高负荷UASB厌氧反应器设备节省占地面积

UASB反应器的详细设计

1) 反应器的体积和高度

采用水力停留时间进行设计时，体积(V)按公式(1)或(2)计算。反应器高度的原则是设计、和上综合考虑的结果。从设计、方面考虑：高度会影响上升流速，高流速增加系统扰动和污泥与进水之间的接触。但流速过高会引起污泥流失，为保持足够多的污泥，上升流速不能过一定的限值，从而使反应器的高度受到限制；高度与CO2溶解度关，反应器越高溶解的CO2浓度越高，因此，pH值越低。如pH值低于值，会危害系统的效率。

从上考虑：土方工程随池深增加而增加，但占地面积则相反；考虑当地的候和地形条件，一般将反应器建造在半地下减少建筑和保温。的反应器高度(深度)一般是在4到6m之间，并且在大多数情况下这也是系统范围。

2) 反应器的升流速度

对于UASB反应器还其他的流速关系(图2)。对于日平均上升流速的值见表3，应该注意对短时间(如2～6h)的高峰值是可以承受的(即暂时的高峰流量可以接收)。

表3 UASB和EGSB允许上升流速(平均日流量) Vr＝0.25~3.0m/h

0.75~1.0m/h 颗粒污泥

絮状污泥 Vs≤1.5m/h

颗粒污泥 Vo≤12m/h Vg＝1m/h

3) 反应器的截面积和反应器的长、宽(或直径)

在确定反应器的容积和高度(H)之后，可确定反应器的截面积(A)。从而确定反应器的长和宽，在同样的面积下正方形池的周长比矩形池要小，矩形UASB需要更多的建筑材料。以表面积为600m2的反应器为例，30×20m的反应器与15m×40m的反应器周长相差10%，这意味着建筑要增加10%。但从布水均匀性考虑，矩形在长/宽比较大较为合适。从布水均匀性和性考虑，矩形池在长/宽比在2:1以下较为合适。长/宽比在4:1时增加十分突出。

圆形反应器在同样的面积下，其周长比正方形的少12%。但这一优点仅仅在采用单个池子时才成立。当建立两个或两个以上反应器时，矩形反应器可以采用共用壁。对于采用公共壁的矩形反应器，池型的长宽比对造价也较大的影响。如果不考虑其他因素，这是一个在设计中需要优化的参数。

4) 单元反应器大体积和分格化的反应器

在UASB反应器的设计中，采用分格化对操作是益的。先，分格化的单元尺寸不会过大，可避免体积过大带来的布水均匀性等问题；同时多个反应器对系统的启动也是益的，可先启动一个反应器，再用这个反应器的污泥去接种其他反应器；另外，利于维护和检修，可放空一个反应器进行检修，而不影响系统的。从目前实践看大的单体UASB反应器可为1000-2000m3。

5) 单元反应器的系列化

单元的规准化根据三相分离器尺寸进行，三相分离器的型式趋向于多层箱体的设备化结构。以2×5m的三相分离器为例，原则上讲多种配合形式。但从规准化和系列化考虑，要求具通用性和简单性。所以，池子宽度是以5m为模数，长度方向是以2m为模数。布置单元尺寸的方式可分成单池单个分离器和单池两个分离器的形式。原则上如果采用管道或渠道布水，池子的长度是不受限制。如前所述，由于长宽比涉及到反应器的性，所以要结合池子组数考虑适当的长宽比。对宽度为10m的单个反应器，2:1的长宽比的反应器可达到2000m3的池容。对更大的反应器，如果需要也可采用双池共用壁的型式。

UASB厌氧反应器优点：

    UASB厌氧反应器的构造及其工作原理决定了其在控制厌氧处理影响因素方面比其它反应器更具优点。

（1）容积负荷高：IC反应器内污泥浓，微生物量大，且存在内循环，传质效果好，进水机负荷可过普通厌氧反应器的3倍以上。

（2）节省投资和占地面积：IC反应器容积负荷率高出普通UASB反应器3倍左右，其体积相当于普通反应器的1/4~1/3左右，大大降低了反应器的基建投资[5]。而且IC反应器高径比很大（一般为4~8），所以占地面积别省，非常适合用地紧张的工矿企业。

（3）抗冲击负荷：处理低浓度废水（COD=2000~3000mg/L）时，反应器内循环流量可达进水量的2~3倍；处理高浓度废水（COD=10000~15000mg/L）时，内循环流量可达进水量的10~20倍[5]。大量的循环水和进水充分混合，使原水中的害物质得到充分稀释，大大降低了毒物对厌氧消化过程的影响。

（4）抗低温：温度对厌氧消化的影响主要是对消化速率的影响。IC反应器由于含大量的微生物，温度对厌氧消化的影响变得不再突出和严重。通常IC反应器厌氧消化可在常温条件（20~25 ℃）下进行，这样减少了消化保温的困难，节省了能量。

（5）具缓冲pH的能力：内循环流量相当于1厌氧区的出水回流，可利用COD转化的碱度，对pH起缓冲，使反应器内pH保持优益状态，同时还可减少进水的投碱量。

高负荷UASB厌氧反应器设备节省占地面积

UASB反应器的点

厌氧生化法与好氧生化法相比具下列优缺点：

1）七个方面的优点：

● ，

● 能耗低

● 负荷高，

● 剩余污泥量少

● 氮、磷营养需要量较少

● 厌氧处理过程一定杀菌，可以杀死废水与污水中的寄生虫、病毒等

● 厌氧活性污泥可以储存，厌氧反应器可以季节性或间歇性运转。

2）三个方面的缺点：

● 厌氧微生物增殖缓慢，因而厌氧设备启动和处理时间比好氧设备长

●  出水往往需要进一步处理，故一般在厌氧处理后串联好氧处理

●  厌氧处理系统操作控制因素较为复杂

 水质起十分重要的，因此设计时应给予别的重视。根据经验，三相分离器应满足以下几点要求：  

1、混和液进入沉淀区之关，必须将其中的泡予以脱出，防止泡进入沉淀区影响沉淀；  
2、沉淀器斜壁角度约可大于45度角；  
3、沉淀区的表面水力负荷应在0.7m3/m2.h以下，进入沉淀区前，通过沉淀槽低缝的流速不大于2m/m2.h；  
4、处于集器的液一界面上的污泥要很好地使之浸没于水中；  
5、应防止集器内产生大量泡沫。  
2、3两个条件可以通过适当沉淀器的深度－面积比来加以满足。对于低浓度污水，主要用限制表面水力负荷来控制；对于中等浓度和高浓度污水，在高负荷下，单位横截面上释放的体体积可能成为一个临界指标。但是直到现在外所取得的成果表明，只要负荷率不过20kgCOD/m3.d，UASB高度尚未见到大于10m的报道，三代厌氧反应器除外。    

设备特点

1、 微生物均以颗粒污泥固定化方式存在于反应器之中，反应器单位容积的生物量高。
2、 能承受更高的水力负荷，并具较高的机污染物3、 用于将污泥或流出液人工回流的机械搅拌一般维持在低限度，甚至可完取消。尤其是颗粒污泥UASB反应器，由于颗粒污泥的密度较小，在适度的水力负荷范围内，可以靠反应器内产生的体来实现污泥与基质的充分混合及接触。因此，UASB可节省搅拌和回流污泥所需的设备和能耗。

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