UASB厭氧反應器應用于各種高濃度有機廢水的處理,如食品加工廢水、釀造廢水、制藥廢水、造紙廢水、印染廢水等,也可用于處理城市污水中的有機部分。
基本原理:
污水自下而上通過厭氧污泥床,底部是絮凝和沉淀性能良好的污泥層,中部是懸浮層,上部是沉淀區(qū)。在厭氧狀態(tài)下,污水中的有機物被污泥中的微生物分解,產(chǎn)生沼氣。沼氣引起內部循環(huán),有助于顆粒污泥的形成和維持。氣、液、固三相在三相分離器中分離,沼氣由上部導出,污泥自動回流到下部反應區(qū),出水進入后續(xù)構筑物。
構造組成:
進水和配水系統(tǒng):將原廢水均勻分配到反應器整個橫斷面,并使廢水均勻上升,同時起到水力攪拌的作用,促進進水有機物與污泥迅速混合。
反應區(qū):是 UASB 的主要部位,包括顆粒污泥區(qū)和懸浮污泥區(qū)。大量厭氧污泥存留于此,具有良好凝聚和沉淀性能的污泥在池底部形成顆粒污泥層,廢水從污泥床底部流入,與顆粒污泥混合接觸,污泥中的微生物分解有機物,產(chǎn)生微小沼氣氣泡。
三相分離器:由沉淀區(qū)、回流縫和氣封組成,其功能是將氣體(沼氣)、固體(污泥)和液體(廢水)等三相進行分離。沼氣進入氣室,污泥在沉淀區(qū)進行沉淀,并經(jīng)回流縫回流到反應區(qū),經(jīng)沉淀澄清后的廢水作為處理水排出反應器。
UASB厭氧反應器應用
應用領域:
工業(yè)廢水處理
食品加工廢水:食品加工過程中會產(chǎn)生大量的高濃度有機廢水,如屠宰廢水、釀酒廢水、淀粉廢水等。UASB 反應器能夠有效地處理這些廢水中的有機物,將其轉化為沼氣,實現(xiàn)廢水的無害化和資源化處理。例如,在屠宰廢水處理中,UASB 反應器可以去除大部分的 COD(化學需氧量),同時產(chǎn)生的沼氣可用于供熱或發(fā)電。
制藥廢水:制藥廢水成分復雜,含有大量的有機物、抗生素殘留和重金屬等污染物。UASB 反應器可以通過厭氧微生物的作用,將廢水中的有機物進行分解和轉化,降低廢水的毒性,為后續(xù)的處理工藝創(chuàng)造條件。
造紙廢水:造紙工業(yè)廢水排放量較大,其中含有大量的木質素、纖維素等有機物。UASB 反應器能夠對造紙廢水進行預處理,去除部分有機物,減輕后續(xù)處理工藝的負荷,同時回收沼氣作為能源。
設備優(yōu)點:
處理效率高:污泥床內生物量多,折合濃度可達 20-30g/L,容積負荷率相對較高,在中溫發(fā)酵條件下,一般可達 10kgCODcr/(m3?d)左右,廢水在 UASB 厭氧反應器內的水力停留時間較短,能有效縮小所需池容。
運行成本低:勿需設沉淀池和污泥回流裝置,不需要充填填料,也不需在反應區(qū)內設機械攪拌裝置,造價相對較低,且由于不需要曝氣,能耗較低,污泥產(chǎn)量低,后續(xù)污泥處理成本也較低。
穩(wěn)定性好:污泥床技術成熟、運用廣泛,成功案例多,在建設、運行過程中可借鑒經(jīng)驗較多,有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。同時,UASB 反應器抗沖擊負荷(COD 濃度大幅度波動)的能力強。
可回收能源:能將污水中的有機物轉化為沼氣,沼氣純度較高,CH4 為 70%-80%,CO2 為 20%-30%,可作為燃料加以利用,實現(xiàn)能源的回收再利用。