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UASB厌氧反应器​的调试方法

作者:尚清环保时间:2022-03-22 13:19:56131次浏览

信息摘要:

UASB厌氧反应器的调试方法1.厌氧污泥床反应器调试方案1.UASB厌氧反应器的反应原理 UASB反应器可分为两个区域,即气、、和固三相分离区。下层是沉淀性较好的污泥(颗粒污泥或絮状污泥),形成厌氧池。经过反应器底部进入反应器后,由于水向上流动,产生大量的气体,形成了良好的自然搅拌,并使部分污泥形成一个相对稀薄的...

UASB厌氧反应器的调试方法

1.厌氧污泥床反应器调试方案1. UASB厌氧反应器的反应原理 UASB反应器可分为两个区域,即气、、和固三相分离区。下层是沉淀性较好的污泥(颗粒污泥或絮状污泥),形成厌氧池。经过反应器底部进入反应器后,由于水向上流动,产生大量的气体,形成了良好的自然搅拌,并使部分污泥形成一个相对稀薄的悬浮于反应区污泥床之上的污泥层。悬浮物进入分离区后,气体首先进入收集室进行分离,含悬浮物的废水进入分离区沉降室,由于分离气体在沉淀室受到很小的干扰,污泥在沉降过程中,从斜面返回反应区。

2. UASB反应堆运行的三个重要前提
通过反应器形成具有良好沉降性的颗粒或絮状污泥。出气与入水均匀分布,形成良好的自然搅拌效果。选择合适的三相分离器,可将沉淀性能好的污泥留在反应区。
3. UASB反应堆启动的四个阶段
3.1第一阶段: UASB启动运行初期:选择接种池接种法,选择污水厂污泥消化池接种法(具有一定的产甲烷活性)。免疫方法:接种量、浓度接种法:接种法中80%的固相接种剂污泥加入水搅拌均匀倒入 UASB反应池。
接种量: UASB反应器有效容积的30%-50%,接种量不超过15%,一般为30%。在 UASB反应器中,接种量不超过60%的有效污泥体积。本试验系统接种污泥量为80m3。
灌浆浓度:在进行灌浆初期,稀污泥的灌浆浓度为20~30 kgVSS/m3,而灌浆浓度低于40 kgVSS/m3时,可以适当降低灌浆浓度。
此外,还有一些建议,6-8 kgVSS/m3为宜,因为消化污泥一般是絮状体,接种过量,过多的对颗粒污泥不但没有好处,反而对颗粒污泥不利,这种污泥种类型的污泥就意味着,种泥不是种泥形成的,而是以种泥为种子,太多的新的营养物质,对颗粒污泥而言,种泥越多,就越能争夺初生颗粒污泥的养分,这不利于颗粒污泥的形成。

灌浆后的水质。

配制低浓度的废水有利于颗粒污泥的形成,但浓度也应足够维持较好的细菌生长条件,因此, CODcr的初始浓度应降至2000 mg/L以下,再逐步增加有机负荷,直至 CODcr的降解去除率达到80%。当进水 CODcr浓度较高时,可用稀释进水,使 CODcr浓度控制在适当范围内。

