UASB和IC反應(yīng)器的原理及設(shè)計(jì)

1、目錄目錄UASB 反應(yīng)器反應(yīng)器1一、一、UASB 原理原理1二、二、UASB 反應(yīng)器的構(gòu)成反應(yīng)器的構(gòu)成21、三相分離器的原理32、進(jìn)水和配水系統(tǒng)的要求3三、三、UASB 反應(yīng)器的主要設(shè)備反應(yīng)器的主要設(shè)備41、反應(yīng)器的池體42、三相分離器的設(shè)計(jì)83、進(jìn)水分配系統(tǒng)10四、其他設(shè)計(jì)考慮四、其他設(shè)計(jì)考慮141、配水管道設(shè)計(jì)142、出水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)153、排泥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)154、浮渣清除方法的考慮165、防腐措施16五、附屬設(shè)備五、附屬設(shè)備171、剩余沼氣燃燒器172、保溫加熱設(shè)備173、監(jiān)控設(shè)備17IC 反應(yīng)器反應(yīng)器18一、一、IC 反應(yīng)器的原理反應(yīng)器的原理18二、二、IC 反應(yīng)器的設(shè)計(jì)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)201

2、、COD 容積負(fù)荷的確定202、三相分離器203、配水系統(tǒng)204、循環(huán)系統(tǒng)215、高徑比的控制216、其他22UASB 反應(yīng)器反應(yīng)器一、一、UASB 原理原理 UASB 反應(yīng)器廢水被盡可能均勻的引入反應(yīng)器的底部，污水向上通過(guò)包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應(yīng)發(fā)生在廢水和污泥顆粒接觸的過(guò)程。在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼氣（主要是甲烷和二氧化碳）引起了內(nèi)部的循環(huán)，這對(duì)于顆粒污泥的形成和維持有利。在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上，附著和沒(méi)有附著的氣體向反應(yīng)器頂部上升。上升到表面的污泥撞擊三相反應(yīng)器氣體發(fā)射器的底部，引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。氣泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，附著和沒(méi)有附著

3、的氣體被收集到反應(yīng)器頂部的三相分離器的集氣室。置于極其使單元縫隙之下的擋板的作用為氣體發(fā)射器和防止沼氣氣泡進(jìn)入沉淀區(qū)，否則將引起沉淀區(qū)的絮動(dòng)，會(huì)阻礙顆粒沉淀。包含一些剩余固體和污泥顆粒的液體經(jīng)過(guò)分離器縫隙進(jìn)入沉淀區(qū)。由于分離器的斜壁沉淀區(qū)的過(guò)流面積在接近水面時(shí)增加，因此上升流速在接近排放點(diǎn)降低。由于流速降低污泥絮體在沉淀區(qū)可以絮凝和沉淀。累積在三相分離器上的污泥絮體在一定程度上將超過(guò)其保持在斜壁上的摩擦力，其將滑回反應(yīng)區(qū)，這部分污泥又將與進(jìn)水有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)。二、二、UASB 反應(yīng)器的構(gòu)成反應(yīng)器的構(gòu)成UASB 反應(yīng)器包括以下幾個(gè)部分：進(jìn)水和配水系統(tǒng)、反應(yīng)器的池體和三相分離器。在 UASB 反應(yīng)器

4、中最重要的設(shè)備是三相分離器，這一設(shè)備安裝在反應(yīng)器的頂部并將反應(yīng)器分為下部的反應(yīng)區(qū)和上部的沉淀區(qū)。為了在沉淀器中取得對(duì)上升流中污泥絮體顆粒的滿意的沉淀效果，三相分離器第一個(gè)主要的目的就是盡可能有效地分離從污泥床層中產(chǎn)生的沼氣，特別是在高負(fù)荷的情況下，在集氣室下面反射板的作用是防止沼氣通過(guò)集氣室之間的縫隙逸出到沉淀室，另外擋板還有利于減少反應(yīng)室內(nèi)高產(chǎn)氣量所造成的液體絮動(dòng)。反應(yīng)器的設(shè)計(jì)應(yīng)該是只要污泥層沒(méi)有膨脹到沉淀器，污泥顆?；蛐鯛钗勰嗑湍芑氐椒磻?yīng)室（應(yīng)該認(rèn)識(shí)到有時(shí)污泥層膨脹到沉淀器中不是一件壞事。相反，存在于沉淀器內(nèi)的膨脹的泥層將網(wǎng)捕分散的污泥顆粒絮體，同時(shí)它還對(duì)可生物降解的溶解性COD 起到一

