水污染控制工程第十章厭氧生物處理三

1、水污染控制工程第十章厭氧生物處理三6厭氧生物轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器 圖15-5 厭氧生物轉(zhuǎn)盤 在厭氧生物轉(zhuǎn)盤這種反應(yīng)器中，微生物附著在惰性(塑料)介質(zhì)上，介質(zhì)可部分地或全部浸沒在廢水中(圖15-5)。介質(zhì)在廢水中轉(zhuǎn)動時，可適當限制生物膜的厚度。剩余污泥和處理后的水從反應(yīng)器排除。7厭氧折流反應(yīng)器 圖15-6 折流反應(yīng)器結(jié)構(gòu)如圖15-6所示。由于折板的阻隔使污水上下折流穿過污泥層，造成了反應(yīng)器推流的性質(zhì)，并且每一單元相當于一個單獨的反應(yīng)器，各單元中微生物種群分布不同，可以取得好的處理效果。8厭氧顆粒污泥膨脹床(EGSB)反應(yīng)器 EGSB反應(yīng)器實際上是改進的UASB反應(yīng)器，其運行在高的上升流速下使顆粒污泥處于懸

2、浮狀態(tài)，從而保持了進水與污泥顆粒的充分接觸。EGSB反應(yīng)器的特點是顆粒污泥床通過采用高的上升流速(與小于12m/h的UASB反應(yīng)器相比)即612m/h，運行在膨脹狀態(tài)。EGSB特別適于低溫和低濃度污水。當沼氣產(chǎn)率低、混合強度低時，在此條件下較高的進水動能和顆粒污泥床的膨脹高度將獲得比“通常的”UASB反應(yīng)器好的運行結(jié)果。EGSB反應(yīng)器由于采用高的上升流速因而不適于顆粒有機物的去除。進水懸浮固體“流過”顆粒污泥床并隨出水離開反應(yīng)器，膠體物質(zhì)被污泥絮體吸附而部分去除。下面是兩種不同類型的EGSB反應(yīng)器： a厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(IC) IC工藝是基于UASB反應(yīng)器顆?；腿喾蛛x器的概念而改進的新型反

3、應(yīng)器，屬于EGSB的一種。厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(IC)可以看成是由兩個UASB反應(yīng)器的單元相互重疊而成。它的特點是在一個高的反應(yīng)器內(nèi)將沼氣的分離分兩個階段。底部一個處于極端的高負荷，上部一個處于低負荷。 b厭氧升流式流化床工藝(UFB BIOBED) 厭氧升流式流化床工藝是由Bio-thane系統(tǒng)國際公司所開發(fā)的一種新型反應(yīng)器。它可以在極高的水、氣上升流速(兩者都可達到57m/h)下產(chǎn)生和保持顆粒污泥，所以不需采用載體物質(zhì)。由于高的液體和氣體的上升流速造成了進水和污泥之間的良好混合狀態(tài)，因此系統(tǒng)可以采用CODl530kg/(m3d)的高負荷。9復(fù)合床反應(yīng)器(UASB+AF) 許多研究者為了充分發(fā)揮

4、升流式厭氧污泥床與厭氧濾池的優(yōu)點，采用了將兩種工藝相結(jié)合的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，被稱為復(fù)合床反應(yīng)器(UASB+AF)，也稱為UBF反應(yīng)器。復(fù)合床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)見圖15-8，一般是將厭氧濾池置于污泥床反應(yīng)器的上部。一般認為這種結(jié)構(gòu)可發(fā)揮AF和UASB反應(yīng)器的優(yōu)點，改善運行效果。 當處理含顆粒性有機物組分的污水(如生活污水)時，采用兩級厭氧工藝可能更有優(yōu)勢：第一級是絮狀污泥的水解反應(yīng)器并運行在相對低的上升流速下。顆粒有機物在第一級被截留，并部分轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙庑曰衔?，重新進入到液相而在隨后的第二個反應(yīng)器內(nèi)消化。 10水解酸化 水解酸化反應(yīng)器即水解池，可以在短的停留時間(HRT=2.5h)和相對高的水力負荷下獲得高

5、的懸浮物去除率(SS去除率平均為85),并可以改善和提高原污水的可生化性和溶解性，以利于好氧后處理工藝。其COD去除率相對UASB較低，僅有40一50，第三節(jié) UASB厭氧反應(yīng)器一. UASB反應(yīng)器的原理1.結(jié)構(gòu)形式圖15-9為UASB的結(jié)構(gòu)形式。2工作原理 廢水引入反應(yīng)器的底部，污水向上通過包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應(yīng)發(fā)生在廢水與污泥顆粒的接觸過程。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，附著和沒有附著的氣體向反應(yīng)器頂部上升。上升到表面的污泥碰擊三相分離器氣體發(fā)射板的底部，引起附著氣

