UASB工艺介绍

1. UASB

1.1 概述

UASB工艺全称为升流式厌氧污泥床，是集有机物去除及泥、水、气三相分离于一体的集成化废水处理工艺，工艺原理为通过在反应器内培养可沉降的活性污泥，形成高浓度的活性污泥床，使其具有容积负荷较高、污泥截留效果好、反应器机构紧凑等一系列的运行特征。

1.2 工艺原理

污水通过提升泵提升到厌氧反应器的底部，通过反应器

底部的布水系统均匀的将污水布置在整个截面上，利用进水的出口压力和产气作用，使废水与高浓度的污泥充分接触和传质，将废水中的有机物降解；废水在反应区进缓慢上升，进一步降解有机物。在此阶段气、水、污泥同时上升，产生的沼气首先进入三相分离器内部并通过管道排出，污泥和废水通过三相分离器的缝隙上升到分离区，污泥在分离区沉淀浓缩并回流到三相分离器下部，保持反应器内的污泥浓度，沉淀后的污水经管道排出反应器。

降解过程

1.3 工艺要素

1.3.1 进水分配系统

UASB进水系统主要是将污水尽可能均匀的分配到整个反应器防止出现局部污泥堆积，并具有一定的水力搅拌功能。是反应器高效运行的关键之一。

UASB采用的进水方式大多为间歇式进水、脉冲式进水、连续均匀进水和连续进水与间歇进水相结合的方式。

布水类型

1.3.2 反应区

反应区是UASB的核心，是培养和富集厌氧微生物的区域，废水与厌氧污泥在此区域充分混合，发生强烈的生化反应，废水中有机物被分解。

反应区污泥床污泥悬浮层

反应区分层

污泥床内具有很高的浓度，一般为沉降性较好的颗粒污泥，MLSS一般为30～40g/L，占反应区容积的30%左右，对有机物的降解程度占反应器全部讲解量的70～90%。悬浮层MLSS一般为15～20 g/L，一般为非颗粒状污泥。

1.3.3 三相分离器

三相分离器是UASB中的重要装置，该装置常安装在反应器顶部，并将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。同时具有能收集从分离器下产生的沼气和使分离器上的悬浮物沉淀下来的功能。

1.3.4 出水系统

在UASB中，出水均匀排出将影响沉淀效果和出水水质。为保持出水均匀，沉淀区的出水设置通常设置为三角堰形式。

1.3.5 剩余沼气处理设施

UASB产生的沼气不允许直接向外排放，以防止大气污染。在确认剩余沼气无法利用时，一般会安装余气燃烧器将其燃烧掉。

1.3.6 保温加热设备

厌氧消化受温度影响较大，特别是中温厌氧消化的最优温度单位在30～35℃，因此对于厌氧消化来说，加热与保温的重要性是比较重要的。

1.4 调试

1.4.1 启动前准备

UASB启动前必须进入充水实验和气密性实验，充水试验要求无漏水现象，气密性实验要求池内加压到350mm水

柱，稳定15min，压力降小于10mm。反应器在厌氧污泥培养前驯化前应使用氮气吹扫

1.4.2 UASB启动运行初始阶段 1.选用接种污泥：

（1）选用颗粒污泥或污水厂污泥消化池污泥接种； （2）添加部分颗粒污泥或破碎的颗粒污泥，也可提高污泥颗粒化过程；

（3）选用同类废水同一温度范围的（中温污泥）种污泥；

（4）也可以从市政下水道及污水集积处等处于厌氧环境下的淤积泥；甚至可以使用好氧活性污泥法的剩余污泥进行转化性培养，但培养时间较长；

（5）牛粪和各种粪肥也可以用于接种，但各类污泥中均不应担有太多的砂子。

2.接种的方法：

（1）将含固率80%的接种污泥加水搅拌后，用污泥泵

均匀的输入到UASB反应池各布泥点；

（2）接种污泥量为反应器有效容积的30%~50%，最少为15%，一般为30%。接种污泥量不超过UASB反应器有效容积的60%；

（3）初启动时，稠型污泥的接种量为20~30gVSS/m3，浓度小于40gTSS/m3的稀消化污泥接种量可以略小些。

3.接种时的水质：

（1）配置低浓度的废水有利于颗粒污泥的形成，但浓度也应当足够维持良好的细菌生长条件，因此，初始配水最低COD为1000mg/L，然后逐步升高有机负荷直到可降解COD去除率达到80%；

