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如何启动UASB反应器?

2019年03月07日 09:50:03
UASB反应器是为厌氧处理技术而设置的专门反应器。UASB反应器该如何启动?UASB反应器启动时该注意哪些事项呢?下面大家就来聊一聊如何启动UASB反应器。
 
一、UASB反应器初次启动
 
UASB反应器能有良好的去除效果,关键在于UASB反应器内有极好沉降性能与较高生物活性的颗粒状污泥。与絮状污泥相比,颗粒状的厌氧污泥有如下特点:
 
1. 沉降性能好,不容易被冲刷出反应器;
 
2. 污染负荷高,颗粒状的厌氧活性污泥其污染容积负荷可达20—30kg COD/(m3·d),在UASB反应器中90%的有机物是由颗粒状的污泥去除的;
 
3. 颗粒状污泥产气量高。
 
如前所述,UASB的接种污泥来源于污泥消化池中的污泥或废弃水塘底泥。这些污泥多为絮状。从污泥培养的角度看UASB反应器的启动过程也就是将接种的絮状污泥变成颗粒污泥的过程。此过程非常缓慢,通常需要30d以上的时间,但一经启动成功之后,反应器即使在停止运行后再次启动都可以迅速完成。
 
UASB反应器启动可以有以下几个阶段:
 
第一阶段:启动初期阶段。
 
在此阶段,反应器中的污染容积负荷应该低于2kg COD/(m3·d),或污泥有机负荷应在0.05—0.1kg COD/(m3·d)。在这一阶段中,因为上升水流的冲刷与逐渐产生的少量沼气上逸的推动,一些细小分散的污泥可能会被冲刷流出反应器。因此在UASB反应器启动阶段不能追求反应器的处理效果、产气率与出水水质,而应该将污泥的驯化与颗粒化作为主要工作目标。
 
第二阶段:在这一阶段可以将反应器容积有机负荷上升至2—5kg COD/(m3·d)。
 
在此阶段中污泥逐渐出现颗粒状,同时在出水中被刷洗出的污泥相比第一阶段逐渐减少,这时被洗出的污泥多为沉降性能较差的絮状污泥。厌氧污泥的驯化过程在这个阶段完成。
 
第三阶段:这一阶段完成后反应器的容积负荷增加到5kg COD/(m3·d)。
 
絮状污泥迅速减少,颗粒状污泥的含量进一步增高,当反应器中普遍以颗粒状污泥为主时,反应器的最大容积负荷可达到20—30kg COD/(m3·d)。
 
当反应器中污泥颗粒化完成之后,反应器的启动也就完成。
 
二、UASB反应器启动的注意事项
 
1. 进水COD浓度的控制。
 
在UASB反应器启动阶段,进水COD浓度不宜过大。如果进水的COD小于5,000mg/L,不需要对污水进行稀释。但如果废水的COD过高,有必要将废水的COD稀释到5,000mg/L以下。在UASB启动阶段,重点应该是培养颗粒状的污泥,因此在此阶段,反应器的处理效果好与坏不应该作为重点指标考查。
 
2. 增加进水污染负荷的方法。
 
启动UASB反应器的最初进水污染负荷为0.5—1.5kg COD/(m3·d)。判断增加污染负荷的指标有如下两个:
 
(1)COD的去除率。
 
当COD的去除率达到80%并且稳定之后,可以增加反应器容积负荷。每次污染负荷增加不应太大,增加量为原来容积有机负荷的20%。值得注意的是,在初始启动的污水污染物浓度,可根据容积有机负荷计算:0.05—1.5kg COD/(m3·d)。
 
(2)VFA(挥发性有机酸浓度,以乙酸计)浓度。
 
如前所述,厌氧反应是产酸阶段与产甲烷两个过程共同作用的结果,有机酸的产生是产甲烷的必要条件,但是大量有机酸的蓄积会导致反应器中pH值下降,从而抑制甲烷菌的活性。因此厌氧反应器出水中VFA的浓度从一定程度上反映了反应器中甲烷菌的活性。所以当发现出水中VFA浓度过高,可认为反应器中甲烷细菌活性不强。
 
根据经验,如果出水的VFA高于8mmol/L,应停止进液,直到出水的VFA小于3mmol/L并持续多日,再继续以原废水、原负荷进水。出水的VFA至少应该两天测定一次。这一阶段可能会长时间保持一种负荷进行,一般需要1个月左右。当出水的VFA浓度一直稳定维持在3mmol/L以下,再采取增加负荷的措施,负荷每次的增加量不应该大于原负荷20%。再重复上述的检查过程,再进水,直到最后污染有机负荷达到设计要求并稳定,此时反应器启动完成。
 
增加进水污染负荷方法有增加进液流量与降低高浓度废水稀释比两种形式。负荷的增加会导致出水的VFA比原来水平略有上升,但这并不说明需要调整检查启动条件,这时应注意观察反应器中的pH值的变化情况,并且注意防止反应器内出现酸化。但若出水的VFA高于8mmol/L时,不应该再进水,应停止进液并观察反应器内的pH值,并且注意调整反应器中的pH值在6.5—7.5,直到出水VFA与反应器内pH值返回正常范围。若出水的VFA增加到15mmoI/L,则必须调节进水的负荷调至原来水平,并务必使反应器内的pH值不低于6.5。随着污泥的不断培养,反应器产气量会不断增加,出水的VFA浓度会逐渐下降。
 
以上述负荷逐渐增加的方式,将反应器的负荷增加到2kg COD/(m3·d),每次可增加污染负荷20%,出水的VFA变化可能会反复多次。当反应器的污染负荷升至5kg COD/(m3·d)时,反应器中污泥颗粒化会在此负荷下很快形成。
 
3. 在负荷增加到2kg COD/(m3·d)以后,应注意根据实际情况调节与控制如下一些条件:
 
(1)出水的VFA浓度若小于3mmol/L,应增加反应器负荷,但每次负荷增加不应大于原有容积有机负荷的50%;
 
(2)控制反应器内pH在6.5~7.5范围内;
 
(3)控制温度在中温或高温区域内,并注意保证微生物生长所需要的营养与微量元素;
 
(4)在培养6~7周镜检污泥,在400—1,000倍的放大镜下应看到污泥中的丝状物;
 
(5)当水力停留时间HRT小于20h时,进水COD浓度大于15g/L时,应出水循环处理,若小于15g/L则不需要循环也不需要稀释进水。
 
三、UASB反应器的二次启动
 
尽管UASB的初次启动所消耗的时间很长,但一旦启动成功,即使放置不使用,要再次启动起来仍然比较容易。
 
UASB反应器二次启动过程可以比初次启动更快地增大有机负荷。若初次进水COD浓度为3g/L,24d后进水的COD浓度可以增至6g/L,48d后进水COD浓度可以上升到12g/L。二次启动,进水的污染负荷与浓度的增加方法与初次启动相似,每次增加负荷不应该超过原有负荷的50%。在二次启动的运行过程中,反应器产气情况、出水的VFA浓度、COD去除率、反应器中pH值等指标仍然是需要控制的因素。其控制方法与初次启动相同。
 
以上就是UASB反应器的初次启动,二次启动,以及启动注意事项。在实践中遇到UASB反应器启动,还需要进行具体问题具体分析,在整体上把握才能有的放矢。
 
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