摘要：作者在文章中介绍了UBF反应器的构造及其运行特点，并通过两个具体实例来分UBF反应器的处理效果。结果表明，UBF反应器结合一定的工艺，对啤酒废水有很好的去除效果。
关键词：UBF反应器；颗粒污泥；UBF－SBR；水解酸化－UBF
1 UBF反应器
1.1UBF反应器构造特点
UBF反应器上流污泥床过滤器（Upflow Blanket Filter，简称UBF）是加拿大人Guiot于1984年在UASB和AF的基础上开发成功的新型复合式厌氧反应器。该新型反应器可以充分发挥UASB和AF两种高效反应器的优点，是一项极具开发应用价值的新型生物处理技术。其底部是高浓度颗粒污泥组成的污泥床，上部是填料及其附着的生物膜组成的滤料层。反应器上部的填料层既增加了无效容积的生物总量，又可防止污泥的突然洗出，而且对COD有20%左右的去除率。
1.2UBF反应器的运行性能特点
USB系统的突出优点是反应器内水流方向与产气上升方向相一致，一方面减少堵塞的机会，另一方面加强了对污泥床层的搅拌作用，有利于微生物同进水基质的充分接触，也有助于形成颗粒污泥。下面简要介绍一下UBF反应器的运行性能优点。
1.2.1启动期短
UASB反应器在启动初期，接种的絮状污泥易于流失，UBF反应器上部空间所架设的填料，不但在其表面生长微生物膜，在其空隙截留悬浮微生物，既利用原有的无效容积增加了生物总量，防止了生物量的突然洗出，而且对COD有20%左右的去除率。更重要的是由于填料的存在，夹带污泥的气泡在上升过程中与之发生碰撞，加速了污泥与气泡的分离，从而降低了污泥的流失。使得反应器的负荷率快速提高，缩短启动过程。
1.2.2生物量及微生物的分布
UASB反应器的生物量主要分布在反应器的污泥床区，悬浮层区的污泥浓度相对较低，而UBF反应器除保持了污泥床区的污泥量外，在上部的填料层区附着大量的具有良好活性的生物膜，使反应器微生物的总量比UASB反应器有较大的增加。与UASB反应器相比，生物量在高度方向的分布发生了变化。这种污泥沿反应器高度方向的分布，有利于去除污泥床区发生短路的有机物。提高了出水水质和处理效率。
1.2.3启动过程
UBF反应器的启动过程与一般厌氧反应器的启动过程相同。可分为启动初期，低负荷运行期和高负荷运行期3个阶段。
在启动初期，一般进水容积负荷控制在1～2kgCOD/（m3?d）。该期为污泥培养驯化阶段，开始污泥量少，污泥活性低，去除有机物的能力差。随着运行时间的延长，污泥逐渐积累，在填料层上逐渐挂膜，污泥的活性也慢慢提高，COD去除率逐步达到70％～80％。
在低负荷运行期，进水容积负荷率控制在4～5kgCOD/（m3?d），提高初虽然COD去除率有所下降，但去除率逐渐提高并趋于稳定，产气量相应增加，反应器内的污泥浓度和活性比启动初期有较大提高。由于填料的存在，虽然反应器负荷高，但絮体污泥没有大量流失。
在高负荷运行期，随着反应器污泥量的增加，可进一步提高负荷，在COD去除率保持在80％以上的条件下，处理维生素C废水的中试研究，进水容积负荷率可达10kgCOD/（m3?d）以上。处理乳制品废水的中试研究容积负荷率大于13 kgCOD/（m3?d）。处理啤酒废水小试容积负荷达10～15 kgCOD/（m3?d）。
2 UBF反应器在应用（处理啤酒废水）
2.1UBF－SBR工艺
根据苗利，买文宁[2]等对河南某啤酒有限公司的废水处理工艺（UBF－SBR）的分析，表明UBF反应器结合一定的处理设施，对啤酒废水有一定的处理效果。现简述如下。
2.1.1废水来源及水质水量
河南某啤酒有限公司现有生产能力为1.2万ｔ/ａ。生产过程中排放的废水主要来源于糖化、发酵工段的高浓度有机废水；包装、过滤等工段的低浓度废水及生产用冷却水，总排水量910ｍ3/ｄ。分流已达标的冷却水，剩余280ｍ3/ｄ进入废水处理系统进行处理。啤酒废水中含有大量的糖类、蛋白质、纤维素等有机物，浓度高，可生化性好。
