UASB厭氧處理工藝研究進(jìn)展
上流式厭氧污泥床（Up Flow Anaerobic Sludge Blanketk, 簡(jiǎn)稱UASB）反應(yīng)器是荷蘭Wageningen農(nóng)業(yè)大學(xué)的Lettinga等人于1973-1977年間研制成功的。目前，在歐洲的UASB工藝已普遍形成了顆粒污泥，這使得厭氧USAB工藝在歐洲迅速得到了推廣和普及。我國(guó)于1981年開始了UASB反應(yīng)器的研究工作，該技術(shù)在我國(guó)已得到了實(shí)際的推廣應(yīng)用。UASB反應(yīng)器是目前應(yīng)用最為廣泛的高速厭氧反應(yīng)器，該技術(shù)在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)發(fā)展成為厭氧處理的主流技術(shù)之一。
1.USAB反應(yīng)器的基本構(gòu)成和原理
（1）USAB反應(yīng)器的構(gòu)成
USAB反應(yīng)器的主體部分主要分為兩個(gè)區(qū)域，即反應(yīng)區(qū)和三相分離區(qū)。其中反應(yīng)區(qū)為USAB反應(yīng)器的工作主體。
（2）USAB反應(yīng)器的工作原理
在UASB反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)下部，是由沉淀性能良好的污泥(通常是顆粒污泥)形成的厭氧污泥床，污泥濃度可達(dá)到50-100g/l更高。廢水由反應(yīng)器底部進(jìn)入反應(yīng)區(qū)，由于水的向上流動(dòng)和產(chǎn)生的大量氣體上升形成良好的自然攪拌作用，并使一部分污泥在反應(yīng)區(qū)的上方形成相對(duì)稀薄的污泥懸浮區(qū)，懸浮區(qū)污泥濃度一般在5-40g/l范圍內(nèi)。懸浮液進(jìn)入分離區(qū)的沉降室，污泥在此沉降，由斜面返回反應(yīng)區(qū)，澄清后的處理水溢流排出。
2.USAB反應(yīng)器的工藝特點(diǎn)
USAB反應(yīng)器運(yùn)行的3個(gè)重要的前提是：1。反應(yīng)器內(nèi)形成沉降性能良好 的顆粒污泥或絮狀污泥；2.出產(chǎn)氣和進(jìn)水的均勻分布所形成的良好的攪拌任用；3.設(shè)計(jì)合理的三相分離器，能使沉淀性能良好 的污泥保留在反應(yīng)器內(nèi)。
⑴利用微生物細(xì)胞固定化技術(shù)-污泥顆；
USAB反應(yīng)器利用微生物細(xì)胞固定化技術(shù)-污泥顆；瘜(shí)現(xiàn)了水力停留時(shí)間和污泥停留時(shí)間的分享，從而延長(zhǎng)了污泥泥齡，保持了高濃度的污泥。顆粒厭氧污泥具有良好 的沉降性能和高比產(chǎn)甲烷活性，且相對(duì)密度比人工載體小，靠產(chǎn)生的氣體來實(shí)現(xiàn)污泥與基質(zhì)的充分接觸，節(jié)省了攪拌和回流污泥的設(shè)備和能耗bn無(wú)需附設(shè)沉淀分享裝置。同時(shí)反應(yīng)器內(nèi)不需投加填料和載體，提高 了容積利用率。
(2)由產(chǎn)氣和進(jìn)水的均勻分布所形成的良好的自然攪拌用
在UASB反應(yīng)器中 ,由產(chǎn)氣和進(jìn)水形成的上升液流和上竄氣泡對(duì)反應(yīng)區(qū)內(nèi)的污泥顆粒產(chǎn)生重要的分級(jí)作用。這種作用不僅影響污泥顆；M(jìn)程 ,同時(shí)還對(duì)形成的顆粒污泥的質(zhì)量有很大的影響。同時(shí)這種攪拌作用實(shí)現(xiàn)了污泥與基質(zhì)的充分接觸。
(3)設(shè)計(jì)合理的三相分離器的應(yīng)用
三相分離器是UASB反應(yīng)器中最重要的設(shè)備。三相分離器的應(yīng)用省卻了輔助脫氣裝置 ,能收集從反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的沼氣 ,同時(shí)使分離器上的懸浮物沉淀下來 ,使沉淀性能良好的污泥能保留在反應(yīng)器內(nèi)。