3.2第一阶段(初步操作)(估计30天)是指反应器负荷在2 kgCODcr/m3· d以下的运行阶段,反应器负荷从0.1 kgCODcr/m3· d开始,逐步增加到2 kgCOD/m3· d。当污泥接种后,污泥负荷应控制在0.05-0.2 kgCODcr/(KgVss· d)/(KgVss· d),当污泥接种后,污泥逐渐适应废水,具有去除有机物的能力,当 CODcr去除率达到80%或出水有机酸浓度低于200-300 mg/L时,可提高进水负荷约0.5 kgCODcr/m3,此时进水有间歇式进水。增加 CODcr浓度的标准是: CODcr能生物降解, COD/m3· d达到2 kgCOD/m3· d的初始阶段达到80%。在这一阶段,极细的分散污泥很少排出,其主要原因是水的上流速度和日排出、 pH、 CODcr、 ALK、 VFA、 SS等项中产生少量沼气,根据测定结果判断出水 VFA<3 mmol/l时, VFA/ALK=0.3,表明系统运行正常。
3.3第三阶段:初始阶段预计在25天内完成颗粒污泥的启动,其污泥已适应废水的性质,具有一定的去除有机物的能力,此时应及时将污泥负荷提升到0.25 kgCODcr/kgVSS· d或进水容量负荷2.0 kgCODcr/m3· d。反应器有机负荷从2 kgCOD/m3· d到3.0 kgCOD/m3· d运行阶段的有机负荷在2 kgCOD/m3· d/d,每增加0.1 kgCOD/m3· d,或每次增加20%,每次操作所需的时间长短不一,有时可长达两周,有时只有几天,通过多次重复操作就能达到设计指标。然而,提高有机负荷标准和监测项目判定正常运行的方法,都是在运行初期。在这一阶段运行中,由于提升水量大、 COD浓度高、产气量和上流速度增加,导致污泥膨胀,污泥量较大,多为细小非分散污泥或絮状污泥。排出这种污泥有利于颗粒污泥的形成。
3.4第四阶段:颗粒污泥培养期(30天)这个阶段的任务是将反应器内德污泥全部微粒化,或者使反应器达到设计负荷,为了加速污泥的增值,应尽快增加到0.4-0.5 kgCODcr/kgVSS· d,以便为微生物提供足够的营养,促进其快速生长。经过这一阶段,反应器有机负荷达到设计指标3.0 kgCOD/m3· d,才能稳定运行。操作时严格控制 PH、温度、有机负荷、 VFA、 ALK等参数,逐步形成颗粒污泥。注:1、自项目启动阶段起,每天监测一次进、出水 PH值、 COD、 SS、 VFA、 ALK、流量。
对监测结果进行分析、判断,及时调整进水量、浓度,确保生产稳定。
4. UASB反应堆调试运行控制过程参数
4.1反应温度(常温)20±2℃,是指反应器内的反应液的温度,若温度上限超过细菌生长温度,细菌将死亡。当温度下降且低于最低温度范围时,细菌一般不会死亡,而是逐渐停止或减弱代谢活动,使菌种进入休眠状态。
4.2 pH值在6.8~7.8之间, PH值在6.8~7.8之间,理想 PH值在6.8~7.2之间。酸碱性范围为反应区酸碱度在 UASB反应器中的酸碱度,不含进液酸碱度。污水进入反应器后,通过生物化学过程和稀释作用,可以快速改变进水 PH值。酸性变化的主要影响因素是酸性物质的生成,特别是乙酸。因此,废水中含有大量可溶性碳水化合物(如糖、淀粉),进入反应器后, pH将迅速下降。乙酸废水进入反应器后, pH升高;在高蛋白和氨基酸的废水中,由于氨气的形成,其 pH会稍微升高。针对不同废水,可选用不同的进液 pH值。
4.3 VFA浓度及 VFA浓度可直接反映反应器的运行状况, VFA浓度和组成 VFA浓度均由酸化细菌转化为 VFA,甲烷菌转化为 VFA,甲烷菌转化为 VFA,甲烷菌对 VFA的转化效果较好,出水 VFA浓度低于3 mmol/l (或200 mg乙酸/L)。
4.4营养成分主要是营养成分氮、磷、钾、硫等,以及生长所必需的微量元素。例如:(Fe、 Ni、 Co)应满足微生物生长需求。氮、磷的一般要求是: COD: N: P=(350~500):5:1,但是,由于发酵产酸菌的生长速度远大于甲烷菌,所以一个比较精确的估计值应该是 COD: N: P: S=(50/Y):5:1, Y为细胞产率, Y为0.15;而发酵产酸菌 Y=0.03,而且含有铁、镍和钴的甲烷菌细胞成分含量较高。
4.5毒性化合物的抑制浓度应低于规定浓度或应给予污泥足够的驯化时间。如:氨氮、无机硫化物、盐类、重金属、非极性有机化合物(挥发性脂肪酸)等,应根据监测结果及时调整处理。
