进水配水系统
布水总管:一般呈环状围绕于厌氧发酵罐外部,其作用是将从水泵送来的废水进行初步分配,使废水能较为均匀地流向各布水支管。
布水支管:设于厌氧发酵罐底部,两端与布水总管连接,将总管送来的废水均匀地分布到发酵罐底部,使废水能够均匀地进入反应器,确保废水与污泥充分接触。UASB 厌氧发酵罐选用细节
反应区
污泥床区:位于反应区底部,主要由沉淀和凝聚性能良好的厌氧污泥组成,污泥浓度可达 50-100gSS/L 或更高,是有机物分解的主要场所,高浓度的微生物在其中将大分子有机物分解为小分子脂肪酸、醇类等,最终转化为沼气。
污泥悬浮层区:在污泥床区上部,主要靠反应过程中产生的气体的上升搅拌形成,污泥浓度较低,一般在 5-40gSS/L 范围内,也承担着部分有机物的降解任务。
气液固三相分离器
沉淀区:位于三相分离器上部,使随上升水流进入出水区的固体颗粒在沉淀区沉淀下来,并沿沉淀区底部的斜壁滑下而重新回到反应区内,以保证反应器中污泥不致流失而同时保证污泥床中污泥的浓度。
气室:用于收集沼气,收集到的沼气可以通过导管导出,作为能源加以利用。
反射板:位于气室下方,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,避免沼气直接穿过沉淀区,影响固液分离效果。
出水系统:通常由溢流堰和出水管等组成,经过三相分离器分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出,然后通过出水管排出厌氧发酵罐。
排泥系统:在反应器运行过程中,需要定期排出多余的污泥,以维持反应器内污泥的稳定性能和处理效果,排泥系统一般包括排泥管和阀门等,可根据需要从反应区底部或其他合适位置排出老化、性能下降的污泥。
浮渣清除系统:某些情况下,废水中可能含有油脂、漂浮物等易形成浮渣的物质,浮渣清除系统用于去除积聚在反应器顶部的浮渣,防止浮渣层过厚影响反应器的正常运行,通常采用刮渣机、浮渣收集槽和排渣管等设备。
工作原理
UASB 厌氧发酵罐的工作过程主要分为三个阶段:
水解和大分子裂解阶段:废水中的复杂不溶性废物,如多糖、蛋白质、脂质等在生物细菌分泌的酶作用下,转化为简单物质,如糖类、氨基酸和脂肪酸。
酸化阶段:厌氧罐内发生发酵,将溶解物质转化为更简单的物质,如脂肪酸、醇类、乳酸、甲醇、二氧化碳、氢气、氨气和硫化氢等,同时产生新的生物质,此阶段罐内 pH 值可因脂肪酸的形成而降低至 4.0 左右。
甲烷化阶段:前一阶段产生的物质进一步被甲烷化,生成甲烷和二氧化碳气体。
结构组成
进水配水系统
布水总管:一般呈环状围绕于厌氧发酵罐外部,其作用是将从水泵送来的废水进行初步分配,使废水能较为均匀地流向各布水支管。
布水支管:设于厌氧发酵罐底部,两端与布水总管连接,将总管送来的废水均匀地分布到发酵罐底部,使废水能够均匀地进入反应器,确保废水与污泥充分接触。
反应区UASB 厌氧发酵罐选用细节
污泥床区:位于反应区底部,主要由沉淀和凝聚性能良好的厌氧污泥组成,污泥浓度可达 50-100gSS/L 或更高,是有机物分解的主要场所,高浓度的微生物在其中将大分子有机物分解为小分子脂肪酸、醇类等,最终转化为沼气。
污泥悬浮层区:在污泥床区上部,主要靠反应过程中产生的气体的上升搅拌形成,污泥浓度较低,一般在 5-40gSS/L 范围内,也承担着部分有机物的降解任务。