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UASB(升流式厌氧污泥床)反应器是食品加工废水处理工艺中的核心单元。经过预处理后,进入UASB反应器的废水COD浓度为2800mg/L。废水从反应器底部均匀布水后向上流动,依次通过污泥床和悬浮污泥层,在厌氧微生物的作用下,废水中的糖类、有机酸、多元醇等碳水化合物被降解转化为甲烷和二氧化碳,从而实现有机物的高效去除。经UASB反应器处理后,出水COD浓度可降至500mg/L以下,COD去除率超过80%。
UASB反应器在构造上与其它厌氧生物处理装置有着显著区别,其主体结构分为反应区和三相分离区两大部分。反应区位于反应器下部,其中底部为高浓度的厌氧颗粒污泥床层,颗粒污泥具有良好的沉降性能和较高的产甲烷活性,是污染物降解的主要场所;上部为悬浮污泥层,起进一步降解有机物的作用。反应器顶部为三相分离区,该区域专门设置气、液、固三相分离器,其功能是将反应过程中产生的沼气(气)、处理后的出水(液)和厌氧污泥(固)有效分离——沼气经集气室收集导出,澄清出水经出流槽排出,截留的污泥则依靠重力沉降返回反应区,从而维持反应器内较高的污泥浓度。
UASB反应器运行时无需设置机械搅拌装置,依靠上升水流和产生的沼气紊动来使污泥床保持膨胀和混合状态,这大大降低了设备投资和运行能耗。同时,由于三相分离器和颗粒污泥的双重截留作用,UASB反应器能够维持很长的污泥停留时间,从而获得很高的有机容积负荷和处理效率。
综合来看,UASB反应器以较为简单的构造、较低的造价和能耗,实现了对食品加工废水中大部分有机物的高效去除,是该废水处理系统中的关键构筑物。