uasb工艺系统设计方法探讨_secret
最新水解酸化脉冲布水器资料
UASB工艺系统设计方法探讨厌氧处理已经成功地应用于各种高、中浓度的工业废水处理中。
虽然中、高浓度的废水在相当程度上得到了解决,但是当污水中含有抑制性物质时,如含有硫酸盐的味精废水在处理上仍有一定的难度。
在厌氧处理领域应用最为广泛的是UASB反应器,所以本文重点讨论UASB反应器的设计方法。
但是,其与其它的厌氧处理工艺有一定的共同点,例如,流化床和UASB都有三相分离器。
而UASB和厌氧滤床对于布水的要求是一致的,所以结果也可以作为其他反应器设计参考。
Vrt f tQ 1包含UASB反应誥的暁水號理r艺査程图2 UASB厦应品中各般速关系包含厌氧处理单元的水处理过程一般包括预处理、厌氧处理(包括沼气的收集、处理和利用)、好氧后处理和污泥处理等部分,可以用图1所示的流程表示。
二、UASB系统设计1、预处理设施一般预处理系统包括粗格栅、细格栅或水力筛、沉砂池、调节(酸化)池、营养盐和pH调控系统。
格栅和沉砂池的目的是去除粗大固体物和无机的可沉固体,这对对于保护各种类型厌氧反应器的布水管免于堵塞是必需的。
当污水中含有砂砾时,例如以薯干为原料的酿酒废水,怎么强调去除砂砾的重要性也不过分。
不可生物降解的固体,在厌氧反应器内积累会占据大量的池容,反应器池容的不断减少最终将导致系统完全失效。
由于厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感,所以对于工业废水适当尺寸的调节池,对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。
调节池的作用是均质和均量,一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。
在调节池中设有沉淀池时,容积需扣除沉淀区的体积;根据颗粒化和pH调节的要求,当废水碱度和营养盐不够需要补充碱度和营养盐(N、P)等;可采用计量泵自动投加酸、碱和药剂,通过调节池水力或机械搅拌达中和作用。
同时,酸化池或两相系统是去除和改变,对厌氧过程有抑制作用的物质、改善生物反应条件和可生化性也是厌氧预处理的主要手段,也是厌氧预处理的目的之一。
uasb反应器的设计计算_secret
3.5 UASB 反应器的设计计算 3.5.1 设计参数 (1) 污泥参数设计温度T=25℃容积负荷N V =8.5kgCOD/(m 3.d) 污泥为颗粒状 污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD,产气率0.5m 3/kgCOD(2) 设计水量Q=400m 3/d =16.67m 3/h (3) 水质指标表5 UASB 反应器进出水水质指标水 质 指 标 COD (㎎∕L ) BOD (㎎∕L ) SS (㎎∕L ) 进 水 水 质 34500 17250 3000 设计去除率 85% 90% / 设计出水水质5175172530003.5.2 UASB 反应器容积及主要工艺尺寸的确定[5] (1) UASB 反应器容积的确定本设计采用容积负荷法确立其容积VV=QS 0/N VV —反应器的有效容积(m 3) S 0—进水有机物浓度(kgCOD/L)V=400⨯34.5/8.5=1623.5m 3取有效容积系数为0.8,则实际体积为2030m 3 (2) 主要构造尺寸的确定UASB 反应器采用圆形池子,布水均匀,处理效果好。
取水力负荷q 1=0.6m 3/(m 2·h )反应器表面积 A=Q/q1=16.67/0.6=27.78m 2反应器高度 H=V/A=2030/27.78=73.1m 取H=74m 采用8座相同的UASB 反应器,则每个单池面积A 1为:A 1=27.78 m 2,高为H/4=74/8=9.25m 取反应器高度为10mm A D 9.514.378.27441=⨯==π取D=6m则实际横截面积 A 2=3.14D 2/4=28.26 m 2 实际表面水力负荷 q 1=Q/A 2=16.67/⨯28.26=0.59 q 1在0.5—1.5 m 3/(m 2·h )之间,符合设计要求。
3.5.3 UASB 进水配水系统设计 (1) 设计原则① 进水必须要反应器底部均匀分布,确保各单位面积进水量基本相等,防止短路和表面负荷不均;② 应满足污泥床水力搅拌需要,要同时考虑水力搅拌和产生的沼气搅拌; ③ 易于观察进水管的堵塞现象,如果发生堵塞易于清除。
污水处理技术之UASB工艺调试方案
污水处理技术之 UASB 工艺调试方案所属行业: 水处理关键词: UASB 颗粒污泥有机废水一、 UASB 反应器简介上流式厌氧污泥床(UASB),是一种处理污水的厌氧生物方法,又叫升流式厌氧污泥床,英文缩写 UASB。
污水自下而上通过 UASB。
反应器底部有一个高浓度、高活性的污泥床,污水中的大部份有机污染物在此间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。