5、定的去除作用）。只一方面，存在一定可供污泥層膨脹的自由空間，以防止重的污泥在暫時(shí)性的有機(jī)或水力負(fù)荷沖擊下流失是很重要的。水力和有機(jī)(產(chǎn)氣率)負(fù)荷率兩者都會(huì)影響到污泥層以及污泥床的膨脹。UASB 系統(tǒng)原理是在形成沉降性能良好的污泥凝絮體的基礎(chǔ)上，并結(jié)合在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置污泥沉淀系統(tǒng)使氣、液、固三相得到分離。形成和保持沉淀性能良好的污泥(其可以是絮狀污泥或顆粒型污泥)是 UASB 系統(tǒng)良好運(yùn)行的根本點(diǎn)。1、三相分離器的原理、三相分離器的原理在 UASB 反應(yīng)器中的三相分離器(GLS)是 UASB 反應(yīng)器最有特點(diǎn)和最重要的裝置。它同時(shí)具有兩個(gè)功能：能收集從分離器下的反應(yīng)室產(chǎn)生的沼氣；使得在分離器之上的懸

6、浮物沉淀下來(lái)。對(duì)上述兩種功能均要求三相分離器的設(shè)計(jì)避免沼氣氣泡上升到沉淀區(qū)，如其上升到表面將引起出水混濁降低沉淀效率，并且損失了所產(chǎn)生的沼氣。設(shè)計(jì)三相分離器的原則是：(1)間隙和出水面的截而積比 影響到進(jìn)入沉淀區(qū)和保持在污泥相中的絮體的沉淀速度。 (2)分離器相對(duì)于出水液面的位置 確定反應(yīng)區(qū)(下部)和沉淀區(qū)(上部)的比例。在多數(shù) UASB 反應(yīng)器中內(nèi)部沉淀區(qū)是總體積的 1520。 (3)三相分離器的傾角 這個(gè)角度要使固體可滑回到反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)，在實(shí)際中是在 4560之間。這個(gè)角度也確定了三相分離器的高度，從而確定了所需的材料。 (4)分離器下氣液界面的面積 確定了沼氣的釋放速率。適當(dāng)?shù)尼尫怕蚀?/p>

7、約是 13m3/（m2h）。速率低有形成浮渣層的趨勢(shì)，非常高導(dǎo)致形成氣沫層，兩者都導(dǎo)致堵塞釋放管。 對(duì)于低濃度污水處，當(dāng)水力負(fù)荷是限制性設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)，在三相分離器縫隙處保持大的過(guò)流面積，使得最大的上升流速在這一過(guò)水?dāng)嗝嫔媳M可能的低是十分重要的。原則上只有出水截面的面積(而不是縫隙面積)才是決定保持在反應(yīng)器中最小沉速絮體的關(guān)鍵。2、進(jìn)水和配水系統(tǒng)的要求、進(jìn)水和配水系統(tǒng)的要求進(jìn)水系統(tǒng)兼有配水和水力攪拌的功能，為了保證這兩個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)，需要滿足如下原則： (1)進(jìn)水裝置的設(shè)計(jì)使分配到各點(diǎn)的流量相同，確保單位面積的進(jìn)水量基本相同，防止發(fā)生短路等現(xiàn)象；(2)很容易觀察進(jìn)水管的堵塞，當(dāng)堵塞發(fā)現(xiàn)后、必須很容易