（2）当进水COD超过4000mg/L，可采用出水循环或稀释水进水，出水循环回流比为30~50%，调节到适宜的COD浓度。

1.4.3 第二阶段（初始运行阶段，预计45天） （1）初始阶段是指反应器负荷低于2kgCOD/m3·d的运

行阶段，此阶段反应器的负荷由0.1kgCOD/m3·d开始，内循环一个周期后，逐步分多次提升到2kgCODm3·d；

（2）提升COD的浓度标准为当可生物降解的COD去除率达到80%后方可提高，直到达到2kgCOD/m3·d为初始阶段；

（3）在该运行阶段中，有少量的非常细小的分散污泥带出，其主要原因是水的上流速度和逐渐产水的少量沼气；

（4）初始运行阶段每日测定进、出水流量、PH、COD、ALK、VFA、SS等项目，经测定结果判断，若出水VFA<3mmol/L，VFA/ALK=0.3以下，表示UASB系统运行正常。

1.4.4 第三阶段（预计45天）

（1）反应器的有机负荷由2kgCOD/m3·d提升到4.9kgCOD/m3·d的运行阶段；

（2）此阶段的反应负荷由2kgCOD/m3·d开始，每次0.1kgCOD/m3·d有机负荷提升，也可以每次增加20%负荷。

（3）在此阶段，由于进水量大，COD浓度高，产气量

和上流速度的增加引起污泥膨胀，污泥量带出多，大多为细小非分散的污泥或部分絮状污泥。这种污泥的带出，有利于颗粒状污泥的形成。

1.4.5 第四阶段（预计30天）

此阶段絮状污泥变得迅速减少，而颗粒状污泥加速形成，知道反应器不再有絮状污泥的存在，这一阶段反应器负荷可以增加到很高，当反应器被大部分污泥充满时，其最大负荷可以达到50kgCOD/m3·d。

1.4.6 注意事项

1.应检查出水VFA，若VFA过高，则表示反应器内菌种活力偏高；出水VFA高于8mmol/L，则停止进水，知道出水VFA低于3mmol/L后，再以原浓度、原负荷进水，若出水低于3mmol/L，说明反应器运行良好；

2.UASB的水力停留时间是通过上升流速来表现的。一方面高的液体流速增加污水系统内进水区的扰动，增加了生物污泥与进水有机物之间的接触，有利于提高去除率。传统

UASB工艺上升流速的平均值一般不超过0.5m/h。这是保证颗粒污泥形成的重要条件之一；

3.运行过程中应保持VFA/ALK<0.3，否则系统内VFA的累计失败。

1.5 异常现象及对策

现象 污泥生产过于缓慢 反应器过负荷 原因 营养与微量元素不足 进液预酸化程度过高 污泥负荷过低 反应器污泥量不足 污泥产量甲烷活性不足 营养与微量元素不足 产酸菌生长过旺 污泥产甲烷活性不足 有机悬浮物在反应器中积累 反应器中温度低 废水存在有毒物或抑制活性的条件 无机物例如Ca等引起沉淀 2+对策 增加进液营养与微量元素 减少预酸化程度 增加反应器负荷 1.提高产泥量 2.增加种泥量或促进污泥生长 增加进液营养与微量元素 增加废水预酸化程度或降低反应器负荷 降低悬浮物浓度 提高温度 减少进液中Ca浓度 采用前沉淀池 2+气体聚集于空的颗粒中，在低温、低负荷、增大污泥负荷，采用内部水循环以增大低进液浓度下已形成大而空的颗粒污泥 对颗粒的剪切力，使颗粒的尺寸减小 颗粒污泥洗出 由于颗粒形成分层结构，产酸菌在颗粒污泥外大量覆盖产生气体聚集自颗粒内 颗粒污泥因废水中含大量蛋白质和脂肪而有上浮的趋势 絮状的污泥或表面松散“起毛”的颗粒形成并被洗出 颗粒污泥破裂分散

增加废水预酸化条件 采用预处理去除蛋白质和脂肪酸 从进液去除悬浮物 加强废水与污泥混合的强度，增加预酸化程度 降低污泥负荷，增加预酸化程度 增加预酸化程度 延长驯化时间，稀释进液 由于进液中悬浮的产酸菌的作用，颗粒污泥聚集在一起 在颗粒表面或以悬浮的状态大量的生长产酸菌 表面“起毛”颗粒形成，产酸菌大量附着于颗粒表面 负荷或进液浓度的突然变化 预酸化程度突然增加，使产酸菌呈“饥饿”

状态 有毒物质存在废水中 过强的机械力 由于选择压过小而形成絮状污泥 废水预脱毒处理 降低负荷和上流速度，降低剪切力 采用出水压力以增大选择压力，使絮状污泥流出