IC反应器工作原理及技术优点
3.1 IC反应器工作原理
IC反应器基本构造如图1所示，它相似由2层UASB反应器串联而成。按功能划分，反应器由下而上共分为5个区：混合区、第1厌氧区、第2厌氧区、沉淀区和气液分离区。
混合区：反应器底部进水、颗粒污泥和气液分离区回流的泥水混合物有效地在此区混合。
第1厌氧区：混合区形成的泥水混合物进入该区，在高浓度污泥作用下，大部分有机物转化为沼气。混合液上升流和沼气的剧烈扰动使该反应区内污泥呈膨胀和流化状态，加强了泥水表面接触，污泥由此而保持着高的活性。随着沼气产量的增多，一部分泥水混合物被沼气提升至顶部的气液分离区。
气液分离区：被提升的混合物中的沼气在此与泥水分离并导出处理系统，泥水混合物则沿着回流管返回到最下端的混合区，与反应器底部的污泥和进水充分混合，实现了混合液的内部循环。
第2厌氧区：经第1厌氧区处理后的废水，除一部分被沼气提升外，其余的都通过三相分离器进入第2厌氧区。该区污泥浓度较低，且废水中大部分有机物已在第1厌氧区被降解，因此沼气产生量较少。沼气通过沼气管导入气液分离区，对第2厌氧区的扰动很小，这为污泥的停留提供了有利条件。
沉淀区：第2厌氧区的泥水混合物在沉淀区进行固液分离，上清液由出水管排走，沉淀的颗粒污泥返回第2厌氧区污泥床。
从IC反应器工作原理中可见，反应器通过2层三相分离器来实现SRT>HRT，获得高污泥浓度；通过大量沼气和内循环的剧烈扰动，使泥水充分接触，获得良好的传质效果。
3.2 IC工艺技术优点
IC反应器的构造及其工作原理决定了其在控制厌氧处理影响因素方面比其它反应器更具有优势。
（1）容积负荷高：IC反应器内污泥浓度高，微生物量大，且存在内循环，传质效果好，进水有机负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上。
（2）节省投资和占地面积：IC反应器容积负荷率高出普通UASB反应器3倍左右，其体积相当于普通反应器的1/4~1/3左右，大大降低了反应器的基建投资[5]。而且IC反应器高径比很大（一般为4~8），所以占地面积特别省，非常适合用地紧张的工矿企业。
（3）抗冲击负荷能力强：处理低浓度废水（COD=2000~3000mg/L）时，反应器内循环流量可达进水量的2~3倍；处理高浓度废水（COD=10000~15000mg/L）时，内循环流量可达进水量的10~20倍[5]。大量的循环水和进水充分混合，使原水中的有害物质得到充分稀释，大大降低了毒物对厌氧消化过程的影响。（4）抗低温能力强：温度对厌氧消化的影响主要是对消化速率的影响。IC反应器由于含有大量的微生物，温度对厌氧消化的影响变得不再显著和严重。通常IC反应器厌氧消化可在常温条件（20~25 ℃）下进行，这样减少了消化保温的困难，节省了能量。
（5）具有缓冲pH的能力：内循环流量相当于第1厌氧区的出水回流，可利用COD转化的碱度，对pH起缓冲作用，使反应器内pH保持最佳状态，同时还可减少进水的投碱量。
（6）内部自动循环，不必外加动力：普通厌氧反应器的回流是通过外部加压实现的，而IC反应器以自身产生的沼气作为提升的动力来实现混合液内循环，不必设泵强制循环，节省了动力消耗。
（7）出水稳定性好：利用二级UASB串联分级厌氧处理，可以补偿厌氧过程中K s高产生的不利影响。Van Lier[6]在1994年证明，反应器分级会降低出水VFA浓度，延长生物停留时间，使反应进行稳定。
（8）启动周期短：IC反应器内污泥活性高，生物增殖快，为反应器快速启动提供有利条件。IC反应器启动周期一般为1～2个月，而普通UASB启动周期长达4～6个月[7]。
（9）沼气利用价值高：反应器产生的生物气纯度高，CH4为70％～80％，CO2为20％～30％，其它有机物为1％～5％，可作为燃料加以利用[8]。
4 IC处理技术应用现状及发展前景
IC处理技术从问世以来已成功应用于土豆加工、菊苣加工、啤酒、柠檬酸和造纸等废水处理中。1985年荷兰首次应用IC反应器处理土豆加工废水，容积负荷（以COD计）高达35～50kg/(m3·d)，停留时间4～6 h[9]；
而处理同类废水的UASB反应器容积负荷仅有10～15 kg/(m3·d)，停留时间长达十几到几十个小时[3]。
在啤酒废水处理工艺中，IC技术应用得较多，目前我国已有3家啤酒厂引进了此工艺。从运行结果看，IC 工艺容积负荷（以COD计）可达15～30 kg/(m3·d)，停留时间2～4.2 h，COD去除率ηCOD>75％[9]；而UASB反应器容积负荷仅有4～7 kg/(m3·d)，停留时间近10 h[3]。
对于处理高浓度和高盐度的有机废水，IC反应器也有成功的经验。位于荷兰Roosendaal的一家菊苣加工厂的废水，COD约7900mg/L，SO42－为250mg/L，Cl－为4200mg/L。采用22m高、1100m3容积的IC反应器，容积负荷（以COD计）达31 kg/(m3·d)，ηCOD>80％，平均停留时间仅6.1 h[9]。
我国无锡罗氏中亚柠檬有限公司的IC厌氧处理系统自1998年12月运行以来一直都很稳定，进水COD一般在8000mg/L以上，pH5.0左右，容积负荷（以COD计）可达30 kg/(m3·d)，出水COD基本在2000mg/L 以下，且每千克COD产沼气0.42m3[10]。1996年IC反应器首次应用于纸浆造纸行业，并迅速获得客户欢迎，至今全世界造纸行业已建造IC反应器23个[11]。
表1列出了IC反应器和UASB反应器处理典型废水的对照结果，从表中数据可以看出，IC反应器在很大程度上解决了UASB的不足，大大提高了反应器单位容积的处理容量。
表1 IC反应器与UASB反应器处理相同废水的对比结果[1]
对比指标
反应器类型
IC
UASB
啤酒废水
土豆加工废水
啤酒废水
土豆加工废水
反应器体积（m3）
6×162
100
1400
2×1700
反应器高度（m）
20
15
6.4
5.5
水力停留时间（h）
2.1
4.0
6
30
容积负荷kg/(m3·d)
24
48
6.8
10
进水COD（mg/L）
2000
6000～8000
1700
12000
ηCOD（％）
80
85
80
95
随着生产的发展，经济高效、节能省地的厌氧反应器越来越受到水处理工作者的青睐。IC反应器的一系列技术优点及其工程成功实践，是现代厌氧反应器的一个突破，值得进一步研究开发。而且由于反应器容积小，生产、运输、安装和维修都十分方便，产业化前景也很乐观。
5 IC反应器存在的几个问题
COD容积负荷大幅度提高，使IC反应器具备很高的处理容量，同时也带来了不少新的问题：
（1）从构造上看，IC反应器内部结构比普通厌氧反应器复杂，设计施工要求高。反应器高径比大，一方面增加了进水泵的动力消耗，提高了运行费用；另一方面加快了水流上升速度，使出水中细微颗粒物比UASB多，加重了后续处理的负担[12]。另外内循环中泥水混合液的上升还易产生堵塞现象，使内循环瘫痪，处理效果变差。
（2）发酵细菌通过胞外酶作用将不溶性有机物水解成可溶性有机物，再将可溶性的大分子有机物转化成脂肪酸和醇类等，该类细菌水解过程相当缓慢[13]。IC反应器较短的水力停留时间势必影响不溶性有机物的去除效果。
（3）在厌氧反应中，有机负荷、产气量和处理程度三者之间存在着密切的联系和平衡关系。一般较高的有机负荷可获得较大的产气量，但处理程度会降低[13]。因此，IC反应器的总体去除效率相比UASB反应器来讲要低些。
（4）缺乏在IC反应器水力条件下培养活性和沉降性能良好的颗粒污泥关键技术。目前国内引进的IC反应器均采用荷兰进口的颗粒污泥接种[2]，增加了工程造价。
上述问题有待在对IC厌氧处理技术内部规律进行更深入探讨的基础上，结合工程实践加以克服，使这一新技术更加完善。
内循环（IC）厌氧反应器
近10 年来，已建造了许多处理工业废水的UASB 反应器生产装置。实践证明：为了防止升流速度太大使悬浮固体大量流失，UASB 反应器在处理中低浓度（1.5 ～2.0g COD /L）废水时，反应器的进水容积负荷率一般限制在 5 ～8kgCOD /（m3·d），在此负荷率下，最小HRT 为4 ～5h；在处理COD 浓度为5 ～9g/L 的高浓度有机废水时，反应器的进水容积负荷率一般被限制在10 ～
