调试运管 经验:UASB设计及控制参数 [复制链接]

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京东
升流式厌氧反应器(UASB)中废水通过布水装置依次进入底部的污泥层和中上部污泥悬浮区。与其中的厌氧微生物进行反应生成沼气,气、液、固混合液通过上部三相分离器进行分离,污泥回落到污泥悬浮区,分离后废水排出系统,同时回收产生的沼气。注:常规的UASB没有外循环泵(在水力负荷特别低,造成上升流速特别低的情况下,有设置外循环泵的现场)
; i6 A6 N- L9 c/ Q6 q* [" T4 p" a) f0 @* J1 A
一、UASB反应器的进水条件$ E# x6 c1 \5 B( w

& y( p% d8 L  L7 k8 I/ u' ~: @& R1、PH值6.0-8.0
; \: P8 i+ _0 x9 U
& ~$ ]+ X, F- _2、营养比例(COD:氨氮:TP)100-500:5:1, n9 i" S' g' @( u
' |1 K  f  J" l* C0 U
3、进水悬浮物:≤1500mg/L  T! J8 u4 K7 R) z
7 y  M9 G$ A6 G# t
4、B/C≥0.3
8 D4 i2 N' t  j) X' {& H
5 |$ y, o4 c) O! M9 P5、进水氨氮浓度:≤2000mg/L" M/ o# D6 N& ^$ m. G: B# O

7 c, v2 d/ m7 N! f6、进水COD浓度:≥1500mg/L
3 j" h* r# d) P, G' v! j3 }& Y7 z: X+ f8 H
7、其他有毒物质最大允许值:+ j- a$ F8 s0 D$ m  q( l2 T7 l
" d4 M% q% ]# z+ t. F
除上面提到的细菌中毒之外,在UASB中还有一些形式的中毒。游离H2S-S浓度达到80mg/l时,发生硫化物中毒。如果UASB的进水满足下列条件,则H2S中毒可以避免。1)COD/SO4>20g/g2)COD/SO4>15g/g和COD<30g/l3)COD/SO4>10g/g和COD<10g/l4)COD/SO4>7.5g/g和COD<5g/l注意:COD与SO42-的比值大于10是理想条件。(规范上给出的硫酸根浓度≤1000mg/L)
- x( r/ g" J6 k8 y3 a! p, i6 r4 F
4 B: U' T, s* U! F% x1 B$ U
二、UASB常用参数及公式9 Y8 X* u; H9 {' C3 h/ c

+ ?8 O) r0 h& y1、当废水可生化性差的时候需要在UASB前端设置水解酸化池。2 F8 z0 d7 N; t: g& U  i/ u

. S+ i" V; i; X9 m; F0 I5 Q0 d水解酸化池的容积负荷常用的计算公式:
& M" L# g( |; u" Z4 @& `" ]  S  o# ]% Y4 @- g! t
环保之家0.JPG 3 G4 o6 ~  p) S6 e: U& W% f, b1 I/ h/ @
" _- c. X- S+ Z2 k0 [# M
式中:
0 ~3 p: r: X$ N' M% k; x2 o' l
$ n) k1 _6 d" H; P# B* JVs——水解酸化池容积,m³;Q——设计处理量,m³/d;Ns——酸化负荷,kgCOD/(m³·d),(常规取值:10-20)Sa——进水COD,mg/L2、UASB容积负荷
  d/ ^1 \" w! |+ k/ z& ]  E: q0 q9 b! @3 l3 ~* a' `- i8 O# x
UASB反应器容积负荷常用的计算公式:
; n* A; q0 T# c( J- G4 I, c" i6 R  T" s5 J2 ^
环保之家1.JPG + K$ Q* B  G0 q: {
$ b8 t. S+ a7 z, V' V
式中:
! d% f) S( u/ C/ k
- N$ b! I% s/ k# JV——反应器有效容积,m³;Q——设计处理量,m³/d;Nv——容积负荷,kgCOD/(m³·d)S0——进水COD,mg/L
9 y3 O* A( f: h$ }3 d* ?
- U  s; b/ `' }容积负荷取值范围:! ]! H5 O6 y. V- @4 A
- }+ n4 ?7 H. H8 ~! Z8 `$ E
环保之家.JPG
( X6 p" W8 F) p. ]; u9 k1 N1 M6 Y- l# R* @9 N
除上面提到的细菌中毒之外,在UASB中还有一些形式的中毒。游离H2S-S浓度达到80mg/l时,发生硫化物中毒。如果UASB的进水满足下列条件,则H2S中毒可以避免。1)COD/SO4>20g/g2)COD/SO4>15g/g和COD<30g/l3)COD/SO4>10g/g和COD<10g/l4)COD/SO4>7.5g/g和COD<5g/l注意:COD与SO42-的比值大于10是理想条件。(规范上给出的硫酸根浓度≤1000mg/L)5 A! s, S: X3 N& V) u+ H3 B1 l! M
, {8 b3 ^6 g' o) M7 f' }
环保之家2.JPG
# u$ P' E7 j4 \' [2 b5 l
6 l3 Y/ e3 m0 ~: p9 d3、布水装置
& ^- d* }) r; N3 x  a. d/ L% E" H* r
多点布水,进水管负荷,见下表
  B) u1 ]  K, q3 u1 a2 d, p% G* E9 Q2 u: }* r8 j
环保之家3.JPG . m- t6 E8 S" N2 }
1 s" X% U. s. a9 ]. m
4、其他常用参数:2 s7 \7 l+ |6 ^2 o4 e: s
2 O6 M8 w2 G3 f; i% `" _, X
有效水深:5-8m;* n; u% j7 U8 i/ ^5 J