8、被清除。(3)應(yīng)盡可能的(雖然不是必須的)滿足污泥床水力攪拌的需要，保證進(jìn)水有機(jī)物與污泥迅速混合防止局部產(chǎn)生酸化現(xiàn)象。為確保進(jìn)水等量地分布在池底，每個(gè)進(jìn)水管僅與個(gè)進(jìn)水點(diǎn)相連接是最理想狀態(tài)，只要保證每根配水管流量相等，即可取得均勻布水的要求；因此有必要采用特殊的布水分配裝置，以保證一根配水管只服務(wù)一個(gè)配水點(diǎn)，為了保證每一個(gè)進(jìn)水點(diǎn)達(dá)到應(yīng)得的進(jìn)水流量，建議采用高于反應(yīng)器的水箱式(或渠道式)進(jìn)水分配系統(tǒng)。圖 11 給出了一種連續(xù)流的布水器形式，這種敞開的布水器的個(gè)好處是可以容易用肉眼觀察堵塞情況。對(duì)高濃度廢水由于水力負(fù)荷較低，采用脈沖式進(jìn)水分配裝置是一種較好的選擇。三、三、UASB 反應(yīng)器的主要設(shè)備反

9、應(yīng)器的主要設(shè)備1、反應(yīng)器的池體、反應(yīng)器的池體有兩種基本幾何形狀的 UASB 反應(yīng)器：即矩形和圓形。這兩種類型的反應(yīng)器都已大量應(yīng)用于實(shí)際中。圓形反應(yīng)器具有結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)對(duì)于圓形反應(yīng)器在同樣的面積下，其周長(zhǎng)比正方形的少 12。所以圓形池子的建造費(fèi)用比具有相同面積的矩形反應(yīng)器至少要低 12。但是圓形反應(yīng)器的這一優(yōu)點(diǎn)僅僅在采用單個(gè)池子時(shí)才成立，所以，單個(gè)或小的反應(yīng)器可以建造成圓形的。而大的反應(yīng)器經(jīng)常建成矩形的或方形的。當(dāng)建立兩個(gè)或兩個(gè)以上反應(yīng)器時(shí)，矩形反應(yīng)器可以采用共用壁。當(dāng)建造多個(gè)矩形反應(yīng)器時(shí)有其優(yōu)越性。對(duì)于采用公共壁的矩形反應(yīng)器，池型的長(zhǎng)寬比對(duì)造價(jià)也有較大的影響。對(duì)于大型 UASB反應(yīng)器建

10、造多個(gè)池子的系統(tǒng)是有益的，這可以增加處理系統(tǒng)的適應(yīng)能力。如果有多個(gè)反應(yīng)池的系統(tǒng)，則可能關(guān)閉一個(gè)進(jìn)行維護(hù)和修理，而其他單元的反應(yīng)器繼續(xù)運(yùn)行?；炷两Y(jié)構(gòu)的 UASB 反應(yīng)器是最為常見的結(jié)構(gòu)和材料型式，但是采用標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的設(shè)計(jì)必須考慮結(jié)構(gòu)的通用性和簡(jiǎn)單性，在此基礎(chǔ)上形成的系列化設(shè)計(jì)才能有生命力和推廣的價(jià)值。(1)平面布置 池體的標(biāo)準(zhǔn)化主要是根據(jù)三相分離器的尺寸進(jìn)行布置的，目前生產(chǎn)的三相分離器的平面尺寸是 2m5m。根據(jù)這一形式布置池體有以下幾種方式(圖 2-3、2-4 和 2-5)。圖 2-3 中(a)為整個(gè)池表面均采用三相分離器的形式，而(b)是池頂?shù)囊徊糠植捎贸伢w本身結(jié)構(gòu)構(gòu)成氣室；這樣可以節(jié)

11、省一部分三相分離器的投資。整個(gè)池子分成單池單個(gè)分離器、雙池每池單個(gè)分離器和單池兩個(gè)分離器的形式，很明顯如果需要也可以構(gòu)成雙池每池兩組分離器的形式。由于三相分離器的尺寸的原因，所以池子的寬度是以 5m 為模數(shù)，長(zhǎng)度方向是以 2m 為模數(shù)。原則上如果采用管道或渠道布水，池子的長(zhǎng)度是不受限制。如前所述出于反應(yīng)器的長(zhǎng)寬比的范圍涉及到建筑物的經(jīng)濟(jì)性，所以在上述范圍內(nèi)選擇要結(jié)合池子組數(shù)考慮適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)寬比。 由于反應(yīng)器的高度推薦范圍為 46m，表 2-1 給出了 5m 高的反應(yīng)器的尺寸選擇的系列。從原則上講安排 2m5m 的三相分離器的平面布置還可以有其他多種的平面配合形式如，寬度可以以 2m 為模數(shù)，而長(zhǎng)度