20kgCOD /（m3·d），以免由于产气负荷率太高而增加紊流造成悬浮固体的流失。为了克服这些限制，荷兰PaquesBV 公司开发了一种内循环（internalcirculation，IC）反应器，IC 反应器在处理中低浓度废水时，反应器的进水容积负荷率可提高至20 ～24kgCOD /（m3·d）；处理高浓度有机废水时，进水容积负荷率可提高到35 ～50kg/（m3·d）。这是对现代高效反应器的一个突破，有着重大的理论意义和实用
IC 反应器的基本构造与工作原理
如图17-1 所示。IC 反应器的构造特点是具有很大的高径比，一般可达 4 ～8，反应器的高度可达16 ～25m。所以在外形上看，IC 反应器实际上是个厌氧生化反应塔。由图17-1 可知，进水通过泵由反应器底部进入第一反应室，与该室内的厌氧颗粒污泥均匀混合。废水中所含的大部分有机物在这里被转化成沼气，所产生的沼气被第一反应室的集气罩收集，沼气将沿着提升管上升。沼气上升的同时，把第一反应室的混合液提升至设在反应器顶部的气液分离器，被分离出的沼气由气液分离器顶部的沼气排出管排走。分离出的泥水混合液将沿着回流管回到第一反应室的底部，并与底部的颗粒污泥和进水充分混合，实现第一反应室混合液的内部循环。IC 反应器的命名由此得来。内循环的结果是，第一反应室不仅有很高的生物量、很
长的污泥龄，并具有很大的升流速度，使该室内的颗粒污泥完全达到流化状态，有很高的传质速率，使生化反应速率提高，从而大大提高第一反应室的去除有机物能力。经过第一反应室处理过的废水，会自动地进入第二反应室继续处理。废水中的剩余有机物可被第二反应室内的厌氧颗粒污泥进一步降解，使废水得到更好的净化，提高出水水质。产生的沼气由第二反应室的集气罩收集，通过集气管进入气液分离器。第二反应室的泥水混合液进入沉淀区进行固液分离，处理过的上清液由出水管排走，沉淀下来的污泥可自动返回第二反应室。这样，废水就完成了在IC 反应器内处理的全过程。综上所述可以看出，IC 反应器实际上是由两个上下重叠的UASB 反应器串联组成的。由下面第一个UASB 反应器产生的沼气作为提升的内动力，使升流管与回流管的混合液产生密度差，实现下部混合液的内循环，使废水获得强化预处理。上面的第二个UASB 反应器对废水继续进行后处理（或称精处理），使出水达到预期的处理要求。
IC 反应器的运行特性
J.H.F.Pereboom 和T.L.F.M .Vereijken 详细进行了IC 反应器与UASB 反应器生产性装置各项运行参数的测定和比较，如表17-1 所示。下面从几方面进行分析。
ＩＣ反应器的处理效能
前已述及，与UASB 反应器相比，在获得相同处理效率的条件下，IC 反应器具有更高的进水容积负荷率和污泥负荷率，IC 反应器的平均升流速度可达处理同类废水UASB 反应器的20 倍左右。在处理低浓度废水时，HRT 可缩短至 2.0 ～2.5h，使反应器的容积更加小型化。由表17-1 可知，在处理同类废水时，IC 反应器的高度为UASB 反应器的3 ～4 倍，进水容积负荷率为UASB 反应器的4 倍左右，污泥负
荷率为UASB 反应器的 3 ～9 倍。由此可见，IC 反应器是一种非常高效能的厌氧反应器。
污泥性质
１. 颗粒污泥的物理性质由表17-1 可知，IC 反应器颗粒的平均直径在0.66 ～0.87mm，略大于UASB 反应器颗粒的平均直径0.51 ～0.83mm；IC 反应器最大颗粒直径为 3.14 ～3.57mm，UASB 反应器颗粒的最大直径 3.38 ～3.43mm；IC 反应器颗粒密度为 1.041 ～ 1.057g/cm3，与UASB 反应器颗粒的密度 1.039 ～1.065g/cm3较为接近。但是IC 反应器颗粒相对剪切强度比UASB 颗粒的强度差，如以UASB 颗粒的相对强度为100% ，则IC 颗粒为32% ～53% ，这是由于IC 反应器的污泥负荷率大大高于UASB 反应器的污泥负荷率之故。IC 颗粒污泥的灰分占0.13 ～0.15，低于UASB 颗粒污泥的灰分
0.2 ～0.26，这说明IC颗粒污泥中有机成分含量更高，污泥的活性更高。
２. 颗粒大小的分布Pareboom 和Vereijken 比较了IC 反应器与UASB 反应器污泥样品颗粒大小尺寸的分布，见图17-2。图17-2（a）和（b）分别给出了UASB 和IC 反应器处理啤酒废水和土豆加工废水的颗粒大小分布情况。比较的结果表明，IC 反应器颗粒尺寸较粗和分布较宽，这是由于IC 反应器升流速度较大，使细小颗粒更易于被冲刷从而反应器内小颗粒比例减小，而留在反应器内的颗粒获得更充分的营养，在长期滞留情况下颗粒长得更大，因此IC 反应器内颗粒大小的分布范围比UASB 反应器更宽，且IC 反应器的平均粒径Da和Sauter平均直径D32均大于UASB 反应器。
３. 颗粒沉降速度UASB 和IC 反应器内颗粒的沉降速度一般都高于液体升流速度。IC 颗粒（粒径<0.5mm）的沉降速度仅略高于液体的升流速度（2.6mm /s）。在IC 反应器的第二反应室，由于气体负荷率较低，创造了一个较为平稳的沉淀条件，有利于细小颗粒的滞留。
４. 污泥的活性IC 反应器污泥的活性远高于UASB 反应器的污泥活性。这是由于IC 反应器的污泥颗粒完全趋于流化状态，传质的限制因素小，UASB 反应器污泥床局部地方的污泥浓度很高，甚至存在死区，传质受到一定限制。因此，IC 反应器的平均污泥去除负荷率远高于UASB 反应器的污泥去除负荷率（见表17-1）。
沿反应器不同高度污泥浓度的变化
Pereboom 和Vereijken 分别测定了处理啤酒废水和土豆废水的IC 反应器不同高度处污泥浓度及颗粒大小分布变化的情况。得出了不同高度的颗粒尺寸的分布图（见图17-3），并画出了颗粒尺寸大小、生物量浓度和灰分沿IC 反应器高度的变化图，见图17-4。由图17-3 和图17-4 可知，IC 反应器的第一段污泥床混合良好，污泥床以上和出水中固体的灰分大大高于污泥床。由此可得出结论，IC 反应器具有很高的紊流和上升流速，有助于无机物的有效去除。
ＩＣ反应器的启动及颗粒污泥的培养
由于目前已经建了许多生产性UASB 装置，所以可采用UASB 反应器的颗粒污泥作为IC 反应器启动时的接种污泥。当采用UASB 反应器的颗粒污泥作为IC 反应器的种泥时，UASB 反应器颗粒污泥演变为IC 反应器的颗粒污泥，一般要经过一至两个月才能完成启动过程。Peredoom 和Vereijken 将代码为IND 的处理造纸废水UASB 反应器的颗粒接种到代码为ICP 的处理啤酒废水的IC 反应器中，并测定了不同运行期IC 反应器污泥颗粒的分布，测定的结果见图17-5。由图17-5 可知，IC 反应器用UASB 反应器颗粒污泥接种后，由于IC 反应器的剪切力较大，接种的大颗粒被剪切成小颗粒，所以小颗粒数量增加，反应器生物量并没有随时间减少，在第 2 周进行泥样分析，开始显示出颗粒大小分布较宽的IC 颗粒分布特征。由于IC 反应器的污泥负荷率和容积负荷率高，污泥的生长速率很快，颗粒的培养在接种后2个月即可完成。如果没有颗粒污泥接种而采用絮体污泥接种，则启动初期只能采用低负荷运行，待自行培养出颗粒污泥后，再逐步提高负荷，这样启动时间会大大延长。目前荷兰PaquesBV 公司的IC 反应器均采用UASB 反应器的颗粒污泥接种。作者认为，如果采用处理相同废水的IC 反应器污泥接种则更为理想，可缩短启动时间。
IC反应器流体循环流量的计算
IC 反应器流体是沼气、悬浮固体和水液体三种流体的混合物，悬浮固体和水溶液组成的混合液的提升和循环的能量是以沼气升流为动力的，流态十分复杂，目前尚未见到有关IC 反应器流体循环水力计算的试验
报道。目前计算IC 反应器的循环流量是依据空气提升器原理，借用对空气提升器计算升流管液体升流速度的计算公式，进行一定修正后得到IC 反应器升流管的液体升流速度的计算公式。IC 反应器的工作原理与空气提升液体循环反应器（Chisti等，1988）十分相似，沼气提升混合液体内循环的原理可简化为如图17-6 所示。这与空气提升反应器的液体循环情况基本相似。沼气提升内循环回路的能量平衡可用下式表达：
沼气气泡绝热膨胀产生的能量= 循环系统的能量消耗
