高負荷UASB厭氧反應(yīng)器設(shè)備節(jié)省占地面積
UASB反應(yīng)器的詳細設(shè)計
1) 反應(yīng)器的體積和高度
采用水力停留時間進行設(shè)計時，體積(V)按公式(1)或(2)計算。反應(yīng)器高度的原則是設(shè)計、和上綜合考慮的結(jié)果。從設(shè)計、方面考慮：高度會影響上升流速，高流速增加系統(tǒng)擾動和污泥與進水之間的接觸。但流速過高會引起污泥流失，為保持足夠多的污泥，上升流速不能過一定的限值，從而使反應(yīng)器的高度受到限制；高度與CO2溶解度關(guān)，反應(yīng)器越高溶解的CO2濃度越高，因此，pH值越低。如pH值低于值，會危害系統(tǒng)的效率。
從上考慮：土方工程隨池深增加而增加，但占地面積則相反；考慮當?shù)氐暮蚝偷匦螚l件，一般將反應(yīng)器建造在半地下減少建筑和保溫。的反應(yīng)器高度(深度)一般是在4到6m之間，并且在大多數(shù)情況下這也是系統(tǒng)范圍。
2) 反應(yīng)器的升流速度
對于UASB反應(yīng)器還其他的流速關(guān)系(圖2)。對于日平均上升流速的值見表3，應(yīng)該注意對短時間(如2～6h)的高峰值是可以承受的(即暫時的高峰流量可以接收)。
表3 UASB和EGSB允許上升流速(平均日流量) Vr＝0.25~3.0m/h
0.75~1.0m/h 顆粒污泥
絮狀污泥 Vs≤1.5m/h
顆粒污泥 Vo≤12m/h Vg＝1m/h
3) 反應(yīng)器的截面積和反應(yīng)器的長、寬(或直徑)
在確定反應(yīng)器的容積和高度(H)之后，可確定反應(yīng)器的截面積(A)。從而確定反應(yīng)器的長和寬，在同樣的面積下正方形池的周長比矩形池要小，矩形UASB需要更多的建筑材料。以表面積為600m2的反應(yīng)器為例，30×20m的反應(yīng)器與15m×40m的反應(yīng)器周長相差10%，這意味著建筑要增加10%。但從布水均勻性考慮，矩形在長/寬比較大較為合適。從布水均勻性和性考慮，矩形池在長/寬比在2:1以下較為合適。長/寬比在4:1時增加十分突出。
圓形反應(yīng)器在同樣的面積下，其周長比正方形的少12%。但這一優(yōu)點僅僅在采用單個池子時才成立。當建立兩個或兩個以上反應(yīng)器時，矩形反應(yīng)器可以采用共用壁。對于采用公共壁的矩形反應(yīng)器，池型的長寬比對造價也較大的影響。如果不考慮其他因素，這是一個在設(shè)計中需要優(yōu)化的參數(shù)。
4) 單元反應(yīng)器大體積和分格化的反應(yīng)器
在UASB反應(yīng)器的設(shè)計中，采用分格化對操作是益的。先，分格化的單元尺寸不會過大，可避免體積過大帶來的布水均勻性等問題；同時多個反應(yīng)器對系統(tǒng)的啟動也是益的，可先啟動一個反應(yīng)器，再用這個反應(yīng)器的污泥去接種其他反應(yīng)器；另外，利于維護和檢修，可放空一個反應(yīng)器進行檢修，而不影響系統(tǒng)的。從目前實踐看大的單體UASB反應(yīng)器可為1000-2000m3。
5) 單元反應(yīng)器的系列化
單元的規(guī)準化根據(jù)三相分離器尺寸進行，三相分離器的型式趨向于多層箱體的設(shè)備化結(jié)構(gòu)。以2×5m的三相分離器為例，原則上講多種配合形式。但從規(guī)準化和系列化考慮，要求具通用性和簡單性。所以，池子寬度是以5m為模數(shù)，長度方向是以2m為模數(shù)。布置單元尺寸的方式可分成單池單個分離器和單池兩個分離器的形式。原則上如果采用管道或渠道布水，池子的長度是不受限制。如前所述，由于長寬比涉及到反應(yīng)器的性，所以要結(jié)合池子組數(shù)考慮適當?shù)拈L寬比。對寬度為10m的單個反應(yīng)器，2:1的長寬比的反應(yīng)器可達到2000m3的池容。對更大的反應(yīng)器，如果需要也可采用雙池共用壁的型式。
UASB厭氧反應(yīng)器優(yōu)點：
UASB厭氧反應(yīng)器的構(gòu)造及其工作原理決定了其在控制厭氧處理影響因素方面比其它反應(yīng)器更具優(yōu)點。