12、以 10m 為模數(shù)。構(gòu)成 4m 5m，4m10m，6m5m，6m10m，6m15m的系列。甚至可以采用三相分離器橫豎混合布置的形式。但是考慮通用性和簡(jiǎn)單性的原則，推薦表 2-1 的組合方式。 (2)設(shè)備固定形式 三相分離器設(shè)備固定的形式可以采用牛腿和工字鋼支撐的兩種形式(圖 2-6)。需要說(shuō)明的是由于運(yùn)行過(guò)程中，三相分離器的氣室內(nèi)有一定量的沼氣，所以會(huì)形成比較大的浮力，需要考慮上部的固定措施，固定措施可以借助出水管和出氣管，以及其他形式。池底同樣可以采用兩種不同的形式(圖 2-7)其中對(duì)于典型的 UASB 反應(yīng)器推薦采用因 2-7(b)的形式，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)可以避免布水不均勻形成的死區(qū)問(wèn)題：同時(shí)

13、可以減少布水管的投資，但是會(huì)增加一定的土建投資。圖 2-8 是采用混凝土反應(yīng)器的工程圖示意，從圖見到的是一種可整體安裝的三相分離器設(shè)計(jì)形式。2、三相分離器的設(shè)計(jì)、三相分離器的設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)不同大小三相分離器的分析，可以發(fā)現(xiàn)三相分離器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是圖2-16(b)和(c)圓圈中所示的平行四邊形中的流速關(guān)系。要求選擇合理的縫隙寬度(b)和斜面長(zhǎng)度(或遮蓋寬度)，以防止 UASB 消化區(qū)中產(chǎn)生的氣泡被上升的液流夾帶入沉淀區(qū)，造成污泥流失。由圖 2-16(b)可見，當(dāng)氣泡隨液流以速度 v 沿分離器縫隙上升時(shí)，它同時(shí)具有垂直向上的速度 Vp。在由 B 點(diǎn)移至 A 點(diǎn)時(shí)，在垂直方向上向上移動(dòng)距離 AC，因此滿足

14、以下關(guān)系式：若已知?dú)馀莸闹睆胶退疁?，則 Vp 由斯托克斯公式等求出。問(wèn)題是 V 怎么求，為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，同時(shí)也為了方便、安全，可按下式求 V： 式中：QUASB 裝置設(shè)計(jì)流量B裝置寬度；n縫隙條數(shù)；b縫隙寬度。以上計(jì)算方法也可類推于其它形式的三相分離器的設(shè)計(jì)，如圖 2-16c。水封高度計(jì)算 水封高度是控制污泥床反應(yīng)器小氣室高度的參數(shù)。根據(jù)圖216(c)反應(yīng)器中氣室的高度 h2是由水封有效高度 H 來(lái)加以控制。H 的計(jì)算值應(yīng)為：H=h2+h4-H2式中：H為水封后面可能產(chǎn)生的阻力。 分離器錐體的高度 h4，一般與所采用的直徑有關(guān)。h4值的選擇應(yīng)保證氣室出氣管暢通無(wú)阻，防止浮渣堵塞出氣管。從實(shí)踐來(lái)看

15、，氣室水面上總是有一層浮渣，浮渣的厚度與水質(zhì)有關(guān)，例如，含難消化短纖維較多的污水，浮渣就較多。因此在選擇 h4時(shí)，應(yīng)當(dāng)留有浮渣層的高度。此外還需有排放浮渣的出口。當(dāng) h4選定后再根據(jù)流程的實(shí)際情況確定 H2，此時(shí)水封的有效高度 H 就能確定。從原則上講中試裝置所采用的 UASB 反應(yīng)器和相應(yīng)的三相分離器與實(shí)驗(yàn)室裝置沒(méi)有本質(zhì)的差別。但是，生產(chǎn)性裝置需要考慮三相分離器的型式和一些水力學(xué)的問(wèn)題，以及一些工程放大和安裝等問(wèn)題。3、進(jìn)水分配系統(tǒng)、進(jìn)水分配系統(tǒng)進(jìn)水分配系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)對(duì) UASB 處理廠的良好運(yùn)轉(zhuǎn)是至關(guān)重要的，進(jìn)水系統(tǒng)兼有配水和水力攪拌的功能，為了這兩個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)，需要滿足如下原則：a) 確