上式便是沼气提升IC 反应器在简化条件下升流管内混合液液体表面升流速度的一般表达式。必须指出：上式不能直接用于IC 反应器的水力计算，应结合IC 反应器的实际情况（如图17-1）对上式进行修正。修正后的表面液体流速uLr表达式为：（公式在下面）
由上式的结果也可以看出，液体回流循环的驱动力是升流管和回流管内持气率差（εr-εd）引起的。由于升流管内沼气容纳量多使混合液密度小，回流管内沼气容纳量少而混合液的密度大，二者产生一个密度差，使流体产生了内循环。采用式（17-14），读者就可以进行IC 反应器内循环量的初步计算。
ＩＣ反应器的技术优点
从以上的论述可以知道，IC 反应器具有很多优点。
（1）具有很高的容积负荷率由于IC 反应器存在着内循环，第一反应室有很高的升流速度，传质效果很好，污泥活性很高，因而其有机容积负荷率比普通UASB 反应器高许多，一般高出 3 倍以上。处理高浓度有
机废水，如土豆加工废水，当COD 为10000 ～15000mg/L 时，进水容积负荷率可达30 ～40kgCOD /（m3·d）。处理低浓度有机废水，如啤酒废水，当COD 为2000 ～3000mg/L时，进水容积负荷率可达20 ～50kgCOD /（m3·d），HRT 仅2 ～3h，COD 去除率可达80%左右。
（2）节省基建投资和占地面积由于IC 反应器的容积负荷率大大高于UASB 反应器，IC 反应器的有效体积仅为UASB 反应器的1/4 ～1/3，所以可显著降低反应器的基建投资。由于IC 反应器不仅体积小，而且有很大的高径比，所以占地面积特别省，非常适用于占地面积紧张的厂矿企业。小型的IC 反应器可以工厂预制，大型的可在现场制作，施工工期短，安装简便，且IC 反应器的土方量很小，可节省施工费用。
（3）靠沼气提升实现内循环的，不必外加动力厌氧流化床和膨胀颗粒污泥床的流化是通过出水回流由泵加压实现强制循环的，因此必须消耗一部分动力。而IC 反应器是以自身产生的沼气通过绝热膨胀做功为动力实现混合液的内循环的，不必另设泵进行强制内循环，从而可节省能耗。
（4）抗冲击负荷能力强由于IC 反应器实现了内循环，处理低浓度水（如啤酒废水）时，循环流量可达进水流量的 2 ～3 倍；处理高浓度水（如土豆加工废水）时，循环流量可达进水流量的10 ～20 倍。因为循环流量与进水在第一反应室充分混合，使原废水中的有害物质得到充分稀释，降低了有害程度，并可防止局部酸化发生，从而提高了反应器的耐冲击负荷的能力。
（5）具有缓冲pH 能力内循环流量相当于第一级厌氧的出水回流量，可利用COD 转化的碱度，对pH 起缓冲作用，使反应器内的pH 保持稳定。处理缺乏碱度的废水时，可减少进水的投碱量。
（6）出水的稳定性好IC 反应器的第一、二反应室，相当于上下两个UASB 反应器，它们串联运行，第一反应室有很高的有机容积负荷率，相当于起“粗”处理作用，第二反应室则具有较低的有机容积负荷率，相当于起“精”处理作用。整个IC 反应器实际上是两级厌氧处理。一般情况下，两级厌氧处理比单级厌氧处理的稳定性好，出水也较稳定。
ＩＣ反应器的国内外应用情况
根据荷兰Paques环境技术公司提供的资料，1989 年在荷兰的Den Bdsch 建造了第一座IC 反应器，其容积达970m3，处理啤酒废水，进水容积负荷率达20.4kgCOD /（m3·d），反应器高22m。现已建成若干座处理啤酒废水的IC 反应器，并也建成了若干座处理土豆废水的IC 反应器。其中在荷兰的W ezep，建成了 2 座容积为100m3和130m3的IC 反应器，进水容积负荷率达到了36.5kgCOD /（m3· d）。1996 年沈阳华润雪花啤酒有限公司从Paques公司引进我国第一套IC 反应器用于处理啤酒废水，反应器高16m，有效容积70m3，并已成功投产，日处理啤酒废水400m3，进水COD 容积负荷率高达25 ～30kgCOD /（m3·d），COD 去除率稳定在80% 。目前，我国的上海和无锡等城市的一些啤酒厂也建成了IC 反应器。清华大学也在北京建成了处理淀粉废水的IC 反应器。综上所述，由于IC 反应器的高效能和大的高径比，可大大节省占地面积和投资。它特别适用于土地面积不足的工矿企业采用，由此可预见，IC 反应器有着很大的推广应用价值和潜力。
IC反应器
一、UASB（日处理525吨渗滤液） 1.取值参数 进水量Q=525m3/d=22m3/h 进水COD值S0=12.75g/L 去除率为65% 采用的容积负荷F=6kgCOD/m3·d Y=0.08Gvss/gCOD K d=0.03g/g·d μm=0.35g/g·d(30-35℃) Ks=360mg/L =0.35m3/kgCOD 甲烷产量CH 4 甲烷气密度0.6346kg/m3 甲烷气体含量65% 甲烷含能量50.1KJ/g 反应器容积有效系数E=90% 2．计算过程及校核 /F=525×12.75×0.65/6=725.16m3 反应器的有效液体容积Vn=Q·S 反应器的总液体容积V =Vn/E=669.375/0.9=805.7m3 L 上升流速v取1.0～1.5m/h,取v=1.5m/h 采用两组厌氧UASB反应器，厌氧循环泵，Q=45m3/h，H=16m，N=5.5KW，四台，两用两备。 /v=(45×2+11)/1.5=69.36m2则单个池体直径D=9.4m 单个反应器面积A=Q 总 校核，当一台循环泵开起时v=Q1/A=(45+11)/69.36=0.8m/h，不启动循环泵时v=Q/A=11/69.36=0.16m/h。 考虑到污泥对配水管的堵塞和保证污泥的悬浮，单个池体一台循环泵长期运行，另一台泵间断脉冲启动。 反应器的液体部分高度H L= V L/A=725.16/69.36/2=5.23m,取5.5m 取反应器气体收集高度2m 集气罩上的复盖水深取0.5m，超高取0.5m 则反应器总高度H= H L+2+0.5+0.5=8.5m
反应器的尺寸为Φ9.4×8.5m，有效水深为8.0米，共2个。 3.加热系统，控制渗滤液水温保持在30℃左右。冬季每天加热所需热值为525×103× 4.2×103J×20×1.2= 5.3×108J。（按照每吨水最高提高20摄氏度，热效率83％），经锅炉数据表查询选择额定蒸发量1t/h，蒸汽温度184摄氏度，小时消耗柴油量67kg的燃油燃气锅炉。锅炉自重1.74吨，尺寸为1,850W×1,510L ×2,880H（单元由设备厂家整体提供安装）。 每天去除的COD总量为525×12750×70％×10－3＝4685.63kg/d 沼气产率 0.35m3/kgCOD 每天产生的沼气量 V＝ 4685.63×0.35 ＝1640 m3/d 沼气水封罐V＝141 m3直径6m，高5m 一座钢制防腐 沼气储罐V＝352 m3直径8m，高7m 一座钢制防腐 二、 UASB三相分离器计算书 1.取值参数 进水量Q=525m3/d=22m3/h 进水COD值S0=12.75g/L 共两组UASB反应器，单组处理水量Q=11m3/h 单个反应器三相分离器计算如下： 三相分离器集气罩斜面坡度为60度 池内布置4个集气罩，构成4个分离单元，沼气管流速5.0m/s。 下三角集气罩回流缝的总面积S1=2.66×2+3.91×2=13.14m2 回流缝中混合液上升流速v1=Q/S1=11/13.14=0.84m/h 上三角集气罩回流缝的总面积S2=（6.22×2+9.10×2）×0.325×2=19.92m2
UASB厌氧反应器操作说明书 一 UASB厌氧反应器的原理： 在UASB厌氧反应器内，厌氧细菌对有机物进行三个步骤的降解：（1）水解、酸化阶段；（2）产氢产乙酸阶段；（3）产甲烷阶段，使污染物质得到去除，并产生沼气和厌氧污泥。 通过UASB内部的三相分离器的作用，实现水、污泥、沼气的分离，污泥回流至UASB底部，沼气经收集后进行沼气利用系统，清水至后续处理。 UASB厌氧反应器的操作说明 1开车： 认真执行交接班制度，提前5分钟上岗，了解上一班的情况（如UASB进水水温、水量、COD、PH值、NH3-N、SO42-，以及UASB出水水温、COD、PH 值、VFA等，并要上厌氧反应器巡视出水有无异常现象）掌握本班的生产要求，做好班前检查工作，熟悉厌氧塔进水泵的运行情况。 在预处理中废水达到工艺控制参数后，既可开启厌氧泵往UASB进水。 2操作过程： 1）在预处理的废水满足厌氧处理所需的进水条件后，启动厌氧泵向UASB反应器进水。启动厌氧泵之前检查需检查泵是否正常，开启泵后，检查流量计显示，判断废水是否正常输出。调节泵的出口阀门，将各厌氧反应器的流量调节到规定范围；起用泵前一定要详细检查该泵的运转纪录，确认该泵无异常后方可启用。2）密切注意厌氧反应器上部出水情况，要注意跑泥现象，防止出水带泥过多，一般小于20%，定期清理溢流堰口的堵塞物，但需注意防止跌落溺水。 3）密切关注厌氧反应器出水的COD、PH值、VFA、温度等指标，防止反应器
