UASB為什么可以不設(shè)沉淀池

【專家解說】：在UASB內(nèi)雖有氣液固三相分離器,混合液進(jìn)入沉淀區(qū)前已把氣體分離,但由于沉淀區(qū)內(nèi)的污泥仍具有較高的產(chǎn)甲烷活性,繼續(xù)在沉淀區(qū)內(nèi)產(chǎn)氣；或者由于沖擊負(fù)荷及水質(zhì)突然變化,可能使反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥膨脹,結(jié)果沉淀區(qū)固液分離不佳,發(fā)生污泥流失而影響了水質(zhì)和污泥床中污泥濃度.為了減少出水所帶的懸浮物進(jìn)入水體,外部另設(shè)一沉淀池,沉淀下來的污泥回流到污泥床內(nèi).
設(shè)置外部沉淀池的好處是：
（1）污泥回流可加速污泥的積累,縮短啟動(dòng)周期；
（2）去除懸浮物,改善出水水質(zhì)；
（3）當(dāng)偶爾發(fā)生大量漂泥時(shí),提高了可見性,能夠及時(shí)回收污泥保持工藝的穩(wěn)定性；
（4）回流污泥可作進(jìn)一步分解,可減少剩余污泥量.
六、UASB的設(shè)計(jì)
UASB的工藝設(shè)計(jì)主要是計(jì)算UASB的容積、產(chǎn)氣量、剩余污泥量、營養(yǎng)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(dāng)污水有機(jī)物濃度比較高時(shí),需要的沉淀區(qū)與反應(yīng)區(qū)的容積比值小,反應(yīng)區(qū)的面積可采用與沉淀區(qū)相同的面積和池形.當(dāng)污水有機(jī)物濃度低時(shí),需要的沉淀面積大,為了保證反應(yīng)區(qū)的一定高度,反應(yīng)區(qū)的面積不能太大時(shí),則可采用反應(yīng)區(qū)的面積小于沉淀區(qū),即污泥床上部面積大于下部的池形.
氣液固三相分離器是UASB的重要組成部分,它對(duì)污泥床的正常運(yùn)行和獲良好的出水水質(zhì)起十分重要的作用,因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)給予特別的重視.根據(jù)經(jīng)驗(yàn),三相分離器應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：
1、混和液進(jìn)入沉淀區(qū)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(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(fù)荷應(yīng)在0.7m3/m2.h以下,進(jìn)入沉淀區(qū)前,通過沉淀槽低縫的流速不大于2m/m2.h；
4、處于集氣器的液一氣界面上的污泥要很好地使之浸沒于水中；
5、應(yīng)防止集氣器內(nèi)產(chǎn)生大量泡沫.
第2、3兩個(gè)條件可以通過適當(dāng)選擇沉淀器的深度－面積比來加以滿足.
對(duì)于低濃度污水,主要用限制表面水力負(fù)荷來控制；對(duì)于中等濃度和高濃度污水,在極高負(fù)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(biāo).但是直到現(xiàn)在國內(nèi)外所取得的成果表明,只要負(fù)荷率不超過20kgCOD/m3.d,UASB高度尚未見到有大于10m的報(bào)道,第三代厭氧反應(yīng)器除外.
污泥與液體的分離基于污泥絮凝、沉淀和過濾作用.所以在運(yùn)行操作過程中,應(yīng)該盡可能創(chuàng)造污泥能夠形成絮凝沉降的水力條件,使污泥具有良好的絮凝、沉淀性能,不僅對(duì)于分離器的工作是具有重要意義,對(duì)于整個(gè)有機(jī)物去除率更加至關(guān)重要.
特別要注意避免氣泡進(jìn)入沉淀區(qū),要使固——液進(jìn)入沉淀區(qū)之前就與氣泡很好分離.在氣——液表面上形成浮渣能迫使一些氣泡進(jìn)入沉淀區(qū),所以在設(shè)計(jì)中必須事先就考慮到：
（1）采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施,盡可能避免浮渣的形成條件,防范浮渣層的形成；
（2）必須要有沖散浮渣的設(shè)施或裝置,在污泥反應(yīng)區(qū)一旦出現(xiàn)浮渣的情況下,能夠及時(shí)破壞浮渣層的形成,或能夠及時(shí)排除浮渣.
