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关于UASB厌氧反应器的22个经典问答!

北极星水处理网  来源:环保工程师    2019/9/19 8:48:52  我要投稿  
所属频道: 水处理  关键词:UASB技术 三相分离器 UASB系统

北极星水处理网讯:1、什么类型的废水才适合用UASB技术?它对进水水质有哪些要求?或者说进水的水质对用该技术产生什么影响?

答:大家都不知道“什么类型的废水适合用UASB技术”,这样问就犯大错了!拿水来试,如果长期(6个月以上)稳定(正负5%)地保持BOD5去除率在90%左右,并且,器内污泥量增加,和有足够量的沼气产出。对这种水就能用UASB处理。少谈论,进实验室去!

2、三相分离器设计的主要核心是什么?它的角度如何根据水质及工艺参数来确定?如何防止出水带泥花何克服浮沫问题?

答:三相分离器的关键(核心),就是保证:产生的污泥量大于流失的污泥量,反应器中的污泥量是增加的。凡能达到此目的的,就是“好”三相分离器,别拘泥形式,别落入“前人”的桎梏。所以,我说多了会增加此方面的危险,不便多说。出水带泥不能防,不必防。浮沫不是问题,克服它干什么?

3、UASB的布水系统如何设计才能让处理效果比较好?如何设计能形成良好的自然搅拌作用?如何防止进水通过污泥床时形成沟流和死角?如今比较常见的在UASB池底布穿孔管,然后用泵将进水抽进,请问这样的布水方式对处理效果有何影响?

答:布水器和处理效率之间的关系不是十分明确。搅拌不是靠水力,而是靠“气”比水轻。产气良好的反应器可能无此问题。布水器对处理效率的影响,我没有定量的数据支持,不清楚,不敢讲,我想大家呢!谁有定量的数据支持的观点?你们研究研究。这类布水器用起来还可以。

4、颗粒污泥如何培养?据称国内的UASB绝大多数难以培养出处理效率比较高的颗粒污泥。

答:废水的类型、反应器结构一旦确定,颗粒污泥不是培养出来,是结果,是设计和操作的产物。

你的意思是国内UASB没有颗粒污泥吧?!我基本同意,但不是所有的国内所有UASB,都无颗粒污泥,我知道有些UASB,在很长时间内都有很好的颗粒污泥。颗粒污泥和处理效率的关系可能不是你理解的那样。厌氧污染物的去除效率和废水的类型、停留时间等关系更密切一些,和是否颗粒污泥关系不很紧密。所以,“处理效率比较高的颗粒污泥。”这里可能有二个目标,一是处理效率,二是颗粒污泥。

5、UASB系统的稳定运行是如何控制的?我觉得现在生化处理很多是靠个人的经验控制,缺乏成熟的方法,这是一项技术发展的障碍,如何整理出系统的控制方法是很有必要的。

答:这是厌氧问题的关键。有些“专家”在追求高负荷,能达多少多少千克(语不惊人死不休)!而工程上真正的主要目标是“稳定”。我同意现在主要是“靠个人的经验控制为主”的说法。但是,这就是方法的一种吧。所以,我看过前年的春节晚会后,就老讲:我们是污师(污水处理工程师),是“巫师”(靠个人的经验来办事)。不是“技术发展的障碍”,是技术发展的动力,是目标,是大家用武的舞台。

我在许多场合下讲自己的“梦想”(这里是第一次):“把一个反应器的水取出来,用某种仪器一分析,就知道三天之后会出事。”

最后一段,本人在此处“信口雌黄”原因,就是不愿不会编书,又没有想当教授、专家、名人的压力。或许,我们的讨论将来可能成为一本“著作”呢。由心而发的是“著”,东抄西拼是“编”。但有朋友讲:编书也是推动社会进步,贡献多多。现在老到“不太”走极端了,同意!所以,才有今天的讨论。是不是贡献不敢讲,但敢讲:“这是心里话”!应该贪心,它进步的最原始动力,如果索要公开的资料还不能算是贪心呢。认识到“何况知识和技术是要多年的积累的,宝贵的经验更是积累中的沉淀”。是很难得的,何况,厌氧又是“只能意会,不能言传”的巫术。无密可保,放开来问。如果上一下“苏州科技学院/科技处/科研机构”可能得到一些工程信息,注意是2001年前的内容,现在由于惯性力作用,又有几个新工程,以后整理出来供大家“扁”。