工艺指标变化过大； 4）经常巡视厌氧反应器顶部水面的情况，防止大量气体溢出； 5）经常观察水封中的水位，将水封水位控制在一定高度； 6）根据需要，每班进行取样送检，并根据化验结果判断厌氧反应器的运行状况。3停止： 1）当预处理没有足够的废水或预处理水质达不到工艺控制控制要求时，反应器停止进水，待预处理正常后，再恢复进水；但在停水时要密切注意反应器内的温度变化，如温度下降多（超过5℃），再次进水时就先需将反应器的温度升至原正常运行时的温度，防止因温度变化的原因使反应器运行出现问题； 2）当反应器出水带泥过多（SV≥20%要密切关注）或出水水质变差时，减少反应器的进水量或改为间歇进水，防止反应器的深度恶化； 3）当UASB出水VFA大于8或UASB的COD去除率小于50%，适当减少反应器的进水量或改为间歇进水，甚至停止进水，防止反应器的深度恶化。 4、设备使用和维修说明： 1）定期对UASB反应器的拦杆、平台、水封、机泵等设备进行清洗、油漆等保养；清理时要注意正在运转的设备内部不能清理； 2）经常对UASB出水堰进行清理，防止水堰的堵塞；对于清理溢流堰口的时，应在溢流堰口上铺上木板、搭上平台，防止溺水； 1）厌氧进水泵在运行时，需经常检查，并注意水泵的压力变化，以及出口流量变化，防止泵烧坏或泵空转等现象出现； 2）经常检查流量计计数的变化，防止进水量的波动；
UASB厌氧处理技术调试经验总结在废水的厌氧生物处理过程中，废水中的有机物经大量微生物的共同作用，被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨。在此过程中，不同的微生物的代谢过程相互影响、制约，形成复杂的生态系统，此生态系统在UASB反应系统中直观表现为颗粒污泥。 有机物在废水中以悬浮物或胶体的形式存在，它们的厌氧降解过程可分为四个阶段。 （1）水解阶段，微生物利用酶将大分子切割成小分子； （2）发酵（或酸化）阶段，小分子有机物被发酵菌利用，在细胞内转化为简单的化合物，这一阶段的主要产物有挥发酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨和硫化氢等； （3）产乙酸阶段，此阶段中上一阶段的产物被进一步转化为乙酸等物质； （4）产甲烷阶段，在此阶段乙酸、氢气、碳酸等被转化为甲烷、二氧化碳。上述四个阶段的进行，大分子有机物被转化为无机物，水质变好，同时微生物得到了生长。 1、UASB升流式厌氧污泥床反应器 升流式厌氧污泥床反应器即UASB其基本特征是在反应器的上部设置气、固、液三相分离器，下部为污泥悬浮层区和污泥床区。污水从底部流入，向上升流至顶部流出，混合液在沉淀区进行固液分离，污泥可自行回流到污泥床区，使污泥床区保持很高的污泥浓度。从构造和功能上划分，UASB反应器主要由进水配水系统、反应区（污泥床区和污泥悬浮层区）、沉淀区、三相分离器、集气排气系统、排泥系统及出水系统和浮渣清除系统组成。其工作的基本原理为：在厌氧状态下，微生物分解有机物产生的沼气在上升过程中产生强烈的搅动，有利于颗粒污泥的形成和维持。废水均匀地进入反应器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床，在与污泥颗粒的接触过程中发生厌氧反应，经过反应的混合液上升流动进入三相分离器。沼气泡和附着沼气泡的污泥
第二章啤酒废水处理构筑物设计与计算 第一节格栅的设计计算 一、设计说明 格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道的进口处，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护作用，另外可减轻后续构筑物的处理负荷。 二、设计参数 取中格栅；栅条间隙d=10mm； = 栅前水深 h=；格栅前渠道超高 h 2 过栅流速v=s； 安装倾角α=45°；设计流量Q=5000m3/d=s 三、设计计算 （一）栅条间隙数(n) =×√(sin45)÷÷÷ = 取n=21条 式中： Q ------------- 设计流量，m3/s α------------- 格栅倾角，取450
b ------------- 栅条间隙，取 h ------------- 栅前水深，取 v ------------- 过栅流速，取s ； （二）栅槽总宽度(B) 设计采用宽10 mm 长50 mm ，迎水面为圆形的矩形栅条,即s= B=S ×(n-1)+b ×n =×(21-1)+×21 = m 式中： S -------------- 格条宽度，取 n -------------- 格栅间隙数， b -------------- 栅条间隙，取 （三）进水渠道渐宽部分长度(l 1) 设进水渠道内流速为s,则进水渠道宽B 1=, 渐宽部分展开角1 取为20° 则 l 1= 1 1 2B B tg = =
l进水渠道间宽部位的长度，m L2----------格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度，m B -------------- 栅槽总宽度，m B 1 -------------- 进水渠道宽度，m 1 -------------- 进水渠展开角，度 （四）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（l 2 ） l 2= l 1 /2=2 = （五）过栅水头损失（h 1 ） 取k=3,β=(栅条断面为半圆形的矩形)，v=s h o =β×（S÷b）4/3×V^2÷2÷g×sinα =×÷ 4/3×^2÷2÷×sin45 = m h 1=k×h =3× = m
UASB反应器的原理 升流式厌氧污泥床(UASB)反应器是由Lettinga在七十年代开发的。图2是UASB反应器及其设备的示意图。废水被尽可能均匀的引入到UASB反应器的底部，污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，反应产生的沼气引起了内部的循环。附着和没有附着在污泥上的沼气向反应器顶部上升，碰击到三相分离器气体发射板，引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。一些污泥颗粒会经过分离器缝隙进入沉淀区。UASB反应器包括以下几个部分：进水和配水系统、反应器的池体和三相分离器(图2)。如果考虑整个厌氧系统还应该包括沼气收集和利用系统。在UASB反应器中最重要的设备是三相分离器，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。 2、反应器的池体几何形状 第一个生产性的UASB反应器(200m3)和在圣保罗CETESB处理生活污水的中试厂(1 20m3)具有特殊的形状，即上部的(沉淀池的)截面积大于下部反应区的截面积(图3a)。较大表面积的沉淀器的水力负荷较低，有利于保持反应器内的污泥，对于低浓度污水尤为重要。但是对于高浓度污水，有机负荷比水力负荷更重要，因此沉淀池截面没有必要设计为较大的表面积(图3b)。但是实际上不论是在建的或已投入运转的大部分生产规模的UASB反应器，在反应器的反应和沉淀部分是等面积的(图3c所示)。建筑直壁的反应器比斜壁的具有较大(或较小) 沉淀池的反应器在结构上更加有利。因此，以下仅讨论直壁的UASB反应器。 从反应器的形状有矩形和圆形这两种反应器，已大量应用于实际中。圆形反应器具有结构较稳定的优点，同时对于圆形反应器在同样的面积下，其周长比正方形的少12%。所
