—曝气池，这一反应器是多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等反应都在这里进行沉淀池：进行泥水分离，上清液作为处理水排放，沉淀污泥的一部分回流厌氧池，另一部分作为剩余污泥排放。 A2/O优点： 1.流程简单，总停留时间较短； 2.厌氧（缺氧）好氧交替运行，不宜丝状菌增殖繁衍，污泥膨胀可能性极小； 3.无须投药和外加碳源，运行费用低； A2/O缺点： 1.沉淀池污泥停留时间不宜太短； 2.脱氮除磷效果不是很好。论述A/O工艺分别用于脱氮和除磷的过程及特点污水、回流污泥同时进入系统之首的缺氧池（A），与此同时，后续反应器内已进行充分反应的消化液的一部分也回流至缺氧池（称消化液回流或内循环）。缺氧池内的反硝化细菌以污水中的有机物为电子供体，以回流液中的硝酸盐（或亚硝酸盐）为电子手提进行“无氧呼吸”，将回流液中硝态氮还原成氮气释放出来，完成反硝化过程;之后，混合液进入好氧池，硝化细菌吧污水中的氨氮氧化成硝酸盐氮，再向缺氧池回流，为脱氮做好必要的准备。缺氧池好氧池微生物互补相混，各自始终处于最佳生态环境中。优点：流程简单，无须外加碳源，故基建费用及运行费用较低。缺点：出水中含一定浓度的硝酸盐，在沉淀池中有可能发生反硝化反应，造成污泥上浮，影响出水水质。污水与含磷回流污泥（含聚磷菌）同步进入厌氧池，聚磷菌在厌氧的不利条件下，将菌体内积累的磷分解、释放，并摄取有机物。然后，污水混合液进入曝气池，在好氧条件下，聚磷菌可过量吸磷，同时污水中大部分有机物也在该池内得到氧化降解。BOD5的去除率大致与一般的活性污泥系统相同，磷的去除率较高。优点：工艺流程简单，即不需要投药，也无需考虑内循环，故基建费用及运行费用较低，而且由于无内循环的影响，厌氧池能够保持良好的厌氧状态。缺点：该工艺的除磷率难以进一步提高，同时在沉淀池内容易磷的释放现象。试比较臭氧、液氯和二氧化氯三种消毒方法的特点 1.臭氧氧化法：臭氧是一种强氧化剂，它在水处理中可用于脱色、除味、除臭、消毒、除铁、除锰、除有机物等。臭氧氧化法具有去除有机物、无机物和杀菌效果好、不产生二次污染并可增加水中溶解氧、原料（空气）制备取用方便等优点，因此，该法日益广泛地用于水处理中。但目前臭氧氧化法也存在着臭氧制备成本高、发生设备效率低和耗电量大的缺点。 2.氯氧化法：常用氯系消毒剂有氯、次氯酸钠、次氯酸钙等。它们的杀菌机制基本相同，主要靠水解产物次氯酸起作用。消毒处理时加氯量的控制视原水水质和消毒要求不同而异。水中的加氯量可分为需氧量和余氯两部分，需氧量是用于灭活水中微生物、氧化有机物和无机还原性物质等所消耗的氯量，当水中余氯为游离态余氯时，消毒过程迅速，并能同时除臭和脱色;当余氯为化合态余氯时，消毒作用缓慢但持久，氯味较轻。 3.二氧化氯氧化法：二氧化氯一般只起氧化作用，不起氯化作用，因此，它本身不与水中杂质形成三氯*甲烷等二次污染物，与加氯消毒相比危害要小得多。二氧化氯也不与氨反应，在pH为6-10时的杀菌效率几乎不受pH的影响。其消毒能力次于臭氧但高于氯。这种消毒剂与臭氧相比，其优越之处在于它有剩余消毒效果。但二氧化氯的主要还原产物ClO2 –对人体有毒，二氧化氯处理有机废水的少量氯代有机物对人体长期的生理效应。因此，用二氧化氯处理后，最好再用活性炭吸附处理。本文来源于：网络

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