因水流温和泡的搅动,污泥床之上有一个污泥悬浮层。
反应器上部有设有三相分离器,用以分离消化气、消化液和污泥颗粒。
消化气自反应器顶部导出;污泥颗粒自动滑落沉降至反应器底部的污泥床;消化液从澄清区出水。
UASB 负荷能力很大,合用于高浓度有机废水的处理。
运行良好的 UASB 有很高的有机污染物去除率,不需要搅拌,能适应较大幅度的负荷冲击、温度和 pH 变化。
二、工作原理UASB 反应器中的厌氧反应过程与其他厌氧生物处理工艺一样,包括水解,酸化,产乙酸和产甲烷等。
通过不同的微生物参预底物的转化过程而将底物转化为最终产物——沼气、水等无机物。
在厌氧消化反应过程中参预反应的厌氧微生物主要有以下几种:①水解—发酵(酸化)细菌,它们将复杂结构的底物水解发酵成各种有机酸,乙醇,糖类,氢和二氧化碳;②乙酸化细菌,它们将第一步水解发酵的产物转化为氢、乙酸和二氧化碳;③产甲烷菌,它们将简单的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳、氢等转化为甲烷。
UASB 由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)温和室三部份组成。
在底部反应区内存留大量厌氧污泥,具有良好的沉淀性能和凝结性能的污泥在下部形成污泥层。
要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触,污泥中的微生物分解污水中的有机物,把它转化为沼气。
沼气以弱小气泡形式不断放出,弱小气泡在上升过程中,不断合并,逐渐形成较大的气泡,在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器,沼气碰到分离器下部的反射板时,折向反射板的四周,然后穿过水层进入气室,集中在气室沼气,用导管导出,固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区,污水中的污泥发生絮凝,颗粒逐渐增大,并在重力作用下沉降。
实验室做uasb试验的方案_secret
【1】实验环境:实验室通风橱内。
【2】所用仪器及作用:
大广口瓶(5L或10L):污水酸化调节池,UASB罐。
医用胶皮管:连接各处理单元,非常方便。
密封胶带:管道连接、瓶塞等密封用。
玻璃管:嵌入瓶塞,出水或进水。
PVC管:做三相分离器用。
医用葡萄糖瓶及其瓶塞若干:用以排水法集气及测量沼气体积。
医用一次性点滴注射器:由UASB出来的沼气导入医用葡萄糖瓶中,用阵直接扎到瓶塞上就行了,非常简单。
但是费塞子,所以要多准备一些。
烧瓶或烧杯:测量由气瓶中排出的水量(间接测量沼气量)。
强力胶:用以密封。
【3】三相分离器的做法:在这里为了叙述清楚明了,将PVC管两端定名为A和B,其中A 为出水端,B为三相分离器端。
具体做法:将B端用钻子或者锥子扎眼,孔径3~5mm,用来出水,孔不要太小,否则容易被污泥堵死,扎好眼后,用一个锥形的胶塞将B端堵死,(注意一定要密封,用强力胶粘死),这个锥形的胶塞的直径一定要比PVC的直径大,否则起不到三相分离的作用(可以参考我的CAD图,很明了),将A端也用胶塞塞住并在胶塞上打孔,插上玻璃管用来出水。
把做好的三相分离器和用来进水、出气用的玻璃管一起插到做UASB罐的广口瓶的塞子里,把塞子
密封到广口瓶上就可以了。
【4】关于UASB的布水器:个人认为,布水器没有必要做,直接用进水玻璃管插到瓶底部就可以了。
当然你想用软管或者其他方式在广口瓶低布管也不是不可以,只是经过验证,没有什么太大意义。
浅谈UASB反应器设计及问题
浅谈UASB反应器设计及问题摘要:本文旨在研究UASB反应器的设计特点,研究其常见的问题并探讨解决方案。
UASB反应器是一种深床反应器,通过上放式混合流和高负荷布局来高效处理城市污水。
因此,其设计要求相当高。
根据经验,UASB反应器的设计应包括有效的混合、动态变化的水质控制、合理的湿度维护、合理的排放流量和配套措施,以最小限度达到净化效果。
然而,精确的设计并不总是能避免所有问题,比如低于标准的净化水质和起泡行为等。
因此,本文提出的解决方案是建立定量的模型,以便在设计之前了解不同因素的影响,并采取适当的措施来确保系统的可靠性和有效性。
关键词:UASB反应器;设计;问题;混合;湿度;起泡正文:UASB反应器(Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor)是一种深床反应器,它是基于上放通过混合技术和高负荷布局来有效处理城市污水的。
UASB反应器设计包括有效的混合、动态变化的水质控制、合理的湿度维护、合理的排放流量和配套措施。
因此,UASB反应器的设计要求相当高,而满足不同的环境参数的要求也是必不可少的。
然而,不论UASB反应器的设计如何,仍存在一些共同的问题,比如低于标准的净化水质和起泡行为等。
由于反应器刚性低、系统泄漏会导致单位排放流量过大,也会造成问题。
其中,起泡现象反映了污水处理系统的不稳定性,会降低处理系统的净化水质,并产生噪声。