UASB反应器设计参考对于中等浓度和高浓度的有机废水，一般情况下， 有机容积负荷率是限制因素，反应器的容积与废水量、废水浓度和允许的有机物容积负荷去除率有关。设计容积负荷为=15kgCOD/( d),COD 去除率为93％，则UASB反应器有效容为： 式中—设计流量，； —容积负荷，kg/( )； —进水COD浓度，mg/L； —出水COD浓度，mg/L； —容积负荷，kg/( )。 则= 2、UASB反应器的形状和尺寸 据资料，经济的反应器高度一般为4—6m之间，并且在大多数情况下这也是系统优化的运行范围。升流式厌氧污泥床的池形有矩形、方形和圆形。圆形反应器具有结构较稳定的特点，但是建造圆形反应器的三相分离器要比矩形和方形反应器复杂得多，因此本设计选用矩形池。从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在2：1左右较为合适。 设计反应器的有效高度为h=6m，则横截面积S= ㎡ 设池长L约为池宽B的两倍，则可取池长L=25m，宽B=13m。 一般应用时反应器装夜量为70％—90％，本工程设计反应器总高度H=7.5m，其中超高0.5m 。 反应器的总容积V=BLH=25×13×(7.5-0.5)=2275 ，有效容积为1930.4 ，则体积有效系数为84.85％，符合有机负荷要求。 3、水力停留时间（HRT）和水力负荷率（） 对于颗粒污泥，水力负荷=0.1—0.9 ，符合要求 3.6.2.2 进水分配系统的设计 1、布水点设置 进水方式的选择应根据进水浓度及进水流量而定，通常采用的是连续均匀进水方式。布水点的数量可选择一管一点或一管多点的布水方式，布水点数量与处理废水的流量、进水浓度、容积负荷等因素有关。 Lettinga等推荐的UASB反应器进料喷嘴数设置标准见表4.7 由于所取容积负荷为15kgCOD/( d),因此每个点的布水负荷面积大于2 。本次设计池中共设置84个布水点，则每点负荷面积为： ㎡ 表4.7 UASB反应器进料喷嘴数设置标准 污泥性质进水容积负荷/[kgCOD/(m3?d)] 每个进水点负荷面积/m2 密实的絮体污泥度>40kgTSS/m3 <1 1～2 >2 0.5～1
UASB工艺设计计算 一、UASB反应器设计说明 (一)工艺简介： UA SB 是升流式厌氧污泥床反应器的简称, 是由荷兰W agen ingen 农业大学教授L et t inga 等人于1972～ 1978 年间开发研制的一项厌氧生物处理计术, 国内对UA SB 反应器的研究是从 20 世纪 80 年代开始的. 由于UA SB 反应器具有工艺结构紧凑,处理能力大, 无机械搅拌装置, 处理效果好及投资省等特点,UA SB 反应器是目前研究最多, 应用日趋广泛的新型污水厌氧处理工艺[ 1 ] 1.UA SB 反应器基本构造如图1 2.UA SB 的工作原理： 如图 1 所示, 废水由反应器的底部进入后, 由于废水以一定的流速自下而上流动以及厌氧过程产生的大量沼气的搅拌作用, 废水与污泥充分混合, 有机质被吸附分解, 所产沼气经由反应器上部三相分离器的集气室排出, 含有悬浮污泥的废水进入三相分离器的沉降区, 由于沼气已从废水中分离, 沉降区不再受沼气搅拌作用的影响. 废水在平稳上升过程中,其中沉淀性能良好的污泥经沉降面返回反应器主体部分, 从而保证了反应器内高的污泥浓度. 含有少量较轻污泥的废水从反应器上方排出. UA SB 反应器中可以形成沉淀性能非常好的颗粒污泥, 能够允许较大的上流速度和很高的容积负荷. UA SB 反应器运行的 3 个重要的前提是: ①
反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥; ②出产气和进水的均匀分布所形成良好的自然搅拌作用; ③设计合理的三相分离器, 能使沉淀性能良好的污泥保留在反应器内 (二)设计作用 UASB，即上流式厌氧污泥床，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器。它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。 (三)设计参数 选用设计资料参数如下： ①参数选取： a)容积负荷（Nv）为：6kgCOD/(m3·d) b)污泥产率为：0.1kgMLSS/kgCOD c)产气率为：0.5m3/kgCOD ②设计水量： Q=1500m3/d=62.5m3/h=0.0174m3/s。 (四)设计计算 1.反应器容积计算： UASB有效容积为V 有效= () V N S Q e S - ? 式中：V 有效 ————反应器有效容积，m3；
浅谈UASB反应器 【摘要】论述了UASB反应器的基本原理；论述了三相分离器的构成，形式；论述了颗粒污泥的组成，功能；论述了影响UASB反应器的各种因素；论述了UASB反应器目前的研究现状；论述了UASB反应器的应用实例； 【关键词】 UASB 颗粒污泥三相分离器 UASB（Up Flow Anaerobic Sludge Blanket）反应器是有荷兰Wageningen农业大学的Lettinga等人于1973-1977年间研制成功的。UASB工艺用于废水处理时，能利用生物凝聚、结块机能，形成具有良好性能的颗粒污泥，大大提高了污泥浓度，使反应器的负荷和效率有了大幅度提高。UASB反应器的突出优点为COD负荷可达20Kg/(m*d),水力停留时间低于4h，占地面积小，能产生沼气副产品，污泥沉降性能好，稳定且过剩量少，COD去除率均为90%以上，因而该反应器在世界上得到了比较广泛的应用。【1】 UASB反应器的构成 UASB反应器的主体部分主要分为两个区域，即反应区和三相分离区。其中反应区为UASB的工作主体。在反应区的底部存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。【2】 附属设备 1、剩余沼气燃烧器 一般不允许将剩余沼气向空气中排放，以防污染大气。在确有剩余沼气无法利用时，可安装余气燃烧器将其烧掉。燃烧器应装在安全地区，并应在其前安装阀门和阻火器。剩余气体燃烧器，是—种安全装置，要能自动点火和自动灭火。剩余气体燃烧器和消化池盖、或贮气柜之间的距离，一般至少需要15m，并应设置在容易监视的开阔地。 2、保温加热设备 厌氧消化像其他生物处理工艺一样受温度影响很大，厌氧工艺受温度影响更加显著。中温厌氧消化的最优温度范围从30～35℃，可以计算在20℃和10℃的消化速率大约分别是30℃下最大值的35%和12%。所以，加温和保温的重要性是不言而喻的。如果工厂或附近有可利用的废热或者需要从出水中间收效量，则安装热交换器是必要的。
UASB反应器设计说明 1）设计作用 UASB反应器是进行废水处理的主要构筑物之一，对高浓度的废水进行厌氧发酵，去除大部分的有机污染物。 （2）设计参数 选用设计资料参数如下： ①参数选取： 容积负荷（Nv）为：6kgCOD/(m3·d) ； 污泥产率为：0.1kgMLSS/kgCOD； 产气率为：0.5m3/kgCOD。 ②设计水质： UASB反应器进出水水质指标如表3-4： 表2-1UASB反应器进出水水质指标 水质指标进水水质(mg/l) 去除率（%）出水水质(mg/l) COD 2572 85 385.8 BOD 1109 85 166.35 SS 150 60 60 ③设计水量： Q = 1200m3/d = 50m3/h = 0.0139m3/s （3）工作原理 UASB，即上流式厌氧污泥床反应器，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑、效率高的厌氧反应器，由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。 它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题[7]。 （4）设计计算 ①反应器容积计算： UASB有效容积为：