6、三相分离器关键是那里,如何设计,请给指点一下

答:这个问题的本身就是个关键,关键之处各人看法不一,这样才有了各式各样的“三相分离器”。我个人有几点体会,供大家分享:

(1)三相分离器的功能是什么呢?A:是保留足够多的、活性的污泥在UASB内部;B:对污泥进行筛选。设计时要牢牢抓住主要功能,兼顾辅助功能。

(2)设计UASB时就应该预先估计(设定)污泥的粒度、比重(将来的污泥是不是颗粒的),并估计污泥所产的气泡大小。

(3)弄清楚UASB污泥“流失”的原理。我认为:流失的原因是多种多样的,但正常运行时(不是酸败期、没有急性中毒、没有水力和负荷冲击、……),流失是缓慢的,灾难性的结果是长期问题的积累。污泥流失是污泥上所附的气泡所致,当污泥和气泡形成的“团”和水流同速运动时,就要流出去了。

(4) “理论计算”的重要性远低于工程经验和教训,而对教训的把握又靠“理论”,否则盲目的“改进”,事倍功半。

(5)除工艺问题外,还应抓住力学、材料、防腐、……等工程问题,往往小问题引发大问题,千里之堤毁于蚁穴。

(6)造价也是大问题,过去的价格不是很正常,现在应该从设计上提高和其他技术的竞争力。

7、布水系统如何设计才能布水均匀?还有是扩大单体的大小好,还是使用串并联比较好?

答:这方面更是“百花齐放”,我们自己也有三四种方法,在这个方面大家吃亏很多。还是从头分析,什么是均匀(指标是什么)?为什么要均匀?我个人认为:

(1)只能是相对均匀;

(2)过去也谈过,我们没有掌握布水均匀和效果的定量关系;

(3)堵塞是最大问题,而均匀性最多只能是第二。后面的“还有是扩大单体的大小好,还是使用串并联比较好?”内容不知所指,可进一步探讨。

8、污泥更新和颗粒污泥培养是如何进行的,请给以指点。

答:一般情况下,污泥不需要更新,也就是加一次就行了,最起码这是我们追求的工程目标。污泥填加也是一门技术,如果量小问题不大。在这一年内我们加了上万吨的污泥,量变引起质变,提醒你一下。颗粒污泥的培养注意几点:

(1)判断某种水能培养出颗粒污泥,我个人认为,可靠的办法:到实验室里做出来。可能没有捷径可走。如果你有更好的办法进行判断,万望请不吝赐教,如果我们“俱乐部”都不说真话,会很快消亡。

(2)在什么条件下能生成颗粒污泥。也要实验室的。注意:A、尽量模拟实际情况、条件。B、如果你让企业花很多的钱去满足你的条件,你就离失败很近了;如果你要求工人很勤快、很有能力,你离失败就不远了。C、所以,我过去发过“牢骚”:什么水都别用UASB,只有其他技术都不行了才用。

(3)如果小试成功了,还有从非颗粒到颗粒的问题,在工程实践中主要限制因素——时间,大家都是急性子(投资之后如此,在投资前性子都慢),环保局也不论青红皂白地要求“限期”。所以,一般设计和调试合在一起,也应该把二者一起考虑。

9、请教专家,您设计的UASB 上升流速一般控制在多少

答:我设计过几十套UASB系统,一般在几十厘米/小时到几米/小时,具体问题具体分析。

10、请问,国内的UASB设备达到设计负荷的比例是多少?我听说过国内的UASB形成真正的颗粒化污泥的设备比例不到50%,是这样吗?