2.1.2工艺及特点
2.1.2.1工艺特点
⑴ 小型啤酒厂选用厌氧处理技术作为废水处理核心单元，减少了投资、占地和运行费用。⑵厌氧复合床反应器（UBF）具有启动速度快的特点，特别适合中小型啤酒厂冬季启动生产的要求，克服了UASB启动速度慢的不足。⑶ UBF反应器中填料层的设置，可以拦截污泥，减少污泥流失，并可去除部分COUcr。⑷ SBR采用二池交替运行，形成了连续循环周期，污水泵和罗茨鼓风机均连续运行，提高了设备利用率，便于自动控制。
2.1.2.3主要构筑物及设备
⑴UBF反应器；COD容积负荷为3.6kg/（ｍ3?ｄ-1），水力停留时间10ｈ，有效容积120ｍ3，上部设有3ｍ高的填料层，采用盾式组合填料，对于微生物有良好的附着性能，可以形成高活性的生物膜，脱落的膜碎片提供了颗粒污泥的次级生长核心，加速了颗粒污泥的成长。反应器底部设有布水器，上部敞口，堰槽出水。
⑵ SBR反应池；周期为12ｈ，二池布置，交替运行。每池有效容积130ｍ3。池内采用SX－1曝气器，每池18只，罗茨鼓风机供气。
2.2水解酸化－UBF工艺
2.2.1试验材料和方法
本试验在福州市啤酒厂进行，试验用水取自该厂初沉池的出水，原废水水质pH值为8～13，化学需氧量（CODcr）为1000～3500mg/kg；生化需氧量（BOD5）为600～1500mg/kg，BODs/CODcr>0.45，可见该厂废水可生化性较好。但由于该厂采用碱性洗涤剂洗瓶，出水pH值相对于厌氧反应系统对pH值的要求来说偏高，一定程度上影响了水解酸化段的酸化效果。
本试验的工艺流程如图5所示。产酸反应器为有效体积30L的酸化池。甲烷反应器为一个不带三相分离器的上流式厌氧污泥床滤池（UBF），直径100mm，高2m，有效体积18L。滤池上部装有约1m高的半软性纤维填料，填料上附着由厌氧菌组成的厌氧生物膜，膜厚约1～2mm，挂膜较均匀，且纤维束分散向下弯曲。滤池下部是厌氧污泥床，厚约0.7m，污泥浓度为80gVSS/L（污泥床体积）。
图1工艺流程
水解酸化池和UBF反应器的接种污泥均采用该厂初沉池底部污泥，经淘洗后接种于反应器中。水解酸化池在25℃下污泥接种量为7.5gVSS/L（反应器总有效体积）；在15℃下接种量为10gVSS/L。试验时先在平均温度为25℃，容积负荷为1.0～1.5kgCOD/m3?d的条件下进行污泥培养，经过近半个月的培养驯化，UBF反应器出水CODcr小于300mg/kg，且能稳定运行，表明反应器启动过程基本完成。
2.3小结
UBF反应器同时具有UASB和AF的特点，反应器上部的半软性填料层改善了反应区上部的水流状态，具有截留微生物和降解COD的双重作用。试验结果表明：填料层CODcr去除率可达40%，占总去除率的12%左右。厌氧工艺出水粘度很大，采用中速滤纸过滤，滤速仅为8mL/h。经混凝沉淀处理后，不仅COD进一步降低，而且悬浮物也大大减少，通过测浊度发现浊度从14NTU下降到2NTU。采用二相厌氧工艺处理啤酒废水，在试验温度为20℃左右时，出水大多数情况下能达到排入城市下水道水质标准。由此可见，采用该工艺处理啤酒废水与具有同样处理能力的好氧法相比更经济。
3 结论
上述试验结果证实了，在配合一定工艺的条件下，UBF反应器对啤酒废水中的污染物有比较好的去除效果，而且工艺也比较简单，运行费用也不是很高，有很好的发展前景。
参考文献
[1]胡纪萃编著.废水厌氧生物处理理论与技术.北京：中国建筑工业出版社，2004.6
[2]苗利，买文宁等.UBF－SBR工艺处理啤酒废水的工程应用.工业水处理，2003，23（2）：30~32
论文作者:王瑞平
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/28
标签：反应器论文; 污泥论文; 废水论文; 填料论文; 容积论文; 负荷论文; 啤酒论文; 《建筑学研究前沿》2017年第18期论文;