经验｜UASB设计及控制参数的经验值！

环保工程师

升流式厌氧反应器（UASB）中废水通过布水装置依次进入底部的污泥层和中上部污泥悬浮区。与其中的厌氧微生物进行反应生成沼气，气、液、固混合液通过上部三相分离器进行分离，污泥回落到污泥悬浮区，分离后废水排出系统，同时回收产生的沼气。注：常规的UASB没有外循环泵（在水力负荷特别低，造成上升流速特别低的情况下，有设置外循环泵的现场）

一、UASB反应器的进水条件

1、PH值6.0-8.0

2、营养比例（COD：氨氮：TP）100-500：5：1

3、进水悬浮物：≤1500mg/L

4、B/C≥0.3

5、进水氨氮浓度：≤2000mg/L

6、进水COD浓度：≥1500mg/L

7、其他有毒物质最大允许值：

表：厌氧反应中其他有毒物质的最大允许浓度（同样适用于其他厌氧反应器）

序号	有毒物质	最大值mg/L	序号	有毒物质	最大值mg/L
1	阴离子洗涤剂	100	2	阳离子洗涤剂	500
3	丙酮	100	4	苯甲酸基	2
5	烷芳醚硫酸脂	150	6	丁醇	800
7	烷基硫酸脂	150	8	甲醛	100
9	苯	400	10	甲醇	800
11	甲苯	10	12	乙醇	1600
13	异戊醇	800	14	二甲苯	50
15	六价铬	1	16	乙醚	360
17	铜离子	100	18	氯仿	2
19	氯离子	8000	20	氰化物	4
21	钙离子	4500	22	铁离子	500
23	镍离子	300	24	镁离子	1500
25	钾离子	4500	26	锌离子	150
27	氟化钠	11	28	钠离子	5500
29	硫酸根	5000	30	亚硫酸钠	200
31	硫代硫酸根	2500	32	机油	2500
33	四氯化碳	2

除上面提到的细菌中毒之外，在UASB中还有一些形式的中毒。游离H2S－S浓度达到80mg／l时，发生硫化物中毒。如果UASB的进水满足下列条件，则H2S中毒可以避免。1）COD／SO4＞20g／g2）COD／SO4＞15g／g和COD＜30g／l3）COD／SO4＞10g／g和COD＜10g／l4）COD／SO4＞7.5g／g和COD＜5g／l注意：COD与SO42－的比值大于10是理想条件。（规范上给出的硫酸根浓度≤1000mg/L）

二、UASB常用参数及公式

1、当废水可生化性差的时候需要在UASB前端设置水解酸化池。

水解酸化池的容积负荷常用的计算公式：

式中：

Vs——水解酸化池容积，m³；

Q——设计处理量，m³/d；

Ns——酸化负荷，kgCOD/（m³·d），（常规取值：10-20）

Sa——进水COD，mg/L

 

2、UASB容积负荷

UASB反应器容积负荷常用的计算公式：

式中：

V——反应器有效容积，m³；

Q——设计处理量，m³/d；

Nv——容积负荷，kgCOD/（m³·d）

S0——进水COD，mg/L

容积负荷取值范围：

COD浓度（mg/L）	中温发酵（35℃）负荷kgCOD/（m³·d）
	颗粒污泥	絮状污泥
2000-6000	4-6	3-5
6000-9000	5-8	4-6
＞9000	6-10	5-8
注：以上数据为规范中的数据，实际设计的容积负荷取值要比规范中低。

3、布水装置

多点布水，进水管负荷，见下表

典型污泥	每个进水口服务面积（㎡）	每个进水口负荷kgCOD/（m³·d）
颗粒污泥	0.5-2	2-4
	＞2	＞4
絮状污泥	1-2	＜1-2
	2-5	＞2

4、其他常用参数：

• 有效水深：5-8m；

• 上升流速：＜0.8m/h。（如果是絮状污泥的话，建议取更低的上升流速）；

• 大阻力穿孔管布水，过孔流速：＞2.0m/s，穿孔管直径应大于100mm；

• 穿孔布水管与池底距离：200mm；

• 沉淀区表面负荷不大于0.8m³/（㎡·h）；

• 沉淀区总水深应大于1.0m；

• 出水堰口负荷不大于1.7L/（S·m），即：6.12m³/（h·m）；

• UASB污泥产率为：0.05-0.10kgVSS/kgCOD；

• UASB宜采用重力多点排泥；

• UASB排泥点宜设在污泥区中上部和底部，中上部排泥点宜设在三相分离器下0.5-1.5m；

5、UASB沼气产率及计算公式

式中：

Qa——沼气产量，Nm³/d；

Q——设计处理量，m³/d；

η——沼气产率，Nm³/kgCOD（常用取值范围：0.45-0.50 Nm³/kgCOD）；

S0——进水COD，mg/L

Se——出水COD，mg/L

三、UASB启动

1、以絮状污泥启动

• 絮状污泥接种量为：20-30kgVSS/m³；

• 启动负荷不大于1kgCOD/（m³·d）；

• 上升流速不大于0.2m/h；

• 进水浓度宜为：5000mg/L；

• 加热时，每日温升2℃，使UASB达到设计温度；

• 出水COD去除率达到80%以上，或出水VFA低于200mg/L后可逐步提高容积负荷；

• 容积负荷每次提升为设计负荷的20%-30%；

• 进水水力负荷（可认为是上升流速）过低时可采用出水回流，提高反应器的上升流速，加快污泥颗粒化和优良菌种的选择进度；

2、以颗粒污泥启动

• 颗粒污泥接种量为：10-20kgVSS/m³；

• 启动负荷宜为：3kgCOD/（m³·d）

• 处理废水与接种污泥废水性质完全不同时，宜在第一周保持初始污泥负荷低于最大设计负荷的50%

四、UASB运行控制

1、UASB中碱度（ALK）（以碳酸钙计）不低于2000mg/L，也有提出在1000-5000mg/L；

2、UASB中挥发性脂肪酸（VFA）不高于200mg/L，也有提出在50-2500mg/L；

3、有提出VFA/ALK应保持在0.3以下时，但是有时候就算超出以上数据，厌氧塔也可正常运行；

4、启动和运行时，UASB反应器内PH宜为6.8-7.5（也有提出在6.0-8.0）；

5、UASB反应区污泥浓度不低于3万mg/L；

6、UASB污泥层应维持在三相分离器下0.5-1.5m；

7、UASB宜维持稳定的反应温度；

8、有资料提出钙离子浓度在80-150mg/L时有利于颗粒污泥的形成；

9、如果有检测条件，可以对进水微量元素进行检测，进而适当的补充微量元素，以利于产甲烷菌的繁殖及活性的提高，主要的微量元素有：铁、钴、镍等。