6、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，產(chǎn)生的氣體被收集到反應(yīng)器頂部的集氣室。三相分離器擋板的作用為氣體反射器和防止沼氣氣泡進入沉淀區(qū)，以免引起沉淀區(qū)的紊動，阻礙顆粒沉淀。包含一些剩余固體和污泥顆粒的液體經(jīng)過分離器縫隙進入沉淀區(qū)。 由于分離器的斜壁沉淀區(qū)的過流面積在接近水面時增加，因此上升流速在接近排放點降低。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將超過其保持在斜壁上的摩擦力，其將滑回到反應(yīng)區(qū)，這部分污泥又可與進水有機物發(fā)生反應(yīng)。二、UASB反應(yīng)器的構(gòu)成 UASB反應(yīng)器包括以下幾個部分：進水和配水系統(tǒng)、反應(yīng)器的池體和三相分離器。如果

7、考慮整個厭氧系統(tǒng)還應(yīng)該包括沼氣收集和利用系統(tǒng)。三、三相分離器的原理1三相分離器的功能 在UASB反應(yīng)器中的三相分離器是UASB反應(yīng)器最有特點和最重要的裝置。它同時具有兩個功能： 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浮物沉淀下來。 上述兩種功能均要求三相分離器的設(shè)計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。 2設(shè)計三相分離器的原則是： (1) 間隙和出水面的截面積比影響到進入沉淀區(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

8、總體積的1520。(3) 三相分離器的傾角要使固體可滑回到反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)，在實際中是4560之間。這個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?shù)尼尫怕蚀蠹s是13m3(m2h)。速率低有形成浮渣層的趨勢，非常高導(dǎo)致形成氣沫層，兩者都導(dǎo)致堵塞釋放管。 四、布水系統(tǒng)要求 進水系統(tǒng)兼有配水和水力攪拌的功能，需要滿足如下原則： (1)進水裝置的設(shè)計使分配到各點的流量相同，確保單位面積的進水量基本相同，防止發(fā)生短路等現(xiàn)象。 (2) 很容易觀察進水管的堵塞，當堵塞發(fā)現(xiàn)后，必須很容易被清除。 (3) 應(yīng)盡可能滿足污泥床水力攪拌的需要，保證進水

9、有機物與污泥迅速混合，防止局部產(chǎn)生酸化現(xiàn)象。 為確保進水等量地分布在池底，每個進水管僅與一個進水點相連接是最理想狀態(tài)。如圖15-10所示。 圖15-10 連續(xù)流布水器圖15-11 連續(xù)流布水器 五沼氣的處理 厭氧反應(yīng)器中產(chǎn)生的沼氣從污泥的表面散逸出來，聚集在反應(yīng)器的上部。集氣室建于厭氧反應(yīng)器的頂部，頂部的集氣室應(yīng)有足夠尺寸和高度，以保持一定的容積，并保持氣室的氣密性，防止沼氣外逸和空氣滲入（為什么？）。 沼氣中含有飽和蒸汽和硫化氫，具有一定的腐蝕性。對于混凝土結(jié)構(gòu)的氣室應(yīng)進行防腐蝕處理，噴涂涂料，或內(nèi)襯環(huán)氧樹脂玻璃布等。對于鋼結(jié)構(gòu)的集氣室除進行防腐處理外，還應(yīng)防止電化學(xué)腐蝕（為什么？）。沼氣由

10、集氣室的最高處用管道引出，集氣室至貯氣柜間的沼氣管稱為輸氣管，貯氣柜至用戶之間的沼氣管稱為配氣管。沼氣管道一般采用防腐鍍鋅鋼管或鑄鐵管。在沼氣管道上的適當?shù)攸c應(yīng)設(shè)水封罐，以便調(diào)整和穩(wěn)定壓力，在厭氧UASB反應(yīng)器、貯氣柜、壓縮機、鍋爐房等構(gòu)筑物之間起隔絕作用。 第四節(jié) UASB反應(yīng)器的設(shè)計 厭氧水處理過程一般包括預(yù)處理、厭氧處理(包括沼氣的收集、處理和利用)、污泥處理等部分。 一預(yù)處理設(shè)施 厭氧污水處理的預(yù)處理的目的是去除粗大固體物和無機的可沉固體，避免不可生物降解的固體在厭氧反應(yīng)器內(nèi)積累。一般恰當?shù)念A(yù)處理系統(tǒng)包括去除大的固體的格柵和去除砂的沉砂池。 預(yù)處理部分包括如下的技術(shù)環(huán)節(jié)：一般恰當?shù)念A(yù)處