16、保單位面積的進(jìn)水量基本相同，以防止短路等現(xiàn)象發(fā)生；b) 盡可能滿足水力攪拌需要，保證進(jìn)水有機(jī)物與污泥迅速混合；c) 很容易觀察到進(jìn)水管的堵塞；d) 當(dāng)堵塞被發(fā)現(xiàn)后，很容易被清除。在生產(chǎn)裝置中采用的進(jìn)水方式大致可分為間歇式(脈沖式)、連續(xù)流、連續(xù)與間歇相結(jié)合等方式；從布水管的形式有一管多孔、一管一孔和分枝狀等多種形式。1) 連續(xù)進(jìn)水方式(一管一孔)為了確保進(jìn)水均勻分布，每個(gè)進(jìn)水管線僅僅與一個(gè)進(jìn)水點(diǎn)相連接，是最為理想的情況。為保證每一個(gè)進(jìn)水點(diǎn)的流量相等，建議用高于反應(yīng)器的水箱(或渠道式)進(jìn)行分配，通過(guò)渠道或分配箱之間的三角堰來(lái)保證等量的進(jìn)水。這種系統(tǒng)的好處是容易觀察到堵塞情況。 2) 脈沖進(jìn)水方式

17、我國(guó) UASB 反應(yīng)器與國(guó)外的最為顯著的特點(diǎn)是很多采用脈沖進(jìn)水方式。有些研究者認(rèn)為脈沖方式進(jìn)水，使底層污泥交替進(jìn)行收縮和膨脹，有助于底層污泥的混合。圖 3a 為北京環(huán)科院采用的一種脈沖布水器的原理圖，該系統(tǒng)借鑒了給水中虹吸濾池的布水方式。3) 一管多孔配水方式采用在反應(yīng)器池底配水橫管上開孔的方式布水，為了配水均勻，要求出水流速不小于 2.0m/s。這種配水方式可用于脈沖進(jìn)水系統(tǒng)。一管多孔式配水方式的問(wèn)題是容易發(fā)生堵塞，因此，應(yīng)該盡可能避免在一個(gè)管上有過(guò)多的孔口。4) 分枝式配水方式這種配水系統(tǒng)的特點(diǎn)采用較長(zhǎng)的配水支管增加沿程阻力，以達(dá)到布水均勻的目的。根據(jù)實(shí)踐，最大的分枝布水系統(tǒng)的負(fù)荷面積為

18、54m2。大阻力系統(tǒng)配水均勻度好，但水頭損失大。小阻力系統(tǒng)水頭損失小，如果不影響處理效率，可減少系統(tǒng)的復(fù)雜程度。 對(duì)其他類型布水方式，我國(guó)也有很多設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。與三相分離器一樣，不同型式的布水裝置之間，很難比較孰優(yōu)孰劣。事實(shí)上，各種類型的布水器都有成功的經(jīng)驗(yàn)和業(yè)績(jī)。下面是幾種布水器：四、其他設(shè)計(jì)考慮四、其他設(shè)計(jì)考慮1、配水管道設(shè)計(jì)、配水管道設(shè)計(jì) 對(duì)重力布水方式，污水通過(guò)三角堰進(jìn)入反應(yīng)器時(shí)可能吸入空氣，會(huì)引起對(duì)甲烷菌的抑制；進(jìn)入大量氣體與產(chǎn)生的沼氣會(huì)形成有爆炸可能的混合氣體；同時(shí)，氣泡太多可能還會(huì)影響沉淀功能。因?yàn)?，大?2.0mm 直徑的氣泡在水中以大約 0.20.3m/s 速度上升，采用較