答:在前天,一位清华的博士生和我的朋友聊起UASB现状,他说:没有好的!上月咱们“俱乐部”有人也指出这个问题。你就婉转了,问“达到设计负荷”情况?也就是设计者自己给自己打分。国内的全面情况,我们小单位不太了解。但是,确实看了不少,听了不少,大家都不乐观。我个人认为原因:

(1)大家对UASB期望值太高;

(2)对业主许诺太多,导致业主期望值过高;

(3)设计人员看书多,做实验少,实验时间不足够长,什么水都敢做;

(4)设计的负荷太高,没有考虑工业生产的波动、操作水平的低下、设备的粗糙、……等不利因素;

(5)某些环保设备厂在起哄,只考虑接工程,不考虑做好工程;

(6) UASB的稳定性本身就有问题,研究所里的同事讲:UASB就是减肥药,谁接都要瘦一圈。所以,我们现在采用MIC了。MIC比UASB稳定性好些。

(7) UASB一旦出问题,要花钱——重新投加菌种;要花时间——重新调试,所以,一出事,大家都在扯皮。正常运行的时间就不多了。

还有,大家对“厌氧行”都是瞎子摸象,记得前年,我国某著名厌氧专家在文章上讲(并由他的同事在一学术会上宣读):他们做的3万立方米深度厌氧反应器,占全国的96%。幸亏我在现场,我说:我这次的文章中(我也写了文章去凑热闹)就提到某厂UASB的体积就达2万多立方米!

由此可见,大家之间信息多么不灵通。这也是我参加这个“俱乐部”的原因。我不知道“比例”!

我们设计了15万立方米左右的深度厌氧反应器,达到设计目标的有60%~70%吧!主要原因:厂里没有那么多的水。所以,我们最近的合同都有:“……达到设计水量,或把厂方输送到污水处理厂的水处理完,即为完成合同,……”。正常使用率在80%左右吧,有个别的厂已停产。

产生颗粒污泥可能不是工程目标吧?当然大部分长期正常运行的、高效率的UASB都有颗粒污泥。我们一般也要求管理和操作人员,每周分析污泥的“品相”一次。

11、我做过的几个UASB设计负荷都在10公斤左右,和书上说的国外的30公斤相去甚远呀

答:你呀!你不是害我吗!我在前面说了那么多的话,貌似个专家。这样,不删了,给需要的人看看。

10公斤左右是很好的,你是专家。实际运行在多少公斤?能不能给大家举个实例,让大家分享?谢谢了!哪书上讲:国外30公斤?我的印象是:有高有低

12、高浓度有机制药废水中含高浓度硫酸根离子是否对UASB工艺有影响,多高的浓度有影响?

答:看到上面的问题,知道你是专家。我过去对我的学生说过:大家的问题是对于UASB知道太多。知道多了有害,正如你自己的判断,国内UASB做得不太好,你看他们的文章(东抄西抄,甚至胡编乱造,为了职称、学位,为了广告)有什么利呢?走自己的路,你设计的负荷在10公斤,如果能长期稳定地运行,你应该自己写书,请和大家分享,中国是个大市场,不要怕别人也会UASB。

制药废水你做过实验了吗?水质?小试结果怎样?硫酸根的浓度多少?估计你是问:硫酸根浓度多少时影响UASB吧?这个问题是个难题,我们在解,但还不敢说:“没有问题了”。我可以肯定地说:硫酸根的影响有时是很大的,大到导致厌氧UASB失败。

13、公司的处理设施即将运行,UASB池厌氧菌也准备购置和培养,请问培养这一段时间应该注意什么问题,污水浓度控制多少适宜?

答:哈工大的一位博士问过我这个问题,记的我当时的回答:像对待刚刚出生婴儿一样对待你的UASB,这是大家应该注意的。你是专家,UASB的文章你可能看过成百上千篇,细节尽知。如果硬逼我讲点什么,就抛砖引玉:你先做小试,从小试获得可能出现的问题,并进行解决之。如果在工业规模,时间又很紧的情况,压力就大了。