因此,为了最小限度地避免上述问题,本文提出一种策略——建立UASB反应器的定量模型,以便在设计之前了解不同因素的影响,并采取适当的措施来确保系统的可靠性和有效性。
此外,采用低湿度操作可以减少起泡现象和降低外部污染物的排放,从而保证净化效果。
尽管这些技术需要考虑大量因素,但它们仍然有助于改善UASB反应器的性能。
综上所述,UASB反应器的设计要求较高,但存在一些潜在问题,因此必须采取适当的措施来确保设备的可靠性和有效性。
基于上述讨论,本文提出了一种建立反应器的定量模型的解决方案,以期更好地改善UASB反应器的性能。
水解酸化脉冲布水器
污泥典型
每个进水口负荷(m2)
负荷(kgCOD/m3·d)
颗粒污泥
0.5~1
2.0
1~2
2~4
> 2
>4
凝絮状污泥
> 40kgDS/m3
6.5~1
<1.0
1~2
1~2
2~3
>2
中等浓度絮状污泥
120~40kg/m3
1~2
<1~2
2~5
>2
2、进水分配系统
家畜饲料厂
10.5
10.5
10.5
1
19
垃圾滤液
9.9
12.0
7.9
7
b)经验公式方法
Lettinga等人采用同样经验公式描述不同厌氧处理系统处理生活污水HRT与去除率(E)之间的关系,并且对不同反应器处理生活污水的数据进行了统计,得出了参数值。
式中:C1,C2——反应常数。
c)动力学方法
许多研究者致力于动力学的研究,Henxen和Harremoes(1983)根据众多研究结果汇总了酸性发酵和甲烷发酵过程重要的动力学常数(见表2)。到目前为止,动力学理论的发展,还没有使它能够在选择和设计厌氧处理系统过程中成为有力的工具,通过评价所获得的实验结果的经验方法现在仍是设计和优化厌氧消化系统的唯一的选择。
4)分枝式配水方式
这种配水系统的特点采用较长的配水支管增加沿程阻力,以达到布水均匀的目的(图3c)。根据笔者的实践,最大的分枝布水系统的负荷面积为54m2。大阻力系统配水均匀度好,但水头损失大。小阻力系统水头损失小,如果不影响处理效率,可减少系统的复杂程度。
对其他类型布水方式,我国也有很多设计和运行经验。与三相分离器一样,不同型式的布水装置之间,很难比较孰优孰劣。事实上,各种类型的布水器都有成功的经验和业绩。
UASB工艺[整理]
UASB工艺[整理]UASB工艺是一种目前在废水处理领域广泛应用的高效生物处理技术。
UASB全称为Upflow Anaerobic Sludge Blanket,即上流式厌氧污泥毯反应器,它利用厌氧微生物降解废水中的有机物质,并通过物理和生物化学反应将有机物转化为有用的沼气。
下文将对UASB工艺进行详细的介绍。
UASB工艺的原理是在无氧条件下利用微生物的代谢作用对有机废水进行处理。
废水在反应器的上部进入,经过微生物的自行运动和沉降,最终被厌氧微生物在厌氧反应器内降解。
UASB反应器内的厌氧微生物通过氢化作用将有机物质转化为沼气,并产生微生物污泥,污泥在反应器内自然沉降形成污泥毯层。
沼气则通过反应器顶端排放出来,并可以被收集、利用。
二、UASB工艺的优点1. 处理效率高:UASB工艺能够高效地降解废水中的有机物质,一般COD去除率能够达到75%~96%以上。
同时,UASB工艺不需要额外的能源进行加热等操作,能够减少能源消耗。
2. 操作方便:UASB工艺具有完全自动化和半自动化的操作方式,不需要标准仪器和技术,设备维护也较为简单,具有操作方便的特点。
3. 投资成本低:UASB工艺的建设成本相对较低,与其他废水处理技术相比,具有较高的经济性。
4. 适用性广:UASB工艺适用于多种类型的废水,包括工业废水和城市污水等,具有处理范围广的特点。
1. 污水处理厂:在污水处理厂中,UASB工艺通常作为废水预处理技术进行应用,能够有效地去除污水中的有机物质。
2. 食品和饮料行业:在食品和饮料行业中,UASB工艺可以对厌氧污泥、蔗渣等进行处理,产生的沼气可以用于加热或发电等。
3. 化工工业:在化工工业中,UASB工艺可以对废水中含有的有机物进行处理,有效地降低环境污染。
4. 纸浆和造纸行业:在纸浆和造纸行业中,UASB工艺可以处理废水中的木材汁液和植物纤维等有机物质,产生的沼气也可以用于发电。
综上所述,UASB工艺是一种高效、经济、操作方便的生物处理技术,广泛应用于各种类型的工业废水和城市污水的处理中。
UASB工艺设计计算
UASB工艺设计计算UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket)是一种高效的厌氧生物处理技术,广泛应用于污水、有机废水、生活垃圾等废弃物的处理。
本文将介绍UASB工艺的设计和计算方法。
1.设计参数的确定在进行UASB工艺设计计算之前,首先需要确定以下几个设计参数:-污水流量:根据实际情况确定。
-污水COD(化学需氧量)浓度:根据污水的COD浓度进行测定。
-反应器温度:UASB反应器的适宜温度通常在25-35摄氏度之间。
-核心高度:反应器内活性污泥的高度。