5. UASB初次启动进程的考虑
5.1明确初始启动 UASB目标
在 UASB (一期)启动之初,不追求反应器的处理效率和排放水质。初始目标是使反应堆逐步进入“工作”状态。就是使菌种从休眠状态恢复、活化的过程。这个过程中,当细菌从休眠状态恢复到营养细胞的状态后,他们还会经历对废水性质的适应。从驯化的全过程来看,原种污泥中的甲烷菌浓度较低的生长速度相对于产酸菌的生长缓慢。所以在颗粒污泥出现之前,这段时间比较长。一段时间不能快,也不能有大负荷。
5.2废水中 CODcr浓度低于2000 mg/L,一般无需稀释,可直接进液
在污水中 CODcr浓度超过2000 mg/L时,可以进行进水稀释,增加进水量,促使处理设施内水流分布均匀。
5.3增加负荷的操作方法可以从0.1~2.0 kgCOD/m3· d开始,在降解 CODcr去除率达到80%后,再逐渐增加负荷。只要略微超过容积负荷0.1 kgCOD/m3· d,负荷就不应过快。保持液压时间超过24小时。持续运转。直至气体产生。产气后5天检查产气是否达到略高于0.1m3/m3· d。若5天后,反应器的产气量仍达不到这个数值,则可停止进水,3天后再恢复进液,直至产气量增加0.1m3/m3· d。检测出水 VFA、 VFA过高,表明该反应器的负荷相当于当时的菌种活力偏高。当出水 VFA高于8 mmol/l时,停止进水,直至反应器中 VFA低于3 mmol/l,再继续以原来的浓度,当出水的 VFA低于3 mmol/l时,才停止进水。
5.4增加负荷量和增加负荷量可以通过增加进水量或降低稀释率等方法使负荷量提高20~30%,并可反复进行。根据监测数据判断每一项工作需要的时间,有时长达两周,有时只有几天,以监测资料为依据,直至达到设计负荷。
5.5水力停留时间的水力停留时间对厌氧过程的影响表现为上升流速。由于液体流速大,增加了污水系统进水区的扰动,增加了生物污泥与进水有机物的接触,有利于提高处理效率。使用常规 UASB系统时,升流速度的平均值一般不超过0.5 m/h。它是保证颗粒污泥形成的重要条件之一。
5.6运行时始终保持 VFA/ALK=0.3以下否则脂肪酸累积的运行失败。
6.厌氧生物处理的影响因素6.1温度-厌氧废水处理分为低温、中温和高温三种类型,迄今为止,大部分厌氧废水处理系统都是中温范围,每升高10℃,厌氧反应速度约为一倍。中温法处理温度一般为30~40℃,最佳处理温度为35~40℃。较高温度操作多在50-60℃。温度的微小波动(如1-3℃)对厌氧过程不会有明显的影响,但若温度下降幅度太大(超过5℃),则反应器的负荷应因污泥活性的降低而降低,以防止因过载而发生的反应器酸化等问题,即我们常说的“酸化”,否则沼气产量会明显下降,甚至停止产生,同时还会产生酸积累,从而防止因过负荷而产生的酸化现象,即我们常说的“酸化”。
注意:上述所谓温度指厌氧反应器的温度
6.2 pH
厌氧处理的这个 pH范围是指反应器内反应区的 pH,而不是进液的 pH,因为废水进入反应器后,生物化学过程和稀释可以迅速改变进液的 pH值。反应釜出液的 pH一般等于或接近于反应器内部的 pH。影响酸度变化的主要因素是酸的形成,尤其是醋酸的生成。所以,其中含有大量的溶解性碳水化合物(如糖、淀粉)等废水进入反应器后, pH会迅速下降,而已酸化的废水进入反应器后, pH会升高。对含有较多蛋白质或氨基酸的废水, pH值会因为氨的形成而稍微升高。反应器出液的 pH一般都等于或接近于反应器内的 pH值。pH值是影响废水厌氧处理的重要因素之一,厌氧条件下,水解细菌和产酸菌对 pH有很大的适应性,其中大部分在 pH为5.0-8.5的范围内生长良好,而有些产酸菌在 pH为5.0-8.5时仍能继续生长。但是,一般情况下, PH敏感的沼气菌适合生长6.5-7.8,在一般情况下,这种 pH值应该由厌氧处理控制。我们要求厌氧反应器的 pH值在6.8-7.2之间。进入水中 pH条件异常,首先表现为使产甲烷作用受到抑制(表现为沼气产生量减少,出水 COD值升高),即使在产酸过程中生成的有机酸不能通过正常的代谢降解,导致各阶段协调的平衡丧失。若 pH持续下降至5以下,不仅会对产甲烷菌形成毒害,而且还会抑制产酸细菌的活动,从而使整个厌氧消化过程停止,这一过程的恢复需要大量的时间和人力物力。pH值在短时间内升高超过8,一般只要使产甲基菌恢复活力,产生的甲烷菌很快就可以恢复其活性,使整个厌氧处理系统恢复正常。
6.3有机负荷和水力停留时间

 UASB厌氧反应器