+ K6 t2 i8 K% n$ A7 G上升流速:<0.8m/h。(如果是絮状污泥的话,建议取更低的上升流速);3 Q& ]: s7 w2 S6 w5 ~$ T2 B$ G/ G
3 T9 H9 k7 f- p8 e% z
大阻力穿孔管布水,过孔流速:>2.0m/s,穿孔管直径应大于100mm;
# l6 R9 \: b/ l
0 O" C: C+ |- o. A穿孔布水管与池底距离:200mm;
( n: T+ s# L8 n# R' `
. l, H0 |4 v1 t# b; A沉淀区表面负荷不大于0.8m³/(㎡·h);
) S8 d2 b& Q5 T) `3 w. |6 X7 @# n# Z& G& [# A% P* H
沉淀区总水深应大于1.0m;8 |& M" q) i) w% m1 e6 I+ b5 K2 b
. H) F* c! |3 s. X$ F& Y) N
出水堰口负荷不大于1.7L/(S·m),即:6.12m³/(h·m);' [9 {3 {$ K' g
! ?% u/ g6 o. R
UASB污泥产率为:0.05-0.10kgVSS/kgCOD;& B% L% l+ z7 s2 _9 G# I

/ u+ @6 t. J* O6 b/ _3 w* kUASB宜采用重力多点排泥;
$ [4 \; ^1 b$ F- u# U" u6 d' o7 l) X: R: a7 v& L% ^$ @9 f  Y
UASB排泥点宜设在污泥区中上部和底部,中上部排泥点宜设在三相分离器下0.5-1.5m;8 w5 Y* x6 [/ R1 |6 G

' w- l9 k4 u3 v+ R# T5、UASB沼气产率及计算公式
+ _0 X% T$ K& ]8 L. a% V' l
; e/ L# {% O9 @+ u 环保之家4.JPG
) g0 _8 G- M4 k
4 v7 n% R* Q# D% m( Q式中:
! k2 e; F2 v+ S2 t7 B" {; [+ }* I1 @5 Z% D* C
Qa——沼气产量,Nm³/d;Q——设计处理量,m³/d;η——沼气产率,Nm³/kgCOD(常用取值范围:0.45-0.50 Nm³/kgCOD);S0——进水COD,mg/LSe——出水COD,mg/L
; ]' O4 q$ Y9 }; f: n( ?8 G. l8 w! s+ t2 ]1 W/ I/ W& Z
三、UASB启动* V- C/ w1 f! L3 A7 w
1 G1 ?  p$ Q1 t& Y! Z% U5 b
1、以絮状污泥启动; Z9 W/ i( ^8 V; j% u1 m