U A S B反应器的原理升流式厌氧污泥床(UASB)反应器是由Lettinga在七十年代开发的。图2是UASB反应器及其设备的示意图。废水被尽可能均匀的引入到UASB反应器的底部，污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，反应产生的沼气引起了内部的循环。附着和没有附着在污泥上的沼气向反应器顶部上升，碰击到三相分离器气体发射板，引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。一些污泥颗粒会经过分离器缝隙进入沉淀区。UASB反应器包括以下几个部分：进水和配水系统、反应器的池体和三相分离器(图2)。如果考虑整个厌氧系统还应该包括沼气收集和利用系统。在UASB反应器中最重要的设备是三相分离器，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。 2、反应器的池体几何形状 第一个生产性的UASB反应器(200m3)和在圣保罗CETESB处理生活污水的中试厂(1 20m3)具有特殊的形状，即上部的(沉淀池的)截面积大于下部反应区的截面积(图3a)。较大表面积的沉淀器的水力负荷较低，有利于保持反应器内的污泥，对于低浓度污水尤为重要。但是对于高浓度污水，有机负荷比水力负荷更重要，因此沉淀池截面没有必要设计为较大的表面积(图3b)。但是实际上不论是在建的或已投入运转的大部分生产规模的UASB反应器，在反应器的反应和沉淀部分是等面积的(图3c所示)。建筑直壁的反应器比斜壁的具有较大(或较小)沉淀池的反应器在结构上更加有利。因此，以下仅讨论直壁的UASB反应器。 从反应器的形状有矩形和圆形这两种反应器，已大量应用于实际中。圆形反应器具有结构较稳定的优点，同时对于圆形反应器在同样的面积下，其周长比正方形的少12%。所
U A S B反应器的原理 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
UASB反应器的原理 升流式厌氧污泥床(UASB)反应器是由Lettinga在七十年代开发的。图2是UASB反应器及其设备的示意图。废水被尽可能均匀的引入到UASB反应器的底部，污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，反应产生的沼气引起了内部的循环。附着和没有附着在污泥上的沼气向反应器顶部上升，碰击到三相分离器气体发射板，引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。一些污泥颗粒会经过分离器缝隙进入沉淀区。UAS B反应器包括以下几个部分：进水和配水系统、反应器的池体和三相分离器(图2)。如果考虑整个厌氧系统还应该包括沼气收集和利用系统。在UASB反应器中最重要的设备是三相分离器，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。 2、反应器的池体几何形状 第一个生产性的UASB反应器(200m3)和在圣保罗CETESB处理生活污水的中试厂(120m3)具有特殊的形状，即上部的(沉淀池的)截面积大于下部反应区的截面积(图3a)。较大表面积的沉淀器的水力负荷较低，有利于保持反应器内的污泥，对于低浓度污水尤为重要。但是对于高浓度污水，有机负荷比水力负荷更重要，因此沉淀池截面没有必要设计为较大的表面积(图3b)。但是实际上不论是在建的或已投入运转的大部分生产规模的UASB反应器，在反应器的反应和沉淀部分是等面积的(图3c所示)。建筑直壁的反应器比斜壁的具有较大(或较小)
供应UASB厌氧反应器临沂圣鑫环保 一、工艺技术简介 采用厌氧法处理高浓度有机废水，其优越性逐步得到人们的承认和重视，近年来厌氧技术得到很快发展，UASB厌氧处理工艺设备中上向流厌氧污泥来以其构造简单、处理效率高、效果好、适用范围广、占地面积小、处理成本低、投资省而被大量采用。 二、工艺原理 UASB反应器的上部设置气、固、液三相分离器，下部为污泥悬浮层区和污泥床区，废水由反应器底部均匀泵入污泥床区，与厌氧污泥充分接触反应，有机物被厌氧微生物分解成沼气。液体、气体与固体形成混合液流上升至三相分离器，使三者很好地分离，使80﹪以上的有机物被转化为沼气，完成废水处理过程。其优势主要体现在颗粒污泥的形成使反应器内的污泥浓度大幅度提高，水力停留时间因此大大缩短，从而提高运行效率。 技术优点 (一)可处理高浓度废水，特别是对一些较难降解的大分子有机物有很好的去除效果，而好氧对此效果不明显； （二）不需要供氧，大大降低运行费用，能耗仅为好氧处理工艺的10-15%，且厌氧过程产生可再生能源——沼气； （三）污泥产生量比好氧过程少5～20倍，UASB内污泥浓度高，平均污泥浓度为20－40gVSS/1；不会产生污泥膨胀，剩余污泥量少，污泥易处理； （四）有机负荷率高，水力停留时间短，采用中温发酵时，容积负荷一般为 10-20kgCOD/m3.d左右；反应器容积和系统占地小，投资少。工程实践证明，当污水COD浓度大于4000mg/L时，厌氧处理就比好氧处理更加经济。 （五）无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题；
U A S B反应器的设计计算 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
第二章啤酒废水处理构筑物设计与计算 第一节格栅的设计计算 一、设计说明 格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道的进口处，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护作用，另外可减轻后续构筑物的处理负荷。 二、设计参数 取中格栅；栅条间隙d=10mm； = 栅前水深 h=；格栅前渠道超高 h 2 过栅流速v=s； 安装倾角α=45°；设计流量Q=5000m3/d=s 三、设计计算 （一）栅条间隙数(n) =×√(sin45)÷÷÷ = 取n=21条 式中： Q ------------- 设计流量，m3/s α------------- 格栅倾角，取450
b ------------- 栅条间隙，取 h ------------- 栅前水深，取 v ------------- 过栅流速，取s ； （二）栅槽总宽度(B) 设计采用宽10 mm 长50 mm ，迎水面为圆形的矩形栅条,即s= B=S ×(n-1)+b ×n =×(21-1)+×21 = m 式中： S -------------- 格条宽度，取 n -------------- 格栅间隙数， b -------------- 栅条间隙，取 （三）进水渠道渐宽部分长度(l 1) 设进水渠道内流速为s,则进水渠道宽B 1=, 渐宽部分展开角1 取为20° 则 l 1= 1 1 2B B tg = =
UASB 、EGSB 和IC 三种厌氧反应器比较 UASB 、EGSB 和IC 是在高负荷有机废水处理中最常见的三种厌氧反应器。 这三种反应器结构不同，处理能力各异，今天我们将这三种厌氧反应器进行详细比较，分别说一说他们的优缺点。 1. 厌氧生物处理的基本原理 厌氧生物处理，就是利用厌氧微生物的代谢特性,将废水中有机物进行还原,同时产生甲烷气体的一种经济而有效的处理技术。废水厌氧生物处理技术（厌氧消化），就是在在无分子氧条件下，通过厌氧微生物的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等。厌氧与好氧过程的根本区别，就是不以分子态氧作为受氢体，而以化合态的氧、碳、硫、氢等作为受氢体。 COD →微生物 CH 4+CO 2+H 2O+H 2S+NH 3+微生物 2. 厌氧处理技术发展历史 3. 三代厌氧反应器的演变
4. 三种厌氧反应器比较 (1) UASB反应器 UASB反应器是第二代厌氧反应器，它的优缺点如下： 优点： ?有机负荷居第二代反应器之首 ?污泥颗粒化使反应器对不利条件抵抗性增强 ?简化工艺，节约投资与运行费用 ?提高容积利用率，避免堵塞问题 缺点： ?内部泥水混合较差不利于微生物和有机物之间的传质 ?当液相和气相上升流速较高时会出现污泥流失，导致运行不稳定 ?水力负荷和反应器有机负荷无法进一步提高 (2) EGSB反应器 EGSB反应器相当于改进型UASB反应器，属于第三代厌氧反应器，它的优缺点如下：优点： ?提高反应器内的液体上升流速, ?颗粒污泥床层充分膨胀