14、根据我们的经验,浓度控制是调试阶段的“表相”,不是内核。控制负荷在你污泥能承受的负荷之下。我用普通厌氧(严格上讲应该是水解)后面加好氧池处理印染废水。因为废水呈碱性,所以要用酸中和。但我用钛厂的废硫酸后,厌氧出现跑泥现象,而相同条件下用另外的酸却不跑泥(但不知另外的酸为什么厂的废酸,因为商业原因,原来的供酸者不提供)。经化验废硫酸中钛含量4.1g/l,铁含量1g/l。是不是钛对厌氧菌产生毒害作用?另外的一个问题,这种情况下用什么样的废酸能避免对厌氧的影响。”

答:不管怎样,这个问题我的看法如下:

1、 极可能是加废硫酸造成的跑泥,分析原因如下:

(1)在有硫酸根存在的情况下,由于硫酸根的化学活泼性比CHO中的C高,厌氧微生物首先选择硫酸根为电子的受体,硫酸根接受电子后生成硫化氢、硫氢酸根、硫离子,也可能生成少量的元素硫。而硫化氢、硫氢酸根是对厌氧微生物有毒的,杀死或抑制了厌氧微生物生长。使厌氧污泥(微生物)的物理性质发生变化,不再容易沉淀。

(2)也可能由于硫化氢、二氧化碳气体的存在,污泥上附着有极小的微气泡,使污泥漂浮。

(3)也可能是突然加入硫酸,微生物还没有驯化好,使其物理性质发生变化,而不易沉淀了。

2、 加硫酸的好处

便宜!可以在水解区去除更多的COD。

3、 加什么酸好

有机酸(如乙酸等)最好,次之盐酸!注意盐酸中的氯离子也是一种有毒(对厌氧微生物)物质,不能浓度太高。

4、 不加酸更好

分析一下,印染废水PH高的原因,采用生物调理的方法就更好。

15、UASB的运行后,系统能长达多长时间具有稳定的去除效果?污泥是不是长期具有高活性?

答:厌氧系统在需要较长时间才能达到设计的污染物去除率,这段时间,一般需要几个月,甚至更长。在达到设计的去除率的同时,还必须考虑厌氧微生物(厌氧污泥)是否增长?是否达到设计的总污泥量?厌氧污泥的“泥相”是否向好的发展?是不是稳定在一种泥相上,如颗粒污泥、絮状污泥等等。

如果一切都到达稳定的状态、原水的情况又没有变化、操作也没有变化,厌氧系统的去除污染物的效率一般可以在相对长的时间内稳定,这个时间可达几年,甚至“永远”。如果在调试期间,只是污染物的去除率达到了设计值,系统还没有稳定,污泥还没有达到设计的量(甚至还没有增加)。厌氧系统的去除率可能会突然下降,甚至丧失。当然,也有特殊情况,在正常运行期间,污泥越来越少,每过一段时间就补充一次污泥,或用不停地补充。这种情况较少,要具体情况具体分析了。

16、UASB的去除率大都在池的底部,在中上部的去除率不到30%,在工程上,你是否在这方面做过优化?

答:我们在工程中发现:在UASB第一个取样孔(离UASB底1米),往往COD去除率已是总去除率的90%以上了。这样,可能和你的说法有点区别,你的数据是看资料得到的?还是实测得到的?如果是工程实测值,可能是你的UASB底部污泥的性能还不算太好。我们早上在一分钟内能喝200毫升牛奶,但我一天不能喝288升牛奶。所以,我们不能简单地把“中上部”的空间看成“无用”空间。上次看到某网友讲:间歇曝气,在停止曝气时,污水和污泥不能混合了,在此时效果一定不好。我不以为然,也回了帖子。你的问题可能和这个问题一样?现在,我们的UASB离“出满力”还差得很远!很远!我们还不敢讲“优化”。我们认为:我们设计的UASB的问题不是“不优”,而是“不稳”。

17、请教一下你们设计的UASB运行后一般去除率能达到多少?在沼气的方面听说现在有能用来发电,你们有没有试用过,不知你们还有其它的高郊利用吗?