19、大的管徑使液體在管道的垂直部分的流速低于這一數(shù)值，可適當(dāng)?shù)乇苊獬^(guò) 2mm 直徑的空氣泡進(jìn)入反應(yīng)器，同時(shí)還可避免氣阻。在反應(yīng)器底部用較小直徑，形成高的流速產(chǎn)生較強(qiáng)的擾動(dòng)，使進(jìn)水與污泥之間混合加強(qiáng)。污水中存在大的物體可能堵塞進(jìn)水管，設(shè)計(jì)良好的進(jìn)水系統(tǒng)要求可疏通堵塞；對(duì)于壓力流采用穿孔管布水器(一管多孔或分枝狀)，需考慮設(shè)液體反沖洗或清堵裝置，可采用停水分池分段反沖；采用一管多孔布水管道，布水管道尾端最好兼作放空和排泥管，以利于清除堵塞；采用重力流布水方式(一管一孔)，如果進(jìn)水水位差僅僅比反應(yīng)器的水位稍高(水位差小于 10cm)，將經(jīng)常發(fā)生堵塞。在水箱中的水位(三角堰的底部)與反應(yīng)器中的水位差大于

20、 30cm 很少發(fā)生這種堵塞。無(wú)論采用那一種布水方式，盡可能少地采用彎頭等非直管。2、出水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、出水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)出水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在 UASB 反應(yīng)器設(shè)計(jì)中也占有重要地位。因?yàn)槌鏊欠窬鶆蛞矊⒂绊懗恋硇Ч统鏊|(zhì)。為了保持出水均勻、沉淀區(qū)的出水系統(tǒng)通常采用出水渠(槽)。一般每個(gè)單元三相分離器沉淀區(qū)設(shè)一條出水渠，而出水渠每隔一定距離設(shè)三角出水堰。常用的布置形式有兩種，如圖 8-22 所示。出水渠寬度常采用 20cm，水深及渠高由計(jì)算確定。圖 8-22(b)出水渠的特點(diǎn)是出水渠與集氣罩成一整體。有助于裝配化和整體安裝，簡(jiǎn)化施工過(guò)程。一般出水渠前設(shè)擋板，可防止漂浮物隨出水帶走，可提高出水水質(zhì)。當(dāng)所

21、處理廢水中含懸浮固體較高，設(shè)置擋板是很必要的。如果沉淀區(qū)水面的漂浮物很少，有時(shí)也可不設(shè)擋板。3、排泥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、排泥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由于厭氧消化過(guò)程微生物的不斷增長(zhǎng)，或進(jìn)水不可降解懸浮固體的積累，必須在污泥床區(qū)定期排除剩余污泥，所以 UASB 反應(yīng)器的設(shè)計(jì)應(yīng)包括剩余污泥的排除設(shè)施。一般認(rèn)為排去剩余污泥的位置是反應(yīng)器的 1/2 高度處。但是大部設(shè)計(jì)者推薦把排泥設(shè)備安裝在靠近反應(yīng)器的低部。也有人在三相分離器下0.5m 處設(shè)排泥管，以排除污泥床上面部分的剩余絮體污泥，而不會(huì)把顆粒污泥排走。UASB 反應(yīng)器排污泥系統(tǒng)必須同時(shí)考慮上，中，下不同位置設(shè)排泥設(shè)備，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)運(yùn)行中的具體情況考慮實(shí)際排泥的要求，而確

22、定在什么位置排泥。設(shè)置在污泥床區(qū)池底的排泥設(shè)備，由于污泥的流動(dòng)性差，必須考慮排泥均勻。因?yàn)榇笮?UASB 反應(yīng)器一般不設(shè)污泥斗，而池底面積較大，所以必須進(jìn)行均布多點(diǎn)排泥。每個(gè)點(diǎn)服務(wù)面積多大合適，尚缺乏具體資料，根據(jù)我們經(jīng)驗(yàn)，建議每 10m2設(shè)一個(gè)排泥點(diǎn)。當(dāng)采用穿孔管配水系統(tǒng)時(shí)，如能同時(shí)把穿孔管兼作穿孔排泥管是較為理想的。專設(shè)排泥管管徑不應(yīng)小于 200，以防發(fā)生堵塞。為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，可在反應(yīng)器 1/2 高度處和三相分離器下 0.5m 處在池壁分別各設(shè)一個(gè)排泥口，口徑可取 100。此外，在池壁全高上設(shè)置苦干(56)個(gè)取樣管，可以取反應(yīng)器內(nèi)的污泥樣，以隨時(shí)掌握污泥在高度方向的濃度分布情況。并可計(jì)算反應(yīng)