根据所处理废水的COD浓度和水力停留时间(HRT)进行估计。
2.水力停留时间(HRT)的计算水力停留时间是指污水在反应器内停留的平均时间,通常以小时为单位。
根据污水COD浓度和污水流量进行计算。
HRT=反应器容积/污水流量3.反应器高度的计算反应器高度通常根据反应器中活性污泥的沉降速度来确定,以确保活性污泥在反应器内停留足够长的时间进行有机物的降解。
反应器高度=水力停留时间×重力沉降速度4.气液比的计算气液比是指反应器中气体和污水的体积比。
根据所处理废水的COD浓度进行估计。
气液比=反应器中气体体积/反应器中污水体积5.COD去除率的计算COD去除率是反应器中有机物去除的效果,通常以百分比表示。
COD去除率=(进水COD浓度-出水COD浓度)/进水COD浓度×100%6.设计反应器内污泥中悬浮物的浓度UASB反应器中的污泥主要分为悬浮污泥和沉积污泥。
悬浮物的浓度需要根据UASB反应器的设计和运行参数进行计算。
以上就是UASB工艺设计计算的基本内容,根据具体情况,还可以进行其他设计参数的计算,如产气量、污泥产生速率等。
通过合理设计和计算,可以确保UASB工艺在污水处理中的高效性和可行性。
UASB结构详解及其设计要点
UASB结构详解及其设计要点一、UASB原理UASB反应器废水被尽可能均匀的引入反应器的底部,污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。
厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程。
在厌氧状态下产生的沼气(主要是甲烷和二氧化碳)引起了内部的循环,这对于颗粒污泥的形成和维持有利。
在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上,附着和没有附着的气体向反应器顶部上升。
上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部,引起附着气泡的污泥絮体脱气。
气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面,附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。
置于极其使单元缝隙之下的挡板的作用为气体发射器和防止沼气气泡进入沉淀区,否则将引起沉淀区的絮动,会阻碍颗粒沉淀。
包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过分离器缝隙进入沉淀区。
由于分离器的斜壁沉淀区的过流面积在接近水面时增加,因此上升流速在接近排放点降低。
由于流速降低污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀。
累积在三相分离器上的污泥絮体在一定程度上将超过其保持在斜壁上的摩擦力,其将滑回反应区,这部分污泥又将与进水有机物发生反应。
二、UASB反应器的构成UASB反应器包括以下几个部分:进水和配水系统、反应器的池体和三相分离器。
在UASB反应器中最重要的设备是三相分离器,这一设备安装在反应器的顶部并将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。
为了在沉淀器中取得对上升流中污泥絮体/颗粒的满意的沉淀效果,三相分离器第一个主要的目的就是尽可能有效地分离从污泥床/层中产生的沼气,特别是在高负荷的情况下,在集气室下面反射板的作用是防止沼气通过集气室之间的缝隙逸出到沉淀室,另外挡板还有利于减少反应室内高产气量所造成的液体絮动。
反应器的设计应该是只要污泥层没有膨胀到沉淀器,污泥颗粒或絮状污泥就能滑回到反应室(应该认识到有时污泥层膨胀到沉淀器中不是一件坏事。
相反,存在于沉淀器内的膨胀的泥层将网捕分散的污泥颗粒/絮体,同时它还对可生物降解的溶解性COD起到一定的去除作用)。
UASB工艺
1.UASB工艺简介1.1UASB的结构与工作原理如图所示为UASB的基本构造形式。
UASB主要包括污泥床、悬浮污泥床、沉行过程中,废水一般以0.5~1.5m/h的上升流速自反应器的底部依次流经污泥床,悬浮污泥床至三相分离器和沉淀区。
UASB的水力流型呈推流式,进水与污泥床及悬浮污泥床中的微生物充分混合接触并进行厌氧分解。
厌氧分解过程中产生的沼气在上升过程中将污泥颗粒托起;由于大量气泡的产生,即使在较低的有机及水力负荷条件下,污泥床也发生明显的搅拌作用(微小的沼气气泡在上升过程中相互结合而逐渐变成较大的气泡,将颗粒污泥向反应器的上部顶托。
最后由于气泡的破裂,绝大部分颗粒污泥又返回到污泥床区)变得日益剧烈,从而降低了污泥中夹带气泡的阻力,气体便从污泥中突发性的逸出,引起污泥床表面呈沸腾或流化状态。
反应器中沉淀性能较差的絮体状污泥则在气体的搅拌作用下,在反应器上部形成污泥悬浮层。
沉淀性能较好的颗粒状污泥则处于反应器的下部形成高浓度的污泥床。
