uasb是什么意思啊(uasb厌氧反应器全称)[通俗易懂]

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北极星水处理网消息:升流式厌氧污泥床反应器是一种污水处理的厌氧生物方法，又称升流式厌氧污泥床，简称UASB (Up-flow厌氧污泥床/毯)。它是由荷兰的莱廷加教授在1977年发明的。污水自下而上流经UASB。反应器底部有一个高浓度、高活性的污泥床，污水中的大部分有机污染物在此通过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。

1.UASB进程的主要特点

1)采用微生物细胞固定化技术——污泥颗粒化

UASB反应器采用微生物细胞固定化技术——污泥颗粒化，实现水力停留时间和污泥停留时间的分离，从而延长污泥龄，维持较高的污泥浓度。颗粒厌氧污泥沉降性能好，比产甲烷活性高，相对密度小于人工载体。产生的气体可以实现污泥与基质的充分接触，节省了搅拌回流污泥的设备和能耗，不需要额外的沉降分离装置。同时，反应器内无需添加填料和载体，提高了容积利用率，避免了堵塞问题，具有低能耗、低成本的特点。

2)产气量和进水量分布均匀，形成良好的自然搅拌效果。

在UASB反应器中，产气和进水形成的上升液流和向上气泡对反应区污泥颗粒的分级起着重要作用。这种影响不仅影响污泥的颗粒化过程，也极大地影响了形成的颗粒污泥的质量。同时，这种搅拌作用实现了污泥与基质的充分接触。

3)应用设计合理的三相分离器。

三相分离器是UASB反应器中最重要的设备。它可以收集反应区产生的沼气，同时使分离器上的悬浮物沉降下来，使沉降性能好的污泥留在反应器中。三相分离器的应用避免了沉淀分离装置、脱气装置和污泥回流设备的辅助安装，简化了工艺，节省了投资和运行费用。

4)高容积负荷率

中高浓度有机废水容积负荷可达20kg COD/(m3d)，COD去除率可稳定在80%左右。

5)污泥产量低

与传统好氧工艺相比，污泥产量低。污泥产量一般为0.05kg VSS/kg COD ~ 0.10kg VSS/kg COD，仅为活性污泥污泥产量的1/5左右。反应器产生的剩余污泥是新厌氧系统运行的必要菌种。

6)可以回收生物能源——沼气。

沼气是一种高热值的可燃气体。超大型UASB系统产生的沼气可用于发电，替代或补偿废水污染治理设施的电力消耗。中小型UASB系统可根据实际生产条件用于沼气利用，如烹饪、加热或作为厌氧换热的热源。

二。UASB反应器的组成

UASB反应器主要由布水系统、三相分离器、污水收集系统和排泥系统组成。

1.配水系统

水分配系统的合理设计对UASB反应堆的良好运行至关重要。进水系统兼具布水和水力搅拌功能。为了保证这两个功能的实现，设计要满足以下原则:a .保证每个单位面积的进水口基本一致，防止短路或表面负荷不均匀；b、尽可能满足水力搅拌的需要，保证进水有机物和污泥的快速混合；c、便于观察进水管的堵塞情况；d、发现堵塞时，容易被清除。

目前配水系统的形式一般可采用单管多孔配水、单管孔配水或树枝状配水。

1)对于压力流，穿孔管用于分配水(一个管是多孔的或分支的)。

A.取水采用重力流(管道和渠道)或压力流，后者需设置止回装置；

B.水力筛间隙为3mm~5mm时，出水孔大于15mm，一般在15mm~25mm之间；

C.需要考虑设置液体反冲洗或解堵装置，可以在止水池中分段反冲洗。带液反洗时，压力为1.0 kg/cm2 ~ 2.0 kg/cm2，流量为正常进水的3 ~ 5倍；

2)采用重力流配水方式(一管一孔)

如果进水的水位差只是略高于反应器的水位(水位差小于10cm)，往往会发生堵塞。因为进水水头不足以消除堵塞。当水箱内水位(三角堰底部)与反应器内水位相差30cm以上时，很少发生堵塞。

A.用分水器分水时，从分水器到分水器应尽量少用弯头等非直管；

B.废水通过布水器进入池内，会吸入空气体，直径大于2.0mm的气泡以0.2 m/s ~ 0.3 m/s的速度上升，管道垂直段(或顶部)的流速应低于此值；

C.上部的直径要大于下部，可以适当避免大空气泡进入反应器；

d、反应器底部较小的直径可以产生较高的流速，从而产生强烈的扰动，使进水与污泥充分接触；

E.为了加强污泥与废水在底部的接触，建议进水点与反应池底部的距离为150mm~250mm。

2.三相分离器

三相分离器是UASB反应器中最具特色和最重要的设备。它有三个作用:收集下部反应室产生的沼气，沉降分离器上部的悬浮物，回流污泥。

上述功能都要求三相分离器的设计应能避免沼气气泡上升到沉淀区，造成出水浑浊，降低沉淀效率，产生沼气损失等不利影响。三相分离器的设计应注意以下几点:

(1)间隙与出水口的截面积比:该面积比将影响进入沉淀区并留在污泥相中的絮体的沉淀速度；

(2)分离器相对于出水平面的位置:该位置决定了反应区(下部)与沉淀区(上部)的比例，内沉淀区在大多数UASB反应器中占总体积的15% ~ 20%；

(3)三相分离器的倾斜角度:这个角度使固体滑回反应器的反应区，实际在55° ~ 60°之间。这个角度也决定了三相分离器的高度，从而决定了所需材料；

(4)分离器下方的气液界面面积:它决定了单位界面面积甲烷的释放速率，合理的气体释放速率约为1 m3/(m2·h)~ 3 m3/(m2·h)(低浓度废水达不到这个速率)。如果速度太低，可能会形成浮渣层，而如果速度太高，则会在界面上形成泡沫层，这两种情况都可能会堵塞气体释放管。

3.污水收集系统

出水装置应设置在UASB反应器的顶部，以保证处理后的废水尽可能均匀地收集。绝大多数厌氧反应器的出口堰与传统沉淀池的出口装置相同，即在水平集水池中隔一定距离设置三角形堰。为了保证出水均匀，大多数UASB反应器采用多池出水方式，每个池的两侧都有三角形堰。

当处理后的废水含有蛋白质、脂肪或大量悬浮固体时，出水通常含有大量悬浮固体或漂浮污泥。为了减少出水中的悬浮物，在出水池前设置了挡板，可以减少出水中的悬浮物，有助于提高出水水质。但有出水挡板时容易形成污泥层。此时，可以使用浮沫撇除装置，如刮渣器。因此，是否设置挡板应根据废水处理的实际情况而定。

出水设施的一个通病是，有些出水槽即使安装了浮渣挡板，也会被漂浮物堵塞，导致出水不均匀，或者堰体不完全水平，水头小会造成比较大的误差。为了消除或最终减少这些问题，堰顶应不小于25毫米。三角形堰的设计应使其高度可以调节。

4.污泥排放系统

厌氧反应器中保持足够的污泥是保证反应器高效运行的基础。但经过长时间的运行，当污泥量过多时，会因污泥沉淀而使有效容积减少，处理效率降低，甚至会因堵塞而影响正常运行，或者出水夹带大量污泥，影响出水水质。因此，厌氧反应器必须定期适当排水。UASB反应器的污泥排放一般采用重力法，排放量由污泥界面仪控制。

根据污泥浓度分布曲线确定反应器的排泥频率。即在反应器的整个高度上布置若干个(5 ~ 6个)取样管，这样就可以对反应器内的污泥取样，得到污泥浓度沿深度的分布曲线，计算出反应器内储存的污泥总量，从而确定是否需要排放污泥。污泥排放点应设在污泥区的上部和底部两个点。一般来说，在污泥床的底部应该形成厚的污泥，并且由于颗粒和小砂的积累，厚污泥的活性变低。因此，建议从反应器底部排出污泥，以避免或减少砾石在反应器中的堆积。中上部排泥点应与清水区保持0.5m~1.5m的距离，既能保证水力运行顺畅，又能使悬浮污泥在空室中沉降。

三。UASB进程的启动

1.启动反应堆。

1.污泥粒化

对于新建的UASB反应器，启动过程主要是接种不习惯的絮状污泥，经过一定时间的启动调试，反应器可以达到设计负荷，实现有机物的去除。通常这个过程会伴随着污泥颗粒化的实现，所以也叫污泥颗粒化，这是大多数UASB反应器的启动目标，也是成功的标志。

污泥的形成使得在UASB反应器中保留高浓度厌氧污泥成为可能。絮凝剂污泥沉降性能差。当产气量较高，废水向上流速略高时，絮状污泥容易被冲出反应器。产气和水流之间的剪切力也倾向于进一步分散絮状污泥，这加强了絮状污泥的冲刷。污泥具有良好的沉降性能，可以在高产气率和高上升流速下停留在厌氧反应器中。因此，污泥颗粒化可以使UASB反应器具有更高的有机容积负荷和水力负荷。

2.启动时间

在形成明显的颗粒污泥床之前，使用絮状污泥作为接种物首次启动UASB反应器可能需要几个月的时间。厌氧反应器启动时间长的原因，除了甲烷菌生长速度慢之外，接种污泥的甲烷比活性低、反应器启动初期污泥损失相对较大也是重要因素。而UASB正常运行时，反应器内可以产生大量的颗粒污泥，这些颗粒污泥可以在室温下长时间保存而不失去活性，因此停堆后可以很快完成重启。

