雙遼市UASB厭氧反應器基本征

1形成顆粒污泥是ASBR的基本征

  顆粒污泥中厭氧微生物鄰近程度遠小于絮狀體污泥。厭氧消化成功的關鍵在于反應器中保持多種微生物之間的平衡，別是能夠保持低氫分壓。從熱力學上考慮，產乙酸菌把長鏈揮發酸轉化為乙酸的反應只在氫分壓-5低于101.325×10kPa情況下才能發生，這說明利用CO2和H2的產甲烷菌對產乙酸菌關系重大。厭氧顆粒污泥中不同菌種之間鄰近的共生關系利于厭氧消化過程的順利進行，中間產物及H2及時被不同菌種消耗掉可以使反應繼續進行，這是顆粒污泥在機理上的優點。絮狀體污泥盡管也發生H2及中間產物的轉化，但顆粒污泥中的微生物固定在顆粒上，使中間產物所需傳送的距離遠遠要近于離散的絮狀污泥。Mecart和Smith發現顆粒污泥與分散的絮狀體污泥相比較，前者的氫分壓低對。利用速率快，Thide等人對比研究了顆粒污泥與懸浮污泥的情況，結果發現以乙醇為基質時，顆粒污泥較懸浮污泥的基質轉化率高75%，以甲酸為基質時，在顆粒污泥中基質轉化速率為0.275/min。這充分證明顆粒污泥中厭氧微生物鄰近度近于絮狀體污泥，可以提高污泥活性。由于在ASBR中形成了顆粒污泥，使，，能夠處理高濃度機廢水。

在接種成熟的顆粒污泥時，ASBR啟動所需時間可以大大縮短，這就克服了普通厭氧法啟動慢的缺點。
2ASBR能在常溫下處理低濃度廢水
 大多數強效厭氧反應器主要為中溫消化。ASBR能夠在常溫時處理廢水，溫度低時基質去除率低，但ASBR出水中微生物流失量少，使反應器內可保持高的生物量，這可以抵消由于低溫造成的基質去除率低的影響。
  低濃度機廢水在總污水放量中占很大的比重，甲烷化能力低，采用常規的厭氧消化處理技術難于奏效，好氧生物處理成本昂貴，ASBR能效地處理低濃度機廢水。Ndon和Dague[3]1997年研究了ASBR處理CODCr為1000、  800、  600和400mg/L的人工合成廢水，當溫度為35-15℃、HRT為48h和24h時，各種進水濃度CODcr去除率過了90%，在15℃低溫下進水CODcr為600和400mg/L時，ASBR對CODcr的去除率仍然過了85%。同時可以查污水處理工程網更多技術文檔。

3影響ASBR的因素
3.1進水時間(tf)與反應時間(tr)之比
ASBR藝過程是一個非穩定過程，反應器中機物濃度是時間的函數。進水結束時達*值，這說明充水時間影響著ASBR的工藝的處理效果。AS-BR工藝分為進水、反應、沉淀和水4個階段。沉淀和水時間在同一反應中一般固定且時間短，而進水時間與反應時間是工藝的主要參數，其比值影響ASBR藝的處理效率。過去曾人認為快速進水可使相應的反應時間加長，且可提高反應速率。但是當基質濃度過半飽和常數時，反應速率成零級反應，且在ASBR中不能以CODcr去除率作為*指標?？焖龠M水由于產酸菌產生揮發性脂肪酸(VFA)速率高于產甲烷菌消耗機酸的速率，使反應器中大量積累VFA，當負荷大于某一值時，甲烷化能力急劇下降。進水時間長，盡管反應速度慢，但中間產物VFA的及時消耗利于ASBR順利進行。在低負荷時tf/tr值對反應影響較小，高負荷情況下tf/tr造成的影響大。處理毒害廢水時應適當控制tf/tr值。
3.2堿度
ASBR時要求混合液具一定的pH緩沖能力，啟動初期顆粒污泥沒形成時，對pH值為敏感，一旦pH值低于7.0產不活躍。把pH值調為7.0-7.5時，產明顯增加，說明進水堿度對形成的顆粒污泥很關鍵，別在低溫時，混合液粘滯性大，使生物泡附著于污泥上不容易釋放，當附著的生物泡越集越多時，容易造成污泥上浮使污泥大量流失。出現這種情況時不應增加污泥負荷，而應加人適當堿度使生物泡釋放出來，使沉降性能變好。操作穩定時，適于增大負荷，此時顆粒污泥生長加快，當顆粒污泥形成并穩定一段時間后，操作適當時不易解體。此時堿度可比啟動階段所降低，但要保持足夠的堿度，處理以碳水化合物為主的廢水時，進水堿度與CODcr之比應大于3。
3.3溫度
ASBR能在5～65℃范圍內處理多種廢水，為在低溫和常溫下廉價處理廢水提供了可能性。但恒溫對ASBR保持系統的穩定性重要，不同種群產甲烷菌對生長的溫度范圍均嚴格要求，從而需要保持恒溫。不論何種原因導致溫度的短期突變，均會對厭氧發酵過程產生明顯的影響，高溫發酵時*為敏感。
4ASBR各階段所需時間的確定
ASBR時每周期包括4個階段，依次為進水、反應、沉淀和水階段。各個階段的停留時間由操作條件和所需出水水質來決定。一個周期所需*短時間tmin是進水時間扒反應時間tr、沉淀時間ts和出水時間td的和，即
tmin=tf+tr+ts+td(1)
4.1進水時間