11、理系統(tǒng)包括去除大的固體的粗格柵和去除細小顆粒的細格柵或水力篩、調(diào)節(jié)(酸化)池、營養(yǎng)鹽和pH調(diào)控系統(tǒng)。1、格柵 格柵的設(shè)計在物理處理章節(jié)已介紹，主要有固定篩和回轉(zhuǎn)篩兩種常用的形式。2、除砂池 除砂池的設(shè)計在物理處理章節(jié)已介紹3、調(diào)節(jié)池和中和系統(tǒng) 與城市污水相比，工業(yè)廢水的水質(zhì)和水量波動比較大，因此一般工業(yè)廢水處理裝置都設(shè)有調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池的設(shè)計和選取主要考慮的因素是對于水質(zhì)和水量的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)池的作用是均質(zhì)和均量，一般調(diào)節(jié)池設(shè)計停留時間為612h。4、酸化池 僅考慮溶解性廢水時，一般不需考慮酸化作用。對于復(fù)雜廢水，在調(diào)節(jié)池中取得一定程度的酸化，會有益后續(xù)的厭氧處理。對于以下情況可考慮酸化： (1)當

12、廢水中存在有對于甲烷菌具有毒性或抑制性的化合物，采用預(yù)酸化可以去除或改變有毒或抑制性化合物的結(jié)構(gòu)； (2)當廢水存在有較高的Ca2+時，部分酸化保持偏酸性進水可以避免在顆粒污泥表面和內(nèi)部產(chǎn)生CaC03結(jié)垢； (3)當處理含高懸浮物濃度廢水采用高負荷時，對于非溶解性組分去除有限。這時考慮酸化或二相系統(tǒng)對顆粒物的降解是有利的； 在調(diào)節(jié)池中取得部分酸化效果可以通過調(diào)節(jié)池的合理設(shè)計取得。例如，采用底部布水上向流進水的方式，并在反應(yīng)器的底部形成一定的污泥層(1.Om)。底部布水不需太講究，一般孔口設(shè)計為5lOm2/孔即可。 5、pH調(diào)節(jié)和加藥系統(tǒng) 為使酸、堿混合均勻，可以采用在線管道混合器。同樣道理為均

13、勻水質(zhì)，調(diào)節(jié)池可以設(shè)置液下式攪拌器。加酸、堿采用比例控制式計量泵。對于高負荷的系統(tǒng)，根據(jù)顆粒化和pH調(diào)節(jié)的要求，當廢水堿度不夠需要補充堿度，甚至營養(yǎng)鹽N、P等。營養(yǎng)物的添加比例可按COD:N:P=200:5:1計算。1UASB反應(yīng)器體積的設(shè)計 UASB反應(yīng)器體積主要采用負荷計算法和水力停留時間計算法。 UASB反應(yīng)器一個重要的設(shè)計參數(shù)是有機負荷或水力停留時間。這個參數(shù)還不能從理論上推導(dǎo)得到，往往通過實驗取得。對于顆粒污泥和絮狀污泥反應(yīng)器的設(shè)計負荷是不相同的，各種工業(yè)廢水的有機負荷的參考值，可參有關(guān)設(shè)計手冊。一旦所需的有機負荷(或停留時間)確定，反應(yīng)器的體積可以很容易根據(jù)公式(15-1)計算：

14、（15-1） 而采用停留時間可用（15-2）式計算反應(yīng)器的體積： （15-2）式中：V 反應(yīng)器有效容積(m3)； Q 廢水流量(m3/d)； q 容積負荷kgCOD/(m3d)； HRT 水力停留時間(h)； So 進水有機物濃度，gCOD/L或gBOD5/L； K 常數(shù)。 在有機負荷選取時，對某種特定廢水，反應(yīng)器的容積負荷一般應(yīng)通過試驗確定，容積負荷值與反應(yīng)器的溫度、廢水的性質(zhì)和濃度有關(guān)。如果有同類型的廢水處理資料，可以作為參考選用。2反應(yīng)器池體 厭氧反應(yīng)器一般可采用矩形和圓形結(jié)構(gòu)。 對于圓形反應(yīng)器在同樣的面積下，其周長比正方形的少12。但是圓形反應(yīng)器的這一優(yōu)點僅僅在采用單個池子時才成立。當