随着水流的上升流动,气、水、泥三相混合液(消化液)上升至三相分离器中,气体遇到反射板或挡板后折向集气室而被有效的分离排出;污泥和水进入上部的沉淀区,在重力的作用下泥水发生分离。
由于三相分离器的作用,使得反应器混合液中的污泥有一个良好的沉淀、分离和再絮凝的环境,有利于提高污泥的沉降性能。
在一定的水力负荷条件下,绝大部分污泥能保持很高的污泥龄,使得反应器中有足够的污泥量。
1.2UASB的工艺特点1、反应器中具有浓度极高、且以颗粒状存在的高活性污泥。
这种污泥是在一定的运行条件下,通过严格控制反应器的水力条件以及有机负荷,经过一段时间的培养而形成的。
颗粒污泥的特性直接影响UASB反应器的运行性能,亦即培养性能良好的颗粒污泥是UASB反应器稳定、高效运行的关键。
颗粒污泥是在反应器运行过程中,通过污泥的自身絮凝、结合及逐步的固定化过程而形成的。
2、反应器内具有集泥、水和气分离于一体的三相分离器。
UASB工艺
1.UASB工艺简介1.1UASB得结构与工作原理如图所示为UASB得基本构造形式。
UASB主要包括污泥床、悬浮污泥床、沉行过程中,废水一般以0、5~1。
5m/h得上升流速自反应器得底部依次流经污泥床,悬浮污泥床至三相分离器与沉淀区。
UASB得水力流型呈推流式,进水与污泥床及悬浮污泥床中得微生物充分混合接触并进行厌氧分解。
厌氧分解过程中产生得沼气在上升过程中将污泥颗粒托起;由于大量气泡得产生,即使在较低得有机及水力负荷条件下,污泥床也发生明显得搅拌作用(微小得沼气气泡在上升过程中相互结合而逐渐变成较大得气泡,将颗粒污泥向反应器得上部顶托、最后由于气泡得破裂,绝大部分颗粒污泥又返回到污泥床区)变得日益剧烈,从而降低了污泥中夹带气泡得阻力,气体便从污泥中突发性得逸出,引起污泥床表面呈沸腾或流化状态。
反应器中沉淀性能较差得絮体状污泥则在气体得搅拌作用下,在反应器上部形成污泥悬浮层。
沉淀性能较好得颗粒状污泥则处于反应器得下部形成高浓度得污泥床、随着水流得上升流动,气、水、泥三相混合液(消化液)上升至三相分离器中,气体遇到反射板或挡板后折向集气室而被有效得分离排出;污泥与水进入上部得沉淀区,在重力得作用下泥水发生分离。
由于三相分离器得作用,使得反应器混合液中得污泥有一个良好得沉淀、分离与再絮凝得环境,有利于提高污泥得沉降性能。
在一定得水力负荷条件下,绝大部分污泥能保持很高得污泥龄,使得反应器中有足够得污泥量。
1.2UASB得工艺特点1、反应器中具有浓度极高、且以颗粒状存在得高活性污泥。
这种污泥就是在一定得运行条件下,通过严格控制反应器得水力条件以及有机负荷,经过一段时间得培养而形成得、颗粒污泥得特性直接影响UASB反应器得运行性能,亦即培养性能良好得颗粒污泥就是UASB反应器稳定、高效运行得关键、颗粒污泥就是在反应器运行过程中,通过污泥得自身絮凝、结合及逐步得固定化过程而形成得。
2、反应器内具有集泥、水与气分离于一体得三相分离器。
UASB工艺系统设计方法
V s --沉淀器表面流速,m /h ;V g --气体的上升流速,m /h ;V o --在沉淀器缝隙处流速,m /h 。
UASB 工艺系统设计方法探讨王凯军(北京市环境保护科学研究院 北京 100037)1概述厌氧处理已经成功地应用于各种高、中浓度的工业废水处理中。
虽然中、高浓度的废水在相当程度上得到了解决,但是当污水中含有抑制性物质时,如含有硫酸盐的味精废水,在处理上仍有一定的难度。
厌氧处理领域应用最为广泛的是UASB 反应器,所以本文重点讨论UASB 反应器的设计方法。
它与其它的厌氧处理工艺有一定共同点,例如,流化床和UASB 都有三相分离器,而UASB 和厌氧滤床对于布水的要求是一致的,所以其结果也可以作为其他反应器设计参考。
图1 包含UASB 反应器的废水处理工艺流程 图2 UASB 反应器中各种流速关系(图2标注缺V r )!包含厌氧处理单元的水处理过程一般包括预处理、厌氧处理(包括沼气的收集、处理和利用)、好氧后处理和污泥处理等部分,可以用图1所示的流程表示。
2UASB 系统设计2.1预处理设施一般预处理系统包括粗格栅、细格栅或水力筛、沉砂池、调节(酸化)池、营养盐和pH 调控系统。
格栅和沉砂池的目的是去除粗大固体物和无机的可沉固体,这对保护各种类型厌氧反应器的布水管免于堵塞是必需的。
当污水中含有砂砾时,例如以薯干为原料的酿酒废水,须特别强调去除砂砾的重要性。
不可生物降解的固体在厌氧反应器内积累会占据大量的池容,反应器池容的不断减少最终将导致系统完全失效。
由于厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感,所以适当尺寸的调节池对水质、水量的调节是厌氧反应器稳定运行的保证。
调节池的作用是均质和均量,一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。
在调节池中设有沉淀池时,容积需扣除沉淀区的体积;根据颗粒化和pH 调节的要求,当废水碱度和营养盐(N ,P ,等)不够需要补充时,可采用计量泵自动投加酸、碱和药剂,通过调节池或机械搅拌达中和作用。
UASB工艺设计算.