進水時間由進水體積和進水速度決定，同時須考慮毒害物質的抑制影響進水速度視進水水質而定。進水體積由設計的HRT機負荷及預定的沉淀征確定。進水時間由下式求出：
tf=Vf/Qf(2)式中：Vf--進水體積，L;Qf--進水速度，L/h。
4.2反應時間
反應所需時間由廢水水質和濃度、污染物的降解速率、所需出水水質、生物固體濃度和水溫等因素決定。反應器中混合液體積從進水開始不斷增加，直到進水結束達*值門預定反應器總效體積人進水時反應器中基質濃度不斷增加，而反應階段反應器中基質濃度不斷減少，這表明ASBR是間歇進行的非穩態厭氧生物處理過程人SBR反應器在時間上為推流式反應器，在空間上為完混合式反應器。從另一個角度出發，可以認為進水階段為完混合反應，反應階段為推流式反應。
采用莫諾德動力學方程來描述反應器中基質濃度的變化情況時，基質去除率是按一級反應進行的：
dS/dt=-KXS/Ks+S(3)
式中：S--基質濃度，mg/L;X--污泥濃度，mg/L;K--*比基質利用速率，l/d;Ks--半飽和常數，mg/L。由于在厭氧反應器ASBR中污泥產率很低，同時反應器中保持高污泥濃度，從而可以認為在進水階段和反應階段污泥量的變化可忽略不計，進水階段完混合時的物料平衡為下式：S/dt=Q/[(Vmin+Vf)](S0-S)-KXS/Ks+S(4)
式中：Vf為某時打共進水體積，為時間的函數。
聯合(4)式和(5)式可得出進水結束時的基質濃度，通常采用迭代法可解出，開始進水時間為t時的基質濃度由下式給出：
S=(反應器中基質量)t/(反應器中混合液總體積)t(6)
在時間為t+△t時基質濃度為：式中：
St---時間為t時的基質濃度，mg/L;
Vt----時間為t時的反應器中總體積，L;
△t---計算時取得時間間隔;
Vmin--進水開始時反應器中混合液體積，L。在△t足夠小時，t+△t時的基質濃度可認為與時間為t時基質濃度幾乎相等把St代人(7)式可預測在進水結束時的基質濃度Sf，結合式(3)可取出反應所需時間如下tr=Ks/KX[ln(Sf/Se+(Sf-Se)/Ks(8)式中：Se---設計的出水基質濃度，mg/L。
4.3沉淀時間
沉淀階段停止攪拌，為理想的靜止沉淀。沉淀所需時間是污泥沉淀速度出所需水體積Vd及反應器橫截面積(A)的函數，即ts=Vd/vA(9)但沉淀時間不宜過長，通常為10一30min。沉淀時間過長時繼續產出的生物使已沉降的污泥重新懸浮起來。混合液懸浮固體濃度MLSS，進料量與污泥量之比(F/M)是影響污泥沉淀速率及出水濃度的重要因素。
4.4節水時間
水所需時間由所放水的體積及出水流量Qd決定，通常為了保持反應器中混合液恒定體積，水體積等于該周期進水體積，水時間可由下式得出：d=Vd/Qd(10)