15、建立兩個或兩個以上反應(yīng)器時，矩形反應(yīng)器可以采用共用壁。對于采用公共壁的矩形反應(yīng)器，池型的長寬比對造價也有較大的影響。因此如果不考慮地形和其他因素，這是一個在設(shè)計中需要優(yōu)化的參數(shù)。3反應(yīng)器的幾何尺寸(1) 反應(yīng)器的高度從運行方面考慮，采用反應(yīng)器高度的選擇要考慮如下影響因素： 高流速。增加污水系統(tǒng)擾動，從而增加污泥與進水有機物之間的接觸 但過高的流速會引起污泥流失，為保持足夠多的污泥，上升流速不能超過一定的限值，從而反應(yīng)器的高度也就會受到限制 在采用傳統(tǒng)的UASB系統(tǒng)的情況下，上升流速的平均值一般不超過0.5m/h 從經(jīng)濟上反應(yīng)器高度的選擇要考慮如下影響因素：土方工程隨池深增加而增加，但占地面積則

16、相反；高程選擇應(yīng)該使得污水(或出水)可不用或少用提升 考慮當?shù)氐臍夂蚝偷匦螚l件，一般將反應(yīng)器建造在半地下減少建筑和保溫費用 最經(jīng)濟的反應(yīng)器高度(深度)一般是在4到6m之間，并且在大多數(shù)情況下這也是系統(tǒng)最優(yōu)的運行范圍(2)反應(yīng)器的面積和反應(yīng)器的長、寬在反應(yīng)器的高度已知的情況下，反應(yīng)器的截面積的關(guān)系式如下： (15-3)式中：A 厭氧反應(yīng)器截面積； H 厭氧反應(yīng)器的高度。 在確定反應(yīng)器的容積和高度之后，對矩形池必須確定反應(yīng)器的長和寬。對于矩形和正方形池在同樣的面積下正方形池的周長比矩形池要小，從而矩形UASB需要更多的建筑材料。長寬比在4:1以上費用增加十分顯著。以表面積為600m2的反應(yīng)器為例，

17、長寬=30m20m的反應(yīng)器與15m40m的反應(yīng)器周長相差10，這意味著建筑費用要增加10。但是從布水均勻性考慮，矩形在長寬比較大較為合適。 單池從布水均勻性和經(jīng)濟性考慮，矩形池在長/寬在2:1以下較為合適。長/寬比在4:l時費用增加十分顯著； 4反應(yīng)器的升流速度高度確定后，UASB反應(yīng)器的高度與上升流速之間的關(guān)系表達如下：(1)反應(yīng)器的高度與上升流速(V)之間的關(guān)系表達如下： (15-4)(2)厭氧反應(yīng)器的上升流速V的選擇范圍為：0.1O.9m/h；對于厭氧(UASB)反應(yīng)器還有其他的流速關(guān)系(圖15-12)。Vs沉淀器表面流速(mh)Vg氣體的上升流速(mh)V0在沉淀器縫隙處流速(mh)

18、對于日平均上升流速的推薦值見下表：第五節(jié) 反應(yīng)器的詳細設(shè)計一反應(yīng)器的配水系統(tǒng)1配水孔口負荷 為了在反應(yīng)器底部獲得進水均勻的分布，有必要采用將進水分配到多個進水點的分配裝置。一個進水點服務(wù)的最大面積可按下表設(shè)計：采用UASB處理主要為溶解性廢水時進水管口負荷： 污泥類型每個進水口負荷（m2）負荷（kgCOD/m3d)顆粒污泥0.512122424絮狀污泥0.5122進水分配系統(tǒng) UASB反應(yīng)器進水系統(tǒng)有多種形式，進水系統(tǒng)兼有配水和水力攪拌的功能，為了保證這兩個功能的實現(xiàn)，需要滿足如下原則： 確保各單位面積的進水量基本相同，以防止短路等現(xiàn)象發(fā)生 盡可能滿足水力攪拌需要，保證進水有機物與污泥迅速混合