（1）容積負荷高：IC反應(yīng)器內(nèi)污泥濃，微生物量大，且存在內(nèi)循環(huán)，傳質(zhì)效果好，進水機負荷可過普通厭氧反應(yīng)器的3倍以上。
（2）節(jié)省投資和占地面積：IC反應(yīng)器容積負荷率高出普通UASB反應(yīng)器3倍左右，其體積相當于普通反應(yīng)器的1/4~1/3左右，大大降低了反應(yīng)器的基建投資[5]。而且IC反應(yīng)器高徑比很大（一般為4~8），所以占地面積別省，非常適合用地緊張的工礦企業(yè)。
（3）抗沖擊負荷：處理低濃度廢水（COD=2000~3000mg/L）時，反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)流量可達進水量的2~3倍；處理高濃度廢水（COD=10000~15000mg/L）時，內(nèi)循環(huán)流量可達進水量的10~20倍[5]。大量的循環(huán)水和進水充分混合，使原水中的害物質(zhì)得到充分稀釋，大大降低了毒物對厭氧消化過程的影響。
（4）抗低溫：溫度對厭氧消化的影響主要是對消化速率的影響。IC反應(yīng)器由于含大量的微生物，溫度對厭氧消化的影響變得不再突出和嚴重。通常IC反應(yīng)器厭氧消化可在常溫條件（20~25 ℃）下進行，這樣減少了消化保溫的困難，節(jié)省了能量。
（5）具緩沖pH的能力：內(nèi)循環(huán)流量相當于1厭氧區(qū)的出水回流，可利用COD轉(zhuǎn)化的堿度，對pH起緩沖，使反應(yīng)器內(nèi)pH保持優(yōu)益狀態(tài)，同時還可減少進水的投堿量。
高負荷UASB厭氧反應(yīng)器設(shè)備節(jié)省占地面積
UASB反應(yīng)器的點
厭氧生化法與好氧生化法相比具下列優(yōu)缺點：
1）七個方面的優(yōu)點：
● ，
● 能耗低
● 負荷高，
● 剩余污泥量少
● 氮、磷營養(yǎng)需要量較少
● 厭氧處理過程一定殺菌，可以殺死廢水與污水中的寄生蟲、病毒等
● 厭氧活性污泥可以儲存，厭氧反應(yīng)器可以季節(jié)性或間歇性運轉(zhuǎn)。
2）三個方面的缺點：
● 厭氧微生物增殖緩慢，因而厭氧設(shè)備啟動和處理時間比好氧設(shè)備長
● 出水往往需要進一步處理，故一般在厭氧處理后串聯(lián)好氧處理
● 厭氧處理系統(tǒng)操作控制因素較為復(fù)雜
水質(zhì)起十分重要的，因此設(shè)計時應(yīng)給予別的重視。根據(jù)經(jīng)驗，三相分離器應(yīng)滿足以下幾點要求：
1、混和液進入沉淀區(qū)之關(guān)，必須將其中的泡予以脫出，防止泡進入沉淀區(qū)影響沉淀；
2、沉淀器斜壁角度約可大于45度角；
3、沉淀區(qū)的表面水力負荷應(yīng)在0.7m3/m2.h以下，進入沉淀區(qū)前，通過沉淀槽低縫的流速不大于2m/m2.h；
4、處于集器的液一界面上的污泥要很好地使之浸沒于水中；
5、應(yīng)防止集器內(nèi)產(chǎn)生大量泡沫。
2、3兩個條件可以通過適當沉淀器的深度－面積比來加以滿足。對于低濃度污水，主要用限制表面水力負荷來控制；對于中等濃度和高濃度污水，在高負荷下，單位橫截面上釋放的體體積可能成為一個臨界指標。但是直到現(xiàn)在外所取得的成果表明，只要負荷率不過20kgCOD/m3.d，UASB高度尚未見到大于10m的報道，三代厭氧反應(yīng)器除外。
設(shè)備特點
1、 微生物均以顆粒污泥固定化方式存在于反應(yīng)器之中，反應(yīng)器單位容積的生物量高。
2、 能承受更高的水力負荷，并具較高的機污染物3、 用于將污泥或流出液人工回流的機械攪拌一般維持在低限度，甚至可完取消。尤其是顆粒污泥UASB反應(yīng)器，由于顆粒污泥的密度較小，在適度的水力負荷范圍內(nèi)，可以靠反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的體來實現(xiàn)污泥與基質(zhì)的充分混合及接觸。因此，UASB可節(jié)省攪拌和回流污泥所需的設(shè)備和能耗。
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