UASB工艺系统设计方法探讨简介:本文全面的介绍了UASB系统的设计问题,介绍了厌氧预处理工艺和UASB反应器的负荷设计原则和设计方法。
重点介绍了混凝土结构的矩形UASB反应器各个部分尺寸的计算和确定原则。
对UASB的进水配水系统和布水方式进行了详细的介绍。
对于三相分离器和UASB建筑材料等问题也进行讨论。
关键字:UASB反应器,预处理,配水系统,三相分离器,建筑材料,设计简介:本文全面的介绍了UASB系统的设计问题,介绍了厌氧预处理工艺和UASB反应器的负荷设计原则和设计方法。
重点介绍了混凝土结构的矩形UASB反应器各个部分尺寸的计算和确定原则。
对UASB的进水配水系统和布水方式进行了详细的介绍。
对于三相分离器和UASB建筑材料等问题也进行讨论。
关键字:UASB反应器,预处理,配水系统,三相分离器,建筑材料,设计一、概述厌氧处理已经成功地应用于各种高、中浓度的工业废水处理中。
虽然中、高浓度的废水在相当程度上得到了解决,但是当污水中含有抑制性物质时,如含有硫酸盐的味精废水在处理上仍有一定的难度。
在厌氧处理领域应用最为广泛的是UASB反应器,所以本文重点讨论UASB反应器的设计方法。
但是,其与其它的厌氧处理工艺有一定的共同点,例如,流化床和UASB都有三相分离器。
而UA SB和厌氧滤床对于布水的要求是一致的,所以结果也可以作为其他反应器设计参考。
包含厌氧处理单元的水处理过程一般包括预处理、厌氧处理(包括沼气的收集、处理和利用)、好氧后处理和污泥处理等部分,可以用图1所示的流程表示。
二、UASB系统设计1、预处理设施一般预处理系统包括粗格栅、细格栅或水力筛、沉砂池、调节(酸化)池、营养盐和pH调控系统。
格栅和沉砂池的目的是去除粗大固体物和无机的可沉固体,这对对于保护各种类型厌氧反应器的布水管免于堵塞是必需的。
当污水中含有砂砾时,例如以薯干为原料的酿酒废水,怎么强调去除砂砾的重要性也不过分。
不可生物降解的固体,在厌氧反应器内积累会占据大量的池容,反应器池容的不断减少最终将导致系统完全失效。
UASB工艺原理解析
UASB工艺原理解析UASB工艺(Upflow Anaerobic Sludge Blanket)是一种常用于废水处理的生物反应器技术,采用厌氧条件下的上升流动方式进行废水处理。
本文将深入解析UASB工艺的原理和运作机制,并探讨其在废水处理领域中的应用。
1. UASB工艺的基本原理UASB工艺是一种基于微生物反应的废水处理技术。
它利用厌氧微生物的生物反应能力,将有机废水分解为甲烷气和二氧化碳,并最终使废水得到净化。
其基本原理可以总结为以下几点:1.1 上升流动:UASB反应器内的废水以上升的方式流动。
这种上升流动的设计有助于在反应器内形成稳定的沉淀污泥毯,从而提供适宜的生物反应环境。
1.2 厌氧条件:UASB反应器内维持厌氧条件,即无氧环境。
这种无氧环境可以促进厌氧微生物的生长和代谢,加速有机废水的降解。
1.3 悬浮污泥:UASB反应器内部不需要悬浮污泥回流,而是通过废水的上升流动带动污泥的悬浮和混合。
这种设计可以减少操作的复杂性和能耗。
2. UASB工艺的运作机制UASB工艺的运作机制可以分为三个阶段:沉淀、发酵和甲烷生成。
2.1 沉淀:在UASB反应器内,废水中的悬浮颗粒物质会沉淀形成一个稳定的污泥毯。
这个污泥毯起到过滤的作用,能够去除大部分的悬浮颗粒和有机物。
2.2 发酵:废水通过污泥毯时,厌氧微生物会将废水中的有机物质转化为有机酸。
这些有机酸进一步分解为甲烷、二氧化碳和一些副产物。
2.3 甲烷生成:在发酵过程中,产生的有机酸和醇类物质会通过甲烷发酵菌转化为甲烷气体和二氧化碳。
产生的甲烷气体可以作为一种可再生能源利用。
3. UASB工艺的应用UASB工艺在废水处理领域中得到了广泛的应用,特点如下:3.1 高效处理有机废水:UASB工艺可以有效降解有机废水,特别是高浓度有机废水。
它能够在不需要额外能源投入的情况下,将有机物质转化为甲烷气体和二氧化碳,实现废水的净化。
3.2 减少污泥生成:相比于传统的污泥活性污泥法,UASB工艺生成的污泥量要少得多。
污水处理技术之UASB工艺调试方案
污水处理技术之UASB工艺调试方案所属行业: 水处理关键词:UASB 颗粒污泥有机废水一、UASB 反应器简介上流式厌氧污泥床(UASB),是一种处理污水的厌氧生物方法,又叫升流式厌氧污泥床,英文缩写UASB。
污水自下而上通过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间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。
因水流和气泡的搅动,污泥床之上有一个污泥悬浮层。
反应器上部有设有三相分离器,用以分离消化气、消化液和污泥颗粒。
消化气自反应器顶部导出;污泥颗粒自动滑落沉降至反应器底部的污泥床;消化液从澄清区出水。
UASB 负荷能力很大,适用于高浓度有机废水的处理。
运行良好的UASB有很高的有机污染物去除率,不需要搅拌,能适应较大幅度的负荷冲击、温度和pH变化。
二、工作原理UASB反应器中的厌氧反应过程与其他厌氧生物处理工艺一样,包括水解,酸化,产乙酸和产甲烷等。
通过不同的微生物参与底物的转化过程而将底物转化为最终产物——沼气、水等无机物。
在厌氧消化反应过程中参与反应的厌氧微生物主要有以下几种:①水解—发酵(酸化)细菌,它们将复杂结构的底物水解发酵成各种有机酸,乙醇,糖类,氢和二氧化碳;②乙酸化细菌,它们将第一步水解发酵的产物转化为氢、乙酸和二氧化碳;③产甲烷菌,它们将简单的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳、氢等转化为甲烷。
UASB由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成。
在底部反应区内存留大量厌氧污泥,具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。
要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触,污泥中的微生物分解污水中的有机物,把它转化为沼气。