如上所述,UASB中污水與污泥的混合是靠上升的水流和發(fā)酵過程中產(chǎn)生的氣泡來完成的.因此,一般采用多點(diǎn)進(jìn)水,使進(jìn)水均勻地分布在床斷面上,其中的關(guān)鍵是要均勻——?jiǎng)蛩?、勻?
UASB容積的計(jì)算一般按有機(jī)物容積負(fù)荷或水力停留時(shí)間進(jìn)行.設(shè)計(jì)時(shí)可通過試驗(yàn)決定參數(shù)或參考同類廢水的設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù).
七、UASB的啟動(dòng)
1、污泥的馴化
UASB設(shè)備啟動(dòng)的難點(diǎn)是獲得大量沉降性能良好的厭氧顆粒污泥.最好的辦法加以馴化,一般需要3－6個(gè)月,如果靠設(shè)備自身積累,投產(chǎn)期最長可長達(dá)1－2年.實(shí)踐表明,投加少量的載體,有利于厭氧菌的附著,促進(jìn)初期顆粒污泥的形成；比重大的絮狀污泥比輕的易于顆?；?；比甲烷活性高的厭氧污泥可縮短啟動(dòng)期.
2、啟動(dòng)操作要點(diǎn)
（1）最好一次投加足夠量的接種污泥；
（2）啟動(dòng)初期從污泥床流出的污泥可以不予回流,以使特別輕的和細(xì)碎污泥跟懸浮物連續(xù)地從污泥床排出體外,使較重的活性污泥在床內(nèi)積累,并促進(jìn)其增殖逐步達(dá)到顆粒化；
（3）啟動(dòng)開始廢水COD濃度較低時(shí),未必就能讓污泥顆?；俣燃涌?；
（4）最初污泥負(fù)荷率一般在0.1－0.2kgCOD/kgTSS.d左右比較合適；
（5）污水中原來存在的和厭氧分解出來的多種揮發(fā)酸未能有效分解之前,不應(yīng)隨意提高有機(jī)容積負(fù)荷,這需要跟蹤觀察和水樣化驗(yàn)；
（6）可降解的COD去除率達(dá)到70—80％左右時(shí),可以逐步增加有機(jī)容積負(fù)荷率；
（7）為促進(jìn)污泥顆粒化,反應(yīng)區(qū)內(nèi)的最小空塔速度不可低于1m/d,采用較高的表面水力負(fù)荷有利于小顆粒污泥與污泥絮凝分開,使小顆粒污泥凝并為大顆粒.
八、UASB工藝的優(yōu)缺點(diǎn)
UASB的主要優(yōu)點(diǎn)是：
1、UASB內(nèi)污泥濃度高,平均污泥濃度為20－40gVSS/1；
2、有機(jī)負(fù)荷高,水力停留時(shí)間短,采用中溫發(fā)酵時(shí),容積負(fù)荷一般為10kgCOD/m3.d左右；
3、無混合攪拌設(shè)備,靠發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣的上升運(yùn)動(dòng),使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài),對(duì)下部的污泥層也有一定程度的攪動(dòng)；
4、污泥床不填載體,節(jié)省造價(jià)及避免因填料發(fā)生堵賽問題；
5、UASB內(nèi)設(shè)三相分離器,通常不設(shè)沉淀池,被沉淀區(qū)分離出來的污泥重新回到污泥床反應(yīng)區(qū)內(nèi),通?？梢圆辉O(shè)污泥回流設(shè)備.
主要缺點(diǎn)是：
1、進(jìn)水中懸浮物需要適當(dāng)控制,不宜過高,一般控制在100mg/l以下；
2、污泥床內(nèi)有短流現(xiàn)象,影響處理能力；
3、對(duì)水質(zhì)和負(fù)荷突然變化較敏感,耐沖擊力稍差.
九、結(jié)語
UASB工藝近年來在國內(nèi)外發(fā)展很快,應(yīng)用面很寬,在各個(gè)行業(yè)都有應(yīng)用,生產(chǎn)性規(guī)模不等.實(shí)踐證明,它是污水實(shí)現(xiàn)資源化的一種技術(shù)成熟可行的污水處理工藝,既解決了環(huán)境污染問題,又能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益,具有廣闊的應(yīng)用前景.