答:我们(EPAT)工程上做的水,都是易生物降解的水。所以,在达到正常运行后,一般都在90%左右。做样的方法:原水是全混样(因为所有的污染都进器内了),出水为清液样(因为,这样才准确一些)。

沼气发电我们看了一些,没有试过,原因:

1) 沼气量不大时,不值得;

2) 发电机投资大一些;

3) 电费不高,所发的电和煤电、水电比没有优势;

4) 沼气有更好的用途。(1)燃煤锅炉的助燃;,(2)食堂用气、厂内职工舍宿用气;(3)燃气锅炉;(4)直燃式燃气制冷机;(5)沼气加热炉;(6)厂内生产用燃气炉灶。

5)我建议:通入城市商业用气系统,欧洲这样做的多,价值最高。中国市政是“高垄断”进入难。大家可以想办法。

6) 我再建议:沼气液化,自己进入商品气市场。

18、请问马老师对将UASB或者IC,UBF应用到抗生素废水上与什么看法。这种废水含盐量高,而且含有大量生物抑制剂。另外UASB对硫酸盐的承受能力实际上会在什么范围内

答:抗生素种类很多,生产工艺也很多。有些废水就很适应于厌氧技术,最早的厌氧用户之一,就是青霉素厂。对于某种废水能不能用厌氧,我还是那句老话,拿水在实验室里先试。我希望改变现在环保界的一个大毛病——理论分析。我们的能力有限,但可以不停地、大专地呐喊。

“含盐量高”是一种定性的说法,高低是相对“心情”而言的,最好有定量的数据,让别人自己给结论。记得碧清先生在他的工程实例中,提到NaCl为1~3%,30000Ppm的盐,他都不讲是高盐分,他给出的就是定量的数据。同样,“大量生物抑制剂”也是定性的说法。

UASB对硫酸盐的承受能力确实说法混乱,且大部分书作者都是“抄”的。生物实验又比较难做,我们所里的小年轻,做人工配制的水还常“酸化”呢。如果把硫酸根列为专门的研究对象进行研究,难度不小。我们尝试过好几次了,希望找到定量的结果。但总还感到信心不足,所以,数据从不许他们发表。我们也没有专门对高硫酸根的废水进行工程实施的成功的经验,现在手上的二个工程,也是赶鸭子上架,被人逼着干的,还在作难呢!所以,我们对硫酸根高的废水,如硫酸根浓度超过500mg/l的,或硫酸根浓度除以COD浓度大于10%~20%的,我们都给予特殊的注意,在小试稳定很长时间(超过6个月)后才敢动手实施。上面的回答可能令大家失望,没有办法。

19、厌氧中颗粒污泥的母的是什么?为什么好氧形成絮状污泥,厌氧形成颗粒污泥?

答:污泥颗粒化的目的:

1、提高沉降性能、防止污泥流式(絮状污泥容易流失),保持反应器中污泥的浓度

2、产甲烷菌存在于颗粒污泥内部,产酸菌存在于外部,为产甲烷菌提供了保护层,耐负荷冲击,抗PH变化能力。

机理:目前还没有人研究出来为什么会产生颗粒污泥,只提出了几种假说:

1、晶核假说,和结晶过程差不多(在污泥培养过程中加入钙离子,可以加速污泥颗粒化)

2、电荷中和假说,污泥带负电,金属离子带正电

3、胞外多聚物假说

厌氧也有絮状污泥,关键我们现在还没有找到定量地描述(就是定义),什么是絮状污泥,什么是颗粒污泥,二者之间的定量界线在什么地方。拉丁根教授就提出絮状污泥UASB的说法,所以,我们也不同意 “好氧形成絮状污泥”想法。絮状污泥不是好氧独有,颗粒污泥也不是厌氧独有,我就见过氧化沟里形成近似颗粒的污泥,有单位就在做好氧污泥颗粒化的研究,我们知道一家,大家对此交流交流一下,对于好氧污泥的颗粒化,不知我们人类又要怎么来解释的上帝的杰作了!!所以,解释(就是所谓的理论了)和自然现象的关系,二者都重要。

20、UASB稳定运行多长时间才算成功?其效率越来越低的原因是什么?