沼气以微小气泡形式不断放出,微小气泡在上升过程中,不断合并,逐渐形成较大的气泡,在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器,沼气碰到分离器下部的反射板时,折向反射板的四周,然后穿过水层进入气室,集中在气室沼气,用导管导出,固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区,污水中的污泥发生絮凝,颗粒逐渐增大,并在重力作用下沉降。
uasb工艺的工作原理
uasb工艺的工作原理
UASB工艺(Upflow Anaerobic Sludge Blanket)是一种高效的
生物处理系统,常用于废水处理和有机废弃物处理。
该工艺的工作原理是通过微生物的代谢作用将有机污染物转化为沉淀物和产气。
UASB反应器内部通常分为三个区域:上区、中区和下区。
上
区主要用于液体的沉淀和分离,中区是废水的处理区,下区用于泥浆的沉积。
当废水进入反应器时,首先会通过上区,其中的悬浮颗粒物会沉降并形成一个称为“泥毯”的有机物沉积层。
此“泥毯”可以过
滤掉大部分悬浮颗粒物,从而减少了系统中的固体负荷。
处理过程中,有机污染物通过上区的“泥毯”渗透到中区,遇到
反应器内生活的厌氧菌群(主要有产气菌和酸化菌)时,这些菌群会利用有机物进行生物降解,并产生甲烷气体和二氧化碳。
同时,产生的近中性物质会继续沉积至下区。
在下区,沉积的泥浆通过重力作用沉积在反应器底部,并经过一段时间的停留,使得其中的生物质沉积并形成一个“污泥床”。
这个污泥床继续发酵,产生更多的甲烷气体和二氧化碳。
通过这个循环过程,废水中的有机污染物逐渐被微生物降解,同时产生的甲烷气体可以被收集利用,达到了废水处理和能源回收的目的。
总的来说,UASB工艺利用厌氧菌群对废水中的有机污染物进行降解,将其转化为沉淀物和产气。
相对于传统的生物处理系统,UASB工艺具有高效、节能和排泄产物少的优点,因此在废水处理和有机废弃物处理中得到广泛应用。
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UASB工艺系统设计方法探讨简介:本文全面的介绍了UASB系统的设计问题,介绍了厌氧预处理工艺和UASB反应器的负荷设计原则和设计方法。
重点介绍了混凝土结构的矩形UASB反应器各个部分尺寸的计算和确定原则。
对UASB的进水配水系统和布水方式进行了详细的介绍。
对于三相分离器和UASB建筑材料等问题也进行讨论。
关键字:UASB反应器预处理配水系统三相分离器建筑材料设计一、概述厌氧处理已经成功地应用于各种高、中浓度的工业废水处理中。
虽然中、高浓度的废水在相当程度上得到了解决,但是当污水中含有抑制性物质时,如含有硫酸盐的味精废水在处理上仍有一定的难度。
在厌氧处理领域应用最为广泛的是UASB反应器,所以本文重点讨论UASB反应器的设计方法。
但是,其与其它的厌氧处理工艺有一定的共同点,例如,流化床和UASB都有三相分离器。
而UASB和厌氧滤床对于布水的要求是一致的,所以结果也可以作为其他反应器设计参考。
包含厌氧处理单元的水处理过程一般包括预处理、厌氧处理(包括沼气的收集、处理和利用)、好氧后处理和污泥处理等部分,可以用图1所示的流程表示。
二、UASB系统设计1、预处理设施一般预处理系统包括粗格栅、细格栅或水力筛、沉砂池、调节(酸化)池、营养盐和pH 调控系统。
格栅和沉砂池的目的是去除粗大固体物和无机的可沉固体,这对对于保护各种类型厌氧反应器的布水管免于堵塞是必需的。
当污水中含有砂砾时,例如以薯干为原料的酿酒废水,怎么强调去除砂砾的重要性也不过分。
不可生物降解的固体,在厌氧反应器内积累会占据大量的池容,反应器池容的不断减少最终将导致系统完全失效。
由于厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感,所以对于工业废水适当尺寸的调节池,对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。
调节池的作用是均质和均量,一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。
在调节池中设有沉淀池时,容积需扣除沉淀区的体积;根据颗粒化和pH调节的要求,当废水碱度和营养盐不够需要补充碱度和营养盐(N、P)等;可采用计量泵自动投加酸、碱和药剂,通过调节池水力或机械搅拌达中和作用。
同时,酸化池或两相系统是去除和改变,对厌氧过程有抑制作用的物质、改善生物反应条件和可生化性也是厌氧预处理的主要手段,也是厌氧预处理的目的之一。
仅考虑溶解性废水时,一般不需考虑酸化作用。
对于复杂废水,可在调节池中取得一定程度的酸化,但是完全的酸化是没有必要的,甚至是有害处的。
因为达到完全酸化后,污水pH会下降,需采用投药调整pH值。
另外有证据表明完全酸化对UASB反应器的颗粒过程有不利的影响。
对以下情况考虑酸化或相分离可能是有利的:1)当采用预酸化可去除或改变对甲烷菌有毒或抑制性化合物的结构时;2)当废水存在有较高的Ca2+时,部分酸化可避免颗粒污泥表面产生CaCO3结垢;3)当处理含高含悬浮物和/或采用高负荷,对非溶解性组分去除有限时;4)在调节池中取得部分酸化效果可以通过调节池的合理设计取得。
例如,上向流进水方式,在反应器底部形成污泥层(1.0m)。
底部布水孔口设计为5~10m2/孔即可。
2、UASB反应器体积的设计a)负荷设计法采用有机负荷(q)或水力停留时间(HRT)设计UASB反应器是目前最为主要的方法。
一旦q或HRT确定,反应器的体积(V)可以很容易根据公式(1或2)计算。
对某种特定废水,反应器的容积负荷一般应通过试验确定。
V=QSo/q(1)V=KQ.HRT(2)式中:Q---废水流量,m3/d;So---进水有机物浓度,gCOD/L或gBOD5/L。
表1给出不同类型废水国内外采用UASB反应器处理的负荷数据,需要说明的是表中无法一一注明采用的预处理条件和厌氧污泥类型等情况,这些条件对选择设计负荷是至关重要的。
下表供设计人员设计时参考,选用前必须进行必要的实验和进一步查询有关的技术资料。