. w/ q) e# Z/ Q2 @$ c絮状污泥接种量为:20-30kgVSS/m³;
6 d6 R. b0 p, w4 Q2 p5 \2 z
7 {8 _/ g# k5 }8 U& k启动负荷不大于1kgCOD/(m³·d);
0 ^4 ^7 n2 ~/ B6 T" G) a$ ~2 w" r+ v! o1 d. U
上升流速不大于0.2m/h;' h9 p# j7 `1 x: E* p! t/ u
/ G; d( m$ g  J9 c- _
进水浓度宜为:5000mg/L;2 A3 l' ~1 R& z9 ~

& h* p; ^8 \( x1 p" v' T1 {加热时,每日温升2℃,使UASB达到设计温度;% q3 `' s, }/ o1 d! l7 i( z, v! \
, g% ]4 u: U7 d# z
出水COD去除率达到80%以上,或出水VFA低于200mg/L后可逐步提高容积负荷;
! g4 `' z: T% |8 ^# P- m5 R9 u" H' _3 _  N+ d& m) s, Y- O
容积负荷每次提升为设计负荷的20%-30%;
" |7 Y6 X  r6 H* b6 Q0 p
: G& \# t. L+ ~+ `4 C3 c进水水力负荷(可认为是上升流速)过低时可采用出水回流,提高反应器的上升流速,加快污泥颗粒化和优良菌种的选择进度;
0 \+ F/ o/ y: V- d; g5 t
: |, \( q+ N4 \3 H3 k- [2、以颗粒污泥启动5 m$ y+ A8 K/ V" G% @, r& M

& n6 {0 X. I) e颗粒污泥接种量为:10-20kgVSS/m³;9 ~$ L9 N' f; ^, t: a2 m

* u7 w. w3 H! `; U/ M  ?$ t2 n启动负荷宜为:3kgCOD/(m³·d)- j$ c( @$ ~% O3 y' J, Z" j+ ]

! h5 f- ~/ j8 f/ n6 i' s7 s* l5 g6 w处理废水与接种污泥废水性质完全不同时,宜在第一周保持初始污泥负荷低于最大设计负荷的50%" b+ [) o& ^0 |* e+ l  K+ t
2 v% o9 _* R: _, L# G) r
四、UASB运行控制
+ K! l  y  `- b' x" o% c2 B
0 g" T+ x. s5 S! ?: c6 C0 z1、UASB中碱度(ALK)(以碳酸钙计)不低于2000mg/L,也有提出在1000-5000mg/L;0 d2 G% w& A+ _4 ^! N
  E9 s7 T. y+ ~2 U* X3 E
2、UASB中挥发性脂肪酸(VFA)不高于200mg/L,也有提出在50-2500mg/L;
# S$ k2 r* S9 ~- u8 t5 J) f
/ Y; R$ F" P1 ?3、有提出VFA/ALK应保持在0.3以下时,但是有时候就算超出以上数据,厌氧塔也可正常运行;
4 }% ^/ i5 \9 _0 `2 x1 _/ ?
  p& d7 j  }/ \( u4、启动和运行时,UASB反应器内PH宜为6.8-7.5(也有提出在6.0-8.0);9 t6 f4 }" y6 s
" \* E: T+ ~: k; e# s  T
5、UASB反应区污泥浓度不低于3万mg/L;: V/ r# w& W5 h7 Y2 f

6 }$ o2 b' L& A5 l* }( L6、UASB污泥层应维持在三相分离器下0.5-1.5m;( i. u8 s& \7 x/ E$ Q3 u

" w# |% q* o# S* A7、UASB宜维持稳定的反应温度;0 j9 X* p; t9 [' M: B/ D" M
/ R+ o/ y" G& E, I. j$ B
8、有资料提出钙离子浓度在80-150mg/L时有利于颗粒污泥的形成;
8 y3 z7 C4 [. r8 h- f7 c+ B- A2 g# e2 M7 ~) u1 W8 c
9、如果有检测条件,可以对进水微量元素进行检测,进而适当的补充微量元素,以利于产甲烷菌的繁殖及活性的提高,主要的微量元素有:铁、钴、镍等。
5 i; y2 z" O1 V* G2 m' ?
9 A% a& C! C& W: y# w" F

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