23、器的污泥總量以確定是否需要排泥。4、浮渣清除方法的考慮、浮渣清除方法的考慮 有的廢水含有一些化合物會(huì)促使沉淀區(qū)和集氣罩的液面形成一層很厚的浮渣層。厚度太大時(shí)會(huì)阻礙沼氣的順利釋放，或堵塞集氣空的排氣管，導(dǎo)致部分沼氣從沉淀區(qū)逸出，嚴(yán)重干擾了沉淀區(qū)的固液分離效果。為了清除沉淀區(qū)液面和氣室液面形成的浮渣層，必須設(shè)置專門的清除設(shè)備或預(yù)防措施。 在沉淀區(qū)液面產(chǎn)生的浮渣層，可采用撇渣機(jī)或刮渣機(jī)清除，其構(gòu)造與常規(guī)的沉淀池和氣浮池撇(刮)渣機(jī)相同?；虿捎萌斯で逶Ｔ跉馐倚纬傻母≡?，清除較為困難，可用定期進(jìn)行循環(huán)水或沼氣反沖等方法減少或去除浮渣這時(shí)必須設(shè)置沖洗管和循環(huán)水泵(或氣泵)。5、防腐措施、防腐措施UASB

24、 反應(yīng)器各部分應(yīng)采取相應(yīng)的防腐措施，尤其是當(dāng)采用鋼板制造三相分離器時(shí)，必須嚴(yán)加防腐。由于 H2S 在空氣中氧化成 H2S04，溶解性 C02的腐蝕，所以特別是 UASB 反應(yīng)器的上部的混凝土和鋼結(jié)構(gòu)必須要采取防腐措施。五、附屬設(shè)備五、附屬設(shè)備1、剩余沼氣燃燒器、剩余沼氣燃燒器一般不允許將剩余沼氣向空氣中排放，以防污染大氣。在確有剩余沼氣無(wú)法利用時(shí)，可安裝余氣燃燒器將其燒掉。燃燒器應(yīng)裝在安全地區(qū)，并應(yīng)在其前安裝閥門和阻火器。剩余氣體燃燒器，是種安全裝置，要能自動(dòng)點(diǎn)火和自動(dòng)滅火。剩余氣體燃燒器和消化池蓋、或貯氣柜之間的距離，一般至少需要15m，并應(yīng)設(shè)置在容易監(jiān)視的開闊地。2、保溫加熱設(shè)備、保溫加熱

25、設(shè)備厭氧消化像其他生物處理工藝一樣受溫度影響很大，厭氧工藝受溫度影響更加顯著。中溫厭氧消化的最優(yōu)溫度范圍從 3035，可以計(jì)算在 20和10的消化速率大約分別是 30下最大值的 35和 12。所以，加溫和保溫的重要性是不言而喻的。如果工廠或附近有可利用的廢熱或者需要從出水中間收效量，則安裝熱交換器是必要的。3、監(jiān)控設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備為提高厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行可靠性，必須設(shè)置各種類型的計(jì)量設(shè)備和儀表，如控制進(jìn)水量、投藥量等計(jì)量設(shè)備和 pH 計(jì)(酸度計(jì))、溫度測(cè)量等自動(dòng)化儀表。自動(dòng)計(jì)量設(shè)備和儀表是自動(dòng)控制的基礎(chǔ)。對(duì) UASB 反應(yīng)器實(shí)行監(jiān)控的目的主要有兩個(gè)，一個(gè)是了解進(jìn)出水的情況，以便觀測(cè)進(jìn)水是否滿足工藝

26、設(shè)計(jì)情況；另外一個(gè)目的是為了控制各工藝的運(yùn)行，判斷工藝運(yùn)行是否正常。由于 UASB 反應(yīng)器的特殊性還要增加一些檢測(cè)項(xiàng)目，如揮發(fā)件有機(jī)酸(VFA)、堿度和甲烷等。但是，這些設(shè)備屬于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，一些設(shè)備還很難形成在線的測(cè)量和控制。IC 反應(yīng)器反應(yīng)器一、一、IC 反應(yīng)器的原理反應(yīng)器的原理IC 反應(yīng)器的構(gòu)造特點(diǎn)是具有很大的高徑比，一般可達(dá) 4 8，反應(yīng)器的高度可達(dá) 16 25m。所以在外形上看，IC 反應(yīng)器實(shí)際上是個(gè)厭氧生化反應(yīng)塔。由圖 17-1 可知，進(jìn)水通過(guò)泵由反應(yīng)器底部進(jìn)入第一反應(yīng)室，與該室內(nèi)的厭氧顆粒污泥均勻混合。廢水中所含的大部分有機(jī)物在這里被轉(zhuǎn)化成沼氣，所產(chǎn)生的沼氣被第一反應(yīng)室的集氣罩收集，