5結語

ASBR同其它厭氧反應器比較如下點：
①ASBR能形成顆粒污泥，同UASB和AF相比，在反應器底部不需要復雜且昂貴的配水系統，也不需要復雜的三組分離器。
②ASBR在動力學上突出的*性，F/M值高低交替變化，既了反應階段的高去除率，又了沉淀階段的良好沉淀效果。
③ASBR能夠在較大的溫度范圍內(5～65℃)，可在低溫和常溫下處理各種高濃度、低濃度和種機廢水。

雙遼市UASB厭氧反應器基本征

一階段：UASB啟動初始階段：

選用接種污泥：

選用污水污泥消化池的消化污泥接種(具一定的產甲烷活性)。

接種污泥的方法：接種污泥量、接種污泥的濃度

方法：將含固80%的接種污泥加水攪拌后，均勻倒入到UASB反應池。

接種污泥量：接種污泥量為UASB反應器的效容積的30%到50%，少15%，一般為30%。接種污泥的填充量不過UASB反應器的效容積的60%。本系統接種污泥量為80m3。

接種污泥的濃度：

初啟動時，稀型污泥的接種量為20到30kg VSS/m3, 濃度小于40 kg VSS/m3的稠型硝化污泥接種量可以略小些。

亦建議以6-8kgVSS/m3為宜，因為消化污泥一般為絮狀體，不宜接種太多，太對了對顆粒污泥不但沒好出，反而不利，種泥即污泥種的意思，種泥太多事沒必要的，顆粒污泥并非是種泥本身形成的，而是以種泥為種子，在提供充足的營養基質下由新繁殖的微生物形成，種泥多了，反而會與初生得顆粒污泥爭奪養分，不利于顆粒污泥的形成 。

接種污泥時的水質

配制低濃度的廢水利于顆粒污泥的形成，但濃度也應當足夠維持良好的細菌生長條件，因此，初始配水低CODcr濃度為2000mg/L，然后逐步提高機負荷直到可降解的CODcr去除率達到80%為止。

當進水CODcr濃時，可采用稀釋水進水,調節到適宜的CODcr濃度值。

二階段(初始階段)(估計30天)

初始階段是指反應器負荷低于2kgCODcr/m3˙d的階段，此階段反應器的負荷由0.1kgCODcr/m3˙ d開始，逐步分多次提升到2kgCOD/m3˙d。

開始采用間歇進水，污泥負荷宜控制在0.05-0.2kgCODcr/(KgVss˙d),當接種污泥逐漸適應廢水后，污泥逐漸具除去機物的能力，當CODcr去除率達到80%，或出水機酸濃度低于200-300mg/L,可以提升進水負荷大約為0.5kgCODcr/m3˙ d，此時進水間歇進水改為連續進水。

提升CODcr濃度規準為:當可生物降解的CODcr去除率達到80%后方可提高，直到達2kgCOD/m3˙d為初始階段。

在這段中，少量的非常細小的分散污泥帶出，其主要原因是水的上流速度和逐漸產生的少量沼。

初始階段，每日測定進,出水流量、pH、CODcr、ALK、VFA、SS等項目，經測定結果判斷，若出水VFA<3mmol/l，VFA/ALK=0.3以下，表示UASB系統正常。

三階段：顆粒污泥出現期(預計25天)

結束初期啟動后，污泥已適應廢水性質并具一定除去機物的能力，這時應及時提升污泥負荷為0.25kgCODcr/kgVSS˙d或進水容積負荷2.0 kgCODcr/m3˙d，使微生物獲得足夠的營養。

反應器的機負荷由2kgCOD/m3˙ d到3.0kgCOD/m3˙d的階段

此階段的反應負荷由2kgCOD/m3˙d開始，每次0.1kgCOD/m3˙d機負荷提升，也可以每次負荷增加20%，每次操作所需時間長短不同，時可長達兩周，時僅幾天，經過多次重復操作可達到設計指標。

但提升機負荷的規準與監測項目判斷正常的方法同初始階段。

在這段中，由于提升水量大，COD濃，產量和上流速度的增加引起污泥膨脹，污泥量帶出量多，大多為細小非分散的污泥或部分絮狀污泥。這種污泥的帶出，利于顆?；勰嗟男纬?/span>

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