3.接种污泥

UASB反应器可以由絮状污泥或颗粒污泥启动。接种污泥的数量和活性是影响反应器成功启动的重要因素。一般情况下，絮状接种污泥浓度控制在30g VSS/L ~ 40g VSS/L，颗粒污泥接种浓度控制在20g VSS/L ~ 30g VSS/L

当采用絮状污泥接种时，为了缩短启动时间，可以在污泥中加入少量破碎的颗粒污泥，以促进颗粒化过程。加入少量的颗粒污泥至少有两个好处:一是颗粒污泥中含有大量的活的甲烷微生物，而絮状污泥只含有2%左右的甲烷污泥(以比活性估算)。加入少量颗粒污泥可以大大提高甲烷活性；其次，通过将颗粒污泥破碎成大量的小颗粒碎片，颗粒碎片将作为新的颗粒污泥“前驱体”，为新颗粒提供大量的生长核心。

颗粒污泥的启动允许较大的接种量，启动时间很大程度上取决于颗粒污泥的来源，即原反应器中颗粒污泥的培养条件和原处理废水的种类。当选择新反应器的种子污泥时，需要使种子污泥的原始处理废水尽可能与待处理的废水一致。废水的种类和性质越接近，所需的驯化时间越少，可以大大缩短启动时间。在实践中，有时很难获得由同一废水培养的颗粒污泥，但只要在启动的第一周将初始污泥负荷控制在最大污泥负荷能力的50%以下，就可以成功启动。

絮状污泥和颗粒污泥启动时可能出现的问题及解决方法见表1。

在启动过程中，接种污泥中较轻的污泥将被洗出，较重的污泥将被保留，以促进反应器中颗粒污泥的形成。启动时应注意以下几点:

1)UASB反应器的启动负荷应小于1kg COD/(m3·d)，上升流速应小于0.2m/h，进水COD浓度大于5000mg/L或有毒废水应适当稀释。

2)逐步升温(每天2℃为宜)，使UASB反应器达到设计操作温度。

3)当出水COD去除率达到80%以上，或出水有机酸浓度低于200 mg/L ~ 300 mg/L时，可逐步增加进水容积负荷；一般以增加设计负荷的20% ~ 30%为宜，直至达到设计负荷和设计切除率。

4)直接使用颗粒污泥启动时，由于颗粒污泥接种量大，活性远高于其他种类的污泥，启动初始负荷可提高到3kg COD/(m3·d)。

5.环境因素

1)常温时无氧温度应保持在20℃ ~ 25℃，中温时应保持在30℃ ~ 35℃，高温时应保持在50℃ ~ 55℃。

2)UASB反应器中的pH值保持在6.5-7.8之间。

3)适当营养，保持COD: N: P = 200: 5: 1。

4)严格控制有毒物质的浓度，使其低于允许浓度。

5)厌氧反应池的碱度(以CaCO3计)应高于2000mg/L，挥发性脂肪酸(VFA)应控制在2000mg/L以内，氧化还原电位(ORP)应在+100mV至-400mV之间。

6)氮、磷、硫等营养物质和微量元素应满足微生物生长的需要。

四。UASB工艺的运行和维护

1.操作控制器

厌氧反应器系统启动运行后，应控制好各种工艺参数，保持厌氧系统的平衡，系统的设计负荷效率应稳定。

UASB厌氧反应器正常运行控制的工艺条件如下:

1)严禁进水有机负荷过高或过低，温度突然升高或下降。

厌氧温度应保持在常温20℃ ~ 25℃，中温30℃ ~ 35℃，高温50℃ ~ 55℃。

UASB反应器中的pH值保持在6.5至7.8之间。

适当营养，保持COD: n: p = 200: 5: 1。

严格控制有毒物质的浓度，使其低于允许浓度。

碱度(以CaCO3计)应高于2000mg/L，挥发性脂肪酸(VFA)应控制在2000mg/L以内，氧化还原电位(ORP)应在+100mV至-400mV之间。

氮、磷、硫等营养物质和微量元素应满足微生物生长的需要。

2)厌氧反应器的污泥层应保持在出水口以下0.5m~1.5m。当污泥过多时，应排出污泥。

3)当热交换器用于供暖时，应每天测量热交换器进出口的水温。UASB厌氧反应器正常运行中经常出现的异常现象及解决方法见表2。

2.停止生产控制

对于工业废水处理，厌氧反应器可能由于工厂维修或季节性生产而关闭。此次停运对厌氧消化系统的维护没有明显影响，因为厌氧污泥的活性可以在不进水的情况下维持一年或更长时间。

停工期间，反应器内液体的温度应保持在4℃ ~ 20℃。这是因为，相对而言，储存在这个温度范围内的污泥，重启后可以在短时间内恢复到原来的性能。

此外，在停工期间，反应器的进水口、出水口和导气管应保持厌氧状态，不与大气直接相通。

停机后再启动，一般只需提高系统温度，然后按原运行中的平均负荷率进水，即可在短时间内达到停机前的效率水平。

原标题:UASB详解！

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