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厌氧设备的原理

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厌氧设备(UASB)的原理
厌氧设备(UASB)反应器是厌氧工艺的一次升级,解决了厌氧反应器的固体停留时间和水力停留时间的矛盾问题。厌氧设备(UASB)反应器中,废水尽可能均匀地被引入反应器底部,废水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反应发生在废水与污泥颗粒的接触过程。产生的气体,(主要二氧化碳)在上升过程中产生气提作用力,起到搅拌作用,引起内部的循环,这对于颗粒污泥的形成和维持有利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥絮体上,附着和没有附着的气体向反应器顶部上升,上升到三相分离器时污泥絮体碰击气体反射板的底部,引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后的污泥絮体将沉淀到污泥床的表面。附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的集气室。置于集气室单元缝隙之下的挡板起到防止气体气泡进入沉淀区的作用,否则将引起沉淀区的紊动,阻碍颗粒污泥沉淀。包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过分离器缝隙进入沉淀区。
由于分离器斜壁过流面积在接近水面时候增加,因此上升流速在此处降低。由于流速降低污泥絮体在沉淀区可以凝聚并沉淀到三相分离器表面。污泥絮体在三相分离器上累积到一定程度,由于其重力将超过其保持在斜壁上的摩擦力,因此将滑回到反应区,这部分污泥又可与进水有机物发生反应。
厌氧设备(UASB)反应器重要的设备之一是三相分离器,这一设备安装在反应器的顶部并将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。为了在沉淀区中达到对上升流中污泥絮体/颗粒的满意沉淀效果,三相分离器一个主要目的就是尽可能有效地分离从污泥床/层中产生的沼气,特别是在高负荷的情况下。位于集气室下面反射板的作用是防止沼气通过集气室之间的缝隙逸出到沉淀室。另外挡板还有利于减少反应室内高产气量造成的液体紊动。挡板的设计应该满足只要污泥层没有膨胀到沉淀区中不是一件坏事。相反,存在于沉淀区内的膨胀的污泥层另一方面,存在一定可供污泥层膨胀的自由空间是很有必要的,以防止重的污泥在暂时性有机或水力负荷冲击下流失。水力和有机(产气率)负荷率两者都会影响到污泥层以及污泥床的膨胀。厌氧设备UASB系统的原理是在形成沉降性能良好的污泥凝絮体的基础上,并结合在反应器内设置污泥沉淀系统,使气相、液相和固相三相得到分离。形成和保持沉淀性能良好的污泥(其可以是絮状污泥或颗粒型污泥)是厌氧设备(UASB)系统良好的根本。
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