表1国内外生产性UASB装置的设计负荷统计表序号废水类型负荷kgCOD/m3·d(国外资料)负荷kgCOD/m3·d(国内资料)平均最高最低厂家数平均最高最低厂家数1酒精生产11.615.77.176.520.02.0152啤酒厂9.818.85.6805.38.05.0103造酒厂13.918.59.9366.410.04.084葡萄酒厂10.212.08.045清凉饮料6.812.01.885.05.05.0126小麦淀粉8.610.76.667淀粉9.211.46.465.48.02.728土豆加工等9.516.84.0249酵母业9.812.46.0166.06.06.0110柠檬酸生产8.414.31.0314.820.06.5311味精3.24.02.3212再生纸,纸浆12.320.07.91513造纸12.738.96.03914食品加工9.113.30.8103.54.03.0215屠宰废水6.26.26.213.14.02.3416制糖15.222.58.21217制药厂10.933.26.3115.08.00.8518家畜饲料厂10.510.510.5119垃圾滤液9.912.07.97b)经验公式方法Lettinga等人采用同样经验公式描述不同厌氧处理系统处理生活污水HRT与去除率(E)之间的关系,并且对不同反应器处理生活污水的数据进行了统计,得出了参数值。
式中:C1,C2——反应常数。
c)动力学方法许多研究者致力于动力学的研究,Henxen和Harremoes(1983)根据众多研究结果汇总了酸性发酵和甲烷发酵过程重要的动力学常数(见表2)。
到目前为止,动力学理论的发展,还没有使它能够在选择和设计厌氧处理系统过程中成为有力的工具,通过评价所获得的实验结果的经验方法现在仍是设计和优化厌氧消化系统的唯一的选择。
表2厌氧动力学参数(Henxen和Harremoes,1982)培养mm(d-1)Y(mgVSS/mgCOD)Km[mgCOD/(mgVSS?d)]Ks(mgCOD/L)产酸菌2.00.1513200甲烷菌0.40.031350混合培养0.40.182---3、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。
选择反应器高度的原则是设计、运行和经济上综合考虑的结果。
从设计、运行方面考虑: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,上升流速不能超过一定的限值,从而使反应器的高度受到限制;高度与CO2溶解度有关,反应器越高溶解的CO2浓度越高,因此,pH值越低。
如pH值低于最优值,会危害系统的效率。
从经济上考虑:土方工程随池深增加而增加,但占地面积则相反;考虑当地的气候和地形条件,一般将反应器建造在半地下减少建筑和保温费用。
最经济的反应器高度(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最优的运行范围。
2)反应器的升流速度对于UASB反应器还有其他的流速关系(图2)。
对于日平均上升流速的推荐值见表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3UASB和EGSB允许上升流速(平均日流量)UASB反应器V r=0.25~3.0m/h0.75~1.0m/h颗粒污泥絮状污泥Vs≤1.5m/h絮状污泥≤8m/h颗粒污泥V o≤12m/h颗粒污泥≤3.0m/h絮状污泥Vg=1m/h建议最小值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%,这意味着建筑费用要增加10%。
但从布水均匀性考虑,矩形在长/宽比较大较为合适。
从布水均匀性和经济性考虑,矩形池在长/宽比在2:1以下较为合适。
长/宽比在4:1时费用增加十分显著。
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有较大的影响。
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)单元反应器最大体积和分格化的反应器在UASB反应器的设计中,采用分格化对运行操作是有益的。
首先,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有益的,可首先启动一个反应器,再用这个反应器的污泥去接种其他反应器;另外,有利于维护和检修,可放空一个反应器进行检修,而不影响系统的运行。
从目前实践看最大的单体UASB反应器(不是最优的)可为1000-2000m3。
5)单元反应器的系列化单元的标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,原则上讲有多种配合形式。
但从标准化和系列化考虑,要求具有通用性和简单性。
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经济性,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。
三、反应器的配水系统的设计1、配水孔口负荷一个进水点服务的最大面积问题是应该进行深入的实验研究。
对于UASB反应器Lettinga建议在完成了起动之后,每个进水点负担2.0到4.0m2对获得满意的去除效率是足够的。
但是在温度低于20℃或低负荷的情况,产气率较低并且污泥和进水的混合不充分时,需要较高密度的布水点。
对于城市污水DeMan和V anderLast(1990)建议1~2m2/孔。
表4是Lettinga等人根据UASB反应器的大量实践推荐的进水管负荷。
表4采用UASB处理主要为溶解性废水时进水管口负荷污泥典型每个进水口负荷(m2)负荷(kgCOD/m3·d)颗粒污泥0.5~12.01~22~4>2>4凝絮状污泥>40kgDS/m36.5~1<1.01~21~22~3>2中等浓度絮状污泥120~40kg/m31~2<1~22~5>22、进水分配系统进水分配系统的合理设计对UASB处理厂的良好运转是至关重要的,进水系统兼有配水和水力搅拌的功能,为了这两个功能的实现,需要满足如下原则:a)确保单位面积的进水量基本相同,以防止短路等现象发生;b)尽可能满足水力搅拌需要,保证进水有机物与污泥迅速混合;c)很容易观察到进水管的堵塞;d)当堵塞被发现后,很容易被清除。