UASB要稳定运行6个月才能讲基本成功.UASB效率越来越低的主要原因可能有:

1) 反应器中的厌氧微生物量越来越少;

可能由于设计、操作、原水等的种种原因,造成反应器中的污泥流失,或增殖速度太慢。

2) 反应器中微生物的活性越来越低;

可能由于原水中有较高浓度的硫酸根、抗生素等,还可能由于温度、PH值、机械损伤等,微生物的活性越来越低。

3)其他原因。

21、UASB处理酒精废水注意的哪些问题?

用UASB处理酒精废水一直是我们厌氧污师们的理想,也有人号称成功了(常看到听到,最近有点麻木),我们参观一些工程实例,向同行学习。过去一直不敢动手,最近接了几家:12万吨、6万吨、2万吨,一是想试试手,二是朋友关系不好推托。12万吨的已调试结束,6的调试已渡过最风险的阶段,2万吨在安装。UASB技术处理酒精废液的要注意几个方面:

1)酒精的原料有几种,每种原料的废水需要注意的方面可能略有区别;

A、一般有玉米酒精、木薯酒精、地瓜干酒精、糖蜜酒精,最近又有淀粉渣酒精、植物叶杆酒精等。

B、玉米酒精用DDGS的多,对大厂没有问题,对小厂问题就多了。且“清液”还要处理。

C、木薯酒精废液做生物法的多,广西的几个家我们参观后感到可以做得更好。生物法没有问题,采用UASB要注意。

D、 地瓜干(SWEET POTATO)废液出现的最早,试用UASB也最早,出现问题也最早。现在还是发酵罐是主力。

E、糖蜜酒精废液主要集中在华南,西北的甜菜糖已很少了。糖蜜酒精废液的生物治理工程不少,正常运行的不多。比前三者差距不小,离成功更远。不相前面的主要是反应器技术问题,这里还有原水性质的问题。喊了十多年,我们飞南宁的机票也一沓了。

2) 酒精废液的预处理不同;

A、酒精生产一般都是采用生物法,工艺大同小异,废液的性质主要根据原料不同而不同。

B、也出现不同的生产工艺,例如,我们承担的12万吨/年酒精的工程,就是新工艺(别的行业不相我们环保,人人都能在很短的时间内创造出新工艺,我们很佩服自己的同行们的),由于技术保密的合同,我们不能在此讲工艺的不同。由于固体量较低,废水容易处理了,我们采用UASB和MIC技术。

C、进入厌氧之前有除固体和不除固体之分。对除去固体的废液用UASB应更好一些。

D、不除固体的废液产生沼气多一些,现在能源紧张优点又突出一些了。

3) 可能最容易出现的问题;

A、 UASB内部的污泥含量低,一般低于20~30kgMLSS/m3,我们就不能称为其是“经典UASB”了,因为没有污泥毯吗!

B、 进水系统堵塞。

C、 UASB底部泥砂、有机渣淤积。

D、 UASB材料、结构不合理。

4) 你不必灰心;

A、 成功的不多见,大家都还有机会成功;

B、因为是固体很多的废液,不可能出现纯液体的UASB那样——一点效果都没有情况,我们在酒精废液处理中用UASB,总会有些效果,而且开始效果还都不错的。

22、UASB能不能培养出高效微生物?

1)我们在工程从来没有刻意追求过“高效微生物”,也没有使用过“高效微生物”。

2)“高效微生物”可能是一个商业名称,不知其具体的内容。但大家都在追求自己的微生物是高效的。

3)在引进的菌种中,各种微生物都有,经过驯化,很可能培养出来能适应于我们特种污水的菌群,但是,也可能培养不出来。就好象,如果想培养会飞的人,成功率不高。在此方面,我们反对“人定胜天”,也反对“世上无难事”。

4)厌氧菌增长慢,要引进大量的菌种,如果能从其它和我们相似的厂,引进污泥(微生物)最好不过了。

5)“高效微生物”我们听的多,讨论的多,挺感兴趣的,就是没有单位或人说服我们相信,也做过试验,都没有证明“高效”在哪里。

6)高效微生物如果好培养,就是产率高了,在污水处理中污泥也是个问题。如果产率低,销售单位培养出来,一定用了很多的营养(或污染),一定很贵!


原标题:关于UASB厌氧反应器的22个经典问答!

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