27、沼氣將沿著提升管上升。沼氣上升的同時(shí)，把第一反應(yīng)室的混合液提升至設(shè)在反應(yīng)器頂部的氣液分離器，被分離出的沼氣由氣液分離器頂部的沼氣排出管排走。分離出的泥水混合液將沿著回流管回到第一反應(yīng)室的底部，并與底部的顆粒污泥和進(jìn)水充分混合，實(shí)現(xiàn)第一反應(yīng)室混合液的內(nèi)部循環(huán)。IC 反應(yīng)器的命名由此得來(lái)。內(nèi)循環(huán)的結(jié)果是，第一反應(yīng)室不僅有很高的生物量、很長(zhǎng)的污泥齡，并具有很大的升流速度，使該室內(nèi)的顆粒污泥完全達(dá)到流化狀態(tài)，有很高的傳質(zhì)速率，使生化反應(yīng)速率提高，從而大大提高第一反應(yīng)室的去除有機(jī)物能力。經(jīng)過(guò)第一反應(yīng)室處理過(guò)的廢水，會(huì)自動(dòng)地進(jìn)入第二反應(yīng)室繼續(xù)處理。廢水中的剩余有機(jī)物可被第二反應(yīng)室內(nèi)的厭氧顆粒污泥進(jìn)一步降解

28、，使廢水得到更好的凈化，提高出水水質(zhì)。產(chǎn)生的沼氣由第二反應(yīng)室的集氣罩收集，通過(guò)集氣管進(jìn)入氣液分離器。第二反應(yīng)室的泥水混合液進(jìn)入沉淀區(qū)進(jìn)行固液分離，處理過(guò)的上清液由出水管排走，沉淀下來(lái)的污泥可自動(dòng)返回第二反應(yīng)室。這樣，廢水就完成了在 IC 反應(yīng)器內(nèi)處理的全過(guò)程。綜上所述可以看出，IC 反應(yīng)器實(shí)際上是由兩個(gè)上下重疊的 UASB 反應(yīng)器串聯(lián)組成的。由下面第一個(gè) UASB 反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣作為提升的內(nèi)動(dòng)力，使升流管與回流管的混合液產(chǎn)生密度差，實(shí)現(xiàn)下部混合液的內(nèi)循環(huán)，使廢水獲得強(qiáng)化預(yù)處理。上面的第二個(gè) UASB 反應(yīng)器對(duì)廢水繼續(xù)進(jìn)行后處理（或稱精處理），使出水達(dá)到預(yù)期的處理要求。下圖為 BIOPAQ I

29、C reactor 的示意圖：二、二、IC 反應(yīng)器的設(shè)計(jì)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)IC 反應(yīng)器的涉及內(nèi)容包括反應(yīng)器的容積負(fù)荷、三相分離器、循環(huán)系統(tǒng)、布水系統(tǒng)及反應(yīng)器的外形尺寸等。1、COD 容積負(fù)荷的確定容積負(fù)荷的確定表 4-1 歸納了國(guó)外生產(chǎn)裝置和中試裝置所推薦的 COD 容積負(fù)荷。這些數(shù)據(jù)對(duì)于主要含溶解性有機(jī)物的廢水來(lái)水，是比較安全的，實(shí)際的中試和小試裝置上達(dá)到的 COD 負(fù)荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于此值。2、三相分離器、三相分離器三相分離器的設(shè)計(jì)目的是使沼氣從混合液和上浮的污泥絮體或顆粒中分離出來(lái)，并使污泥盡可能很好地與水分離，返回反應(yīng)區(qū)。三相分離器同 UASB 中的，因此具體見 UASB 中三相分離器的設(shè)計(jì)。3、配水系統(tǒng)