?污水与微生物之间充分接触,加强传质效果 ?避免反应器内死角和短流的产生 ?占地面积较UASB小 缺点： ?反应器较高 ?采用外循环，动力消耗大 (3) IC反应器 IC反应器属于第三代厌氧反应器，它的内部结构相当于两个UASB叠加。 优点： ?内循环结构,利用沼气膨胀做功,无须外加能源,实现内循环污泥回流?实现了“高负荷与污泥流失相分离” ?引入分级处理,并赋予其新的功能 ?抗冲击负荷能力强 ?基建投资省，占地面积少，节能 缺点： ?进水需预处理 ?结构复杂,维护困难 ?出水需后处理
目录 UASB反应器1 一、UASB原理1 二、UASB反应器的构成2 1、三相分离器的原理3 2、进水和配水系统的要求3 三、UASB反应器的主要设备4 1、反应器的池体4 2、三相分离器的设计8 3、进水分配系统10 四、其他设计考虑14 1、配水管道设计14 2、出水系统的设计15 3、排泥系统的设计15 4、浮渣清除方法的考虑16 5、防腐措施16 五、附属设备17 1、剩余沼气燃烧器17 2、保温加热设备17 3、监控设备17 IC反应器18 一、IC反应器的原理18 二、IC反应器的设计20 1、COD容积负荷的确定20 2、三相分离器20 3、配水系统20 4、循环系统21 5、高径比的控制21 6、其他22
UASB反应器 一、UASB原理 UASB反应器废水被尽可能均匀的引入反应器的底部，污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和污泥颗粒接触的过程。在厌氧状态下产生的沼气（主要是甲烷和二氧化碳）引起了内部的循环，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颗粒上，附着和没有附着的气体向反应器顶部上升。上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒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三相分离器的集气室。置于极其使单元缝隙之下的挡板的作用为气体发射器和防止沼气气泡进入沉淀区，否则将引起沉淀区的絮动，会阻碍颗粒沉淀。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。 由于分离器的斜壁沉淀区的过流面积在接近水面时增加，因此上升流速在接近排放点降低。由于流速降低污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀。累积在三相分离器上的污泥絮体在一定程度上将超过其保持在斜壁上的摩擦力，其将滑回反应区，这部分污泥又将与进水有机物发生反应。
第二章 啤酒废水处理构筑物设计与计算 第一节 格栅的设计计算 一、设计说明 格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道的进口处，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护作用，另外可减轻后续构筑物的处理负荷。 二、设计参数 取中格栅；栅条间隙d=10mm ； 栅前水深 h=0.4m ；格栅前渠道超高 h 2=0.3m 过栅流速v=0.6m/s ； 安装倾角α=45°；设计流量Q=5000m 3/d=0.058m 3/s （一）栅条间隙数(n) n = =0.058×√(sin45)÷0.01÷0.4÷0.6 =20.32 取n=21条 式中： Q ------------- 设计流量，m 3/s α------------- 格栅倾角，取450
b ------------- 栅条间隙，取0.01m h ------------- 栅前水深，取0.4m v ------------- 过栅流速，取0.6m/s ； （二）栅槽总宽度(B) 设计采用宽10 mm 长50 mm ，迎水面为圆形的矩形栅条,即s=0.01m B=S ×(n-1)+b ×n =0.01×(21-1)+0.01×21 =0.41 m 式中： S -------------- 格条宽度，取0.01m n -------------- 格栅间隙数， b -------------- 栅条间隙，取0.01m （三）进水渠道渐宽部分长度(l 1) 设进水渠道内流速为0.5m/s,则进水渠道宽B 1=0.17m, 渐宽部分展开角1a 取为20° 则 l 1=1 1 2B B tg a -′ =(0.41-0.17)÷2÷tg20 =0.32 式中： l1-----------进水渠道间宽部位的长度，m L2----------格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度，m B -------------- 栅槽总宽度，m B 1 -------------- 进水渠道宽度，m 1a -------------- 进水渠展开角，度 （四）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（l 2） l 2= l 1/2=0.32/2 =0.16m （五）过栅水头损失（h 1）
厌氧UASB反应器原理设计总结 一、UASB原理 UASB反应器废水被尽可能均匀的引入反应器的底部，污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和污泥颗粒接触的过程。在厌氧状态下产生的沼气(主要是甲烷和二氧化碳)引起了内部的循环，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颗粒上，附着和没有附着的气体向反应器顶部上升。上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒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三相分离器的集气室。置于极其使单元缝隙之下的挡板的作用为气体发射器和防止沼气气泡进入沉淀区，否则将引起沉淀区的絮动，会阻碍颗粒沉淀。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。 由于分离器的斜壁沉淀区的过流面积在接近水面时增加，因此上升流速在接近排放点降低。由于流速降低污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀。累积在三相分离器上的污泥絮体在一定程度上将超过其保持在斜壁上的摩擦力，其将滑回反应区，这部分污泥又将与进水有机物发生反应。 二、UASB反应器的构成 UASB反应器包括以下几个部分：进水和配水系统、反应器的池体和三相分离器。 在UASB反应器中最重要的设备是三相分离器，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。为了在沉淀器中取得对上升流中污泥絮体/颗粒的满意的沉淀效果，三相分离器第一个主要的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，在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所造成的液体絮动。反应器的设计应该是只要污泥层没有膨胀到沉淀器，污泥颗粒或絮状污泥就能滑回到反应室(应该认识到有时污泥层膨胀到沉淀器中不是一件坏事。相反，存在于沉淀器内的膨胀的泥层将网捕分散的污泥颗粒/絮体，同时它还对可生物降解的溶解性COD起到一定的去除作用)。只一方面，存在一定可供污泥层膨胀的自由空间，以防止重的污泥在暂时性的有机或水力负荷冲击下流失是很重要的。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。UASB系统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、液、固三相得到分离。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UASB系统良好运行的根本点。 1、三相分离器的原理 在UASB反应器中的三相分离器(GLS)是UASB反应器最有特点和最重要的装置。它同时具有两个功能：①能收集从分离器下的反应室产生的沼气;②使得在分离器之上的悬浮物沉淀下来。对上述两种功能均要求三相分离器的设计避免沼气气泡上升到沉淀区，如其上升到表面将引起出水混浊.降低沉淀效率，并且损失了所产生的沼气。设计三相分离器的原则是：
