升流式厭氧污泥床在制藥企業(yè)污水治理中的應用

【摘 要】升流式厭氧污泥床結構簡單，運行費用低，處理效率高而引起人們的普遍興趣。本文對升流式厭氧污泥床在制藥企業(yè)污水治理中的應用進行綜述。

【關鍵詞】升流式厭氧污泥床；制藥；治理

升流式厭氧污泥床是由Lettinga等于1974～1978年研究成功的一項新工藝[1-5]。升流式厭氧污泥床對于不同含固量污水的適應性也強，造價也相對較低，技術已經成熟，正日益受到污水處理業(yè)界的重視，得到廣泛的歡迎和應用[6-10]。本文對升流式厭氧污泥床在制藥企業(yè)污水治理中的應用進行綜述。

1.升流式厭氳污泥床工作原理

升流式厭氧污泥床有反應區(qū)、氣液固三相分離器和氣室三部分組成。污水從厭氧污泥床底部流入與厭氧污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機物轉化為沼氣。沼氣上升過程中，反應產生的沼氣引起了內部的循環(huán)。附著和沒有附著在污泥上的沼氣向反應器頂部上升，碰擊到三相分離器氣體發(fā)射板，引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。氣泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，氣體被收集到反應器頂部的三相分離器的集氣室。三相分離器由沉淀區(qū)、回流縫和氣封等組成。三相分離器主要功能有；保證出水水質；保證反應器內污泥量；將氣體（沼氣）、固體（污泥）、和液體（出水）分開有利于污泥顆粒化。一些污泥顆粒會經過分離器縫隙進入沉淀區(qū)。這種工藝的基本出發(fā)點在于：良好的污泥床常可形成一種相當穩(wěn)定的生物相，從而提高設備內的污泥濃度；為污泥絮凝提供有利的物理；通過在污泥床設備內設置一個沉淀區(qū)，使污泥細顆粒在沉淀區(qū)的污泥層內進一步絮凝和沉淀。

2.污泥床內的流態(tài)和污泥分布

厭氧污泥床內的流態(tài)相當復雜，反應區(qū)下部污泥層內部分斷面通過的氣量較多，形成一股上升的氣流，與此同時，這股氣水流周圍的介質則向下運動，造成逆向混合，在遠離這股上升氣、水流的地方容易形成死角。在這些死角處也具有一定的產氣，形成污泥和水的緩慢而徽弱的混合，在產氣量較少的情況下，有時污泥層與懸浮層有明顯的界線，而在產氣量較多的情況下，這個界面不明顯。污泥良好的沉淀性能使厭氧污泥中積累有大量高活性的厭氧污泥。升流式厭氧污泥床具有較高的容積有機負荷率，其主要原因是污泥層內保有大量的厭氧污泥。工藝的穩(wěn)定性和高效性很大程度上取決于生成具有優(yōu)良沉降性能和顆粒狀污泥。如果反應區(qū)內的污泥以松散的絮凝狀體存在，厭氧污泥床不能在較高的負荷下穩(wěn)定運行。

3.污泥的流失與外部沉淀池的設置

在升流式厭氧泥床內雖有氣液固三相分離器，但由于沉淀區(qū)內的污泥仍具有較高的產甲烷活性，繼續(xù)在沉淀區(qū)內產氣，可能使沉淀區(qū)固液分離不佳，發(fā)生污泥流失。為了減少污泥流失，外部另設一沉淀池。沉淀下來的污泥回流到污泥床內。設外部沉淀池具有工藝的穩(wěn)定、縮短投產期、改善出水水質、減少剩余污泥量等好處。

4.升流式厭氧污泥床的設計

升流式厭氧污泥床的工藝設計主要是計算厭氧污泥床的容積、產氣量、剩余污泥蕾、營養(yǎng)需要量。反應區(qū)是UASB反應器中生化反應發(fā)生的主要場所，又分為污泥床區(qū)和污泥懸浮區(qū)，其中的污泥床區(qū)主要集中了大部分高活性的顆粒污泥，是有機物的主要降解場所；而污泥懸浮區(qū)則是絮狀污泥集中的區(qū)域。UASB反應器的型式主要有開敞式UASB反應器和封閉式UASB反應器。開敞式UASB反應器：開敞式UASB反應器的頂部不加密封，或僅加一層不太密封的蓋板；多用于處理中低濃度的有機廢水。封閉式UASB反應器：封閉式UASB反應器的頂部加蓋密封，主要適用于高濃度有機廢水的處理。UASB反應器的主體常為鋼結構或鋼筋混凝土結構，一般不在反應器內部直接加熱，但采用保溫措施。UASB的斷面形狀主要有圓形或矩形。反應器內壁必須采取防腐措施，因為在厭氧反應過程中有強腐蝕性的物質產生。

5.顆粒污泥的性質與形成

在反應器內形成沉降性能良好、活性高的顆粒污泥是保證UASB反應器高效穩(wěn)定運行的前提。顆粒污泥呈卵形、球形、絲形等，由無機礦物、水解發(fā)酵菌、產氫產乙酸菌、和產甲烷菌胞外多聚物等組成。顆粒污泥的類型主要有A型顆粒污泥（以產甲烷細菌以巴氏甲烷八疊球菌為主體，外層常有絲狀產甲烷桿菌纏繞）、B型顆粒污泥（以絲狀產甲烷桿菌為主體，也稱桿菌顆粒）、C型顆粒污泥（由疏松的纖絲狀細菌繞粘連在惰性微粒上所形成的球狀團粒）。當反應器中乙酸濃度高時，易形成A型顆粒污泥；當反應器中的乙酸濃度降低后，A型顆粒污泥將逐步轉變?yōu)锽型顆粒污泥；當存在適量的懸浮固體時，易形成C型顆粒污泥。在UASB反應器種培養(yǎng)出高濃度高活性的顆粒污泥可以分為三個階段：啟動期、顆粒污泥形成期、顆粒污泥成熟期。

6.升流式厭氧污泥床的啟動

啟動操作要點：厭氧污泥最好加以馴化；從污泥床流出的污泥一般不需回流；最好一次投加足夠量的接種污泥；可降解的C0D去除率達到80%左右時，才能增加有機容積負荷率。

7.升流式厭氧污泥床工藝的特點

升流式厭氧污泥床工藝的特點有水力停留時間相應較短；UASB反應器；容積負荷高；無需設置填料，節(jié)省了費用；構造簡單，操作運行方便[11-13]。

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