3.應(yīng)用研究現(xiàn)狀
(1)啟動(dòng)技術(shù)方面
Lepisto等較早開展此方面的研究。由于顆粒污泥是 UASB的核心 ,顆粒污泥的形成與否直接關(guān)系到 UASB反應(yīng)器運(yùn)成敗。許多研究集中在厭氧顆粒污泥的培養(yǎng)上。迄今 ,對(duì)顆粒污泥的培養(yǎng)已取得了許多有益的經(jīng)驗(yàn)。我國(guó)吳允等向污泥內(nèi)加入膨潤(rùn)土和非離子型聚丙烯酰胺 ,處理啤酒生產(chǎn) ,4周內(nèi)形成了穩(wěn)定顆粒污泥床。鄭平等研究了制藥廢水氧處理啟動(dòng)技術(shù)。
(2)廢水處理領(lǐng)域
Lettinga博士和他的同事首先在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了容積為 60L的UASB反應(yīng)器的試驗(yàn)研究。結(jié)果表明 ,該處理裝置的處理效果很好 ,其有機(jī)負(fù)荷率 COD高達(dá)10Kg/(m ·d) ,此后進(jìn)行了容積為6m3、30m3 及200m3的半生產(chǎn)性試驗(yàn)研究 ,中溫條件下 ,應(yīng)用6m3容積的裝置處理甜菜制糖廢水的 COD容積負(fù)荷高達(dá)36g/（m3*d）;;處理馬鈴薯加工廢水 COD負(fù)荷為 15Kg/ (m3*d)以上，COD去除率為70%-90% 。
其后 ,荷蘭、德國(guó)、瑞典、比利時(shí)和美國(guó)的研究者用 UASB反應(yīng)器進(jìn)行了土豆加工廢水、蠶豆加工廢水、屠宰廢水、罐頭制品加工廢水、甲醇廢水、乙酸廢水及纖維板廢水的小試或生產(chǎn)性試驗(yàn) ,都取得了較好的效果。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì) ,至 1990年 ,世界各地已有205個(gè)生產(chǎn)規(guī)模的UASB系統(tǒng)投入運(yùn)行 ,到 1993年 ,這個(gè)字已增加到400多。至今 ,在歐洲的UASB工藝已普遍形成了顆粒污泥。
UASB工藝在我國(guó)的應(yīng)用從 80 年代發(fā)展至今 ,應(yīng)用越來越廣泛。從80年代末的處理酒廠、啤酒廠廢水(用單一 UASB工藝) ,到90末期 ,與其他工藝聯(lián)合使用 ,如 UASB+AF 處理高濃度滌綸廢水、PUASB加壓處理制藥廢水等。同時(shí)也已經(jīng)成功應(yīng)用于城市污水處理和生活污水的處理。
5.UASB工藝的發(fā)展趨勢(shì)
雖然UASB工藝在我國(guó)的應(yīng)用已經(jīng)有了較大發(fā)展 ,但與國(guó)外水平尚有差距 ,應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)在 UASB反應(yīng)器及其配套設(shè)備的設(shè)備化和工程應(yīng)用上的探索和實(shí)踐。同時(shí) ,在以下幾個(gè)方面UASB厭氧處理工藝也正在實(shí)現(xiàn)新的發(fā)展: ①低溫下 UASB反應(yīng)器的運(yùn)行; ②高溫厭氧處理; ③用于處理不積累或不產(chǎn)生新的顆粒污泥的UASB反應(yīng)器; ④處理含有高濃度毒性物質(zhì)的廢水;低濃度廢水的厭氧處理。厭氧處理系統(tǒng)具有負(fù)荷高、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、可以回收部分能源等優(yōu)點(diǎn) ,非常適合我國(guó)國(guó)情。隨著研究的不斷深入與發(fā)展 ,相信 UASB厭氧處理工藝的應(yīng)用前景是十分廣闊的。
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