UASB厌氧反应器的结构和原理 IC和UASB是厌氧反应器中最常见的两种结构形式。在之前的文章中，我们详细介绍了厌氧反应器-IC的结构，今天我们就来讲一讲UASB的结构和原理。 1. UASB厌氧反应器的原理 在UASB反应器中，废水被尽可能均匀的引入反应器的底部，污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和污泥颗粒接触的过程中。在厌氧状态下产生的沼气(主要是甲烷和二氧化碳)引起了内部的循环，这有利于颗粒污泥的形成和维持。 在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，向反应器顶部上升，上升到表面的污泥撞击三相分离器气体发射板的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，而气体则被收集到三相分离器的集气室。
在集气室单元缝隙之下设置挡板（气体反射器），其作用是为了防止沼气气泡进入沉淀区，否则将引起沉淀区的紊动，而阻碍颗粒沉淀。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。 由于三相分离器斜壁沉淀区的过流面积在接近水面时增加，因此上升流速在接近排放点降低。同时随着流速降低，污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀。累积在三相分离器上的污泥絮体在一定程度上将超过其保持在斜壁上的摩擦力，而滑回反应区，这部分污泥又将与进水有机物发生反应。 2. UASB反应器的构成 USAB反应器包括进水和配水系统、反应器的池体和三相分离器。如果考虑整个厌氧系统，还应该包括沼气收集和利用系统。但是由于沼气利用的途径和目标不确定，其利用系统也有很大的差别。 在USAB反应器中最重要的设备是三相分离器，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。为了在沉淀器中取得对上升流中污泥絮体颗粒的沉淀效果，三相分离器最主要的目的就是尽可能有效地分离从污泥床中产生的沼气。
UASB和IC反应器异同比较及应用 摘要：本文扼要介绍了UASB和IC反应器的概念和其工作原理及基本构造，并通过列举应用实例详细比较了两者的异同点，最后总结了UASB和IC工艺的特点及前景。 关键词：UASB；IC；比较；啤酒废水 Similarities and differences of USAB and IC Abstract: This article succinctly introduced UASB and IC’s concept and its principle of work and the fundamental construction, and through enumerated the application example to compare both similarities and differences spot in detail, finally summarized UASB and IC’s craft characteristic and the prospect. Key words: UASB; IC; compare; beer waste water 1.UASB和IC反应器工艺原理 1.1 UASB反应器 1.1.1 UASB简介 上流式厌氧污泥床反应器是一种处理污水的厌氧生物方法，又叫升流式厌氧污泥床，英文缩写UASB，由荷兰Lettinga教授于1977年发明。 污水自下而上通过UASB。反应器底部有一个高浓度、高活性的污泥床，污水中的大部分有机污染物在此间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。因水流和气泡的搅动，污泥床之上有一个污泥悬浮层。反应器上部有设有三相分离器，用以分离消化气、消化液和污泥颗粒。消化气自反应器顶部导出；污泥颗粒自动滑落沉降至反应器底部的污泥床；消化液从澄清区出水。 UASB 负荷能力很大，适用于高浓度有机废水的处理。运行良好的UASB有很高的有机污染物去除率，不需要搅拌，能适应较大幅度的负荷冲击、温度和pH变化。 1.1.2 UASB构造 UASB构造上的特点是集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑的厌氧反应器。反应器主要由进水配水系统，反应区，三相分离器，气室，处理水排除系统这几个部分组成。
污水处理设备篇：为您详细解析UASB反应器 环保人才网发布时间: 2016-4-14 21:42:16 文章来源:水博网 厌氧生物处理反应器是高浓度有机废水处理的有效工艺，升流式厌氧污泥床（UASB）是厌氧生物处理反应器一种，UASB(Up-flowAnaerobicSludgeBed，简称UASB）由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，其结构、运行操作维护管理相对简单，造价相对较低，技术成熟，受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢迎和应用。 厌氧生物处理法适用于高浓度有机废水，进水BOD最高浓度可达数万mg/L也可适用于低浓度有机废水，如城市污水等。对于一般有机废水，当水温在30℃时，容积负荷可达10-20kg(COD)/(m3.d)。目前已广泛用于高浓度有机废水（如工业废水、精细化工、农药、制药、焦化、啤酒、屠宰废水等）、城市污水的处理，COD去除率可达50-80%。 厌氧生物处理反应器主要有：厌氧接触法、厌氧滤池、上流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧流化床、颗粒污泥膨胀床（EGSB）等。UASB反应器是一种运用广泛、设计成熟、高效的厌氧处理装置，据统计，全球及我国在运行的各类厌氧反应器中，UASB厌氧反应器占60%。 升流式厌氧污泥床工艺近年来在国内外发展很快，该工艺既节约了能源，基至可回收能量，又解决了环境污染问题，取得了较好的经济效益和社会效益。具有广阔的应用前景。 上流式厌氧污泥床反应器（UASB反应器）是荷兰学者Lettinga等人在20世纪70年代初开发的。当时她们在研究上流式厌氧滤池处理土豆加工和甲醇废水时注意到大部分的净化作用和积累得大部分厌氧微生物均在滤池的下部，于是便在滤池底部设置了一个不装填料的空间来积累更多的厌氧微生物量，后来干脆取消了池内的全部填料，并在池顶设置了一个气、固、液三相分离器，一种结构简单、处理效能很高的新型厌氧反应器便诞生了。由于这种反应器结构简单、不用填料、没有悬浮物堵塞等问题，因此一出现便立即引起了广大废水处理工作者的极大兴趣，并被广泛应用于工业废水和生活污水的处理中。 UASB反应器在处理各种有机废水时，反应器内一般情况下均能形成厌氧颗粒污泥，而厌氧颗粒污泥不仅具有良好的沉降性能，而且具有较高的产甲烷活性。由于UASB反应器设置有三相分离器，使得反应器内污泥不易流失，所以反应器内能维持很高的污泥浓度，平均浓度可达80gSS/L左右。同时，反应器的SRT（污泥停留时间）很大，HRT（水力停留时间）很小，这使反应器有很高的容积负荷率和运行稳定性。 UASB结构 UASB反应器的构造主要由进水分配系统、反应区、三相分离器、出水系统、排泥系统组成。另外，根据不同废水水质，UASB反应器的构造有所不同，主要可分为敞开式和封闭式两种。