19、 很容易觀察到進水管的堵塞 當堵塞被發(fā)現(xiàn)后，很容易被清除 UASB反應(yīng)器底部設(shè)計按多槽形式設(shè)計，有利于布水均勻與克服死區(qū)。配水系統(tǒng)的形式有以下幾種：(1) 一管多孔配水方式(豐字穿孔管） 采用沿池長方向設(shè)置總布水管，沿池間隔設(shè)置配水橫管。在管上開孔方式為一管多孔布水。在一根管上均勻布水在理論上是可行，但實際僅能取得近似效果。應(yīng)盡可能避免在一個管上有過多的孔口。 幾個進水孔由一個進水管負擔，孔口流速不小于2m/s 為了增大出水孔的流速，也可采用脈沖間歇進水 配水管直徑不小于50cm，配水管中心距池底一般為2025cm(2) 分枝式配水方式 在一管多孔布水的形式上，沿各布水管采用分枝方式布水為分枝

20、式配水方式。為了配水均勻一般采用對稱布置。這種配水系統(tǒng)的特點是采用較長的配水支管增加沿程阻力，以達到布水均勻的目的。 支管出水口向下距池底約20cm，位于所服務(wù)面積的中心 出水管孔最小孔徑不宜15mm，一般在1525mm之間 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(2) 采用重力流布水方式(一管一孔) 如果進水水位差僅僅比反應(yīng)器的水位稍高(水位差小于lOcm)將經(jīng)常發(fā)生堵塞。因為進水的水頭不足以消除阻塞。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30cm很少發(fā)生這種堵塞。 用布水器時從布水器到布水口應(yīng)盡可能少地采用彎頭等非直管 上部管徑應(yīng)大于下部，可適

21、當?shù)乇苊獯蟮目諝馀葸M入反應(yīng)器 在反應(yīng)器底部采用較小直徑可以產(chǎn)生高的流速，從而產(chǎn)生較強的擾動，使進水與污泥之間密切的接觸 為了增強底部污泥和廢水之間的接觸，建議進水點距反應(yīng)器池底100200mm二、出水收集設(shè)備 出水裝置設(shè)置應(yīng)該在UASB反應(yīng)器的頂部盡可能均勻地收集處理過的廢水。大部分厭氧反應(yīng)器的出水堰與傳統(tǒng)沉淀池的出水裝置相同，即水平匯水槽在一定距離間隔設(shè)三角堰。為了出水均勻大部分的UASB反應(yīng)器采用多槽式的出水方式，而每個槽兩側(cè)帶有三角堰的方式。出水槽設(shè)置浮渣擋板，可以截留飄浮的固體。但是設(shè)有出水擋板容易形成污渣層，是否設(shè)擋板需根據(jù)處理的情況而定。 以上所述，出水裝置設(shè)計具體的原則如下： (

22、1)厭氧反應(yīng)器出水堰與沉淀池出水裝置相同，即匯水槽上加設(shè)三角堰； (2)出水設(shè)置應(yīng)設(shè)在厭氧反應(yīng)器頂部，盡可能均勻地收集處理過的廢水； (3)采用矩形反應(yīng)器時出水采用幾組平行出水堰的多槽出水方式； (4)采用圓形反應(yīng)器時可采用放射狀的多槽出水； (5)出水負荷參考二沉池負荷。三、氣、固、液三相分離裝置1三相分離器 在UASB反應(yīng)器中的三相分離器同時具有兩個功能： 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浮物沉淀下來 設(shè)計三相分離器的原則是：(1) 間隙和出水面的截面積比 這一面積比影響到進入沉淀區(qū)和保持在污泥相中的絮體的沉淀速度。(2) 分離器相對于出水液面的位置這個位置確定反應(yīng)

23、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 這個角度要使固體可滑回到反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)，在實際中是在4560之間。這個角度也確定了三相分離器的高度，從而確定了所需的材料。 三相分離器設(shè)計要點匯總： 進沉淀區(qū)的縫隙面積應(yīng)該占反應(yīng)器全部截面積的1520 在反應(yīng)器高度為57m時，集氣室的高度應(yīng)該在1.52m 反射板與隙縫之間的遮蓋應(yīng)該在100200mm以避免上升的氣體進入沉淀室 在出水堰之間應(yīng)該設(shè)置浮渣擋板 出氣管的直管應(yīng)該充足以保證從集氣室引出沼氣，特別是有泡沫的情況 在集氣室的上部應(yīng)該設(shè)置消泡噴嘴，當處理污水有嚴重泡沫問題時消泡2氣

24、體收集裝置 氣體收集裝置應(yīng)能有效地收集產(chǎn)生的沼氣，同時保持正常的氣液界面（保持一定的氣體釋放負荷）。氣體管徑應(yīng)該足夠大，避免氣體夾帶的固體(或泡沫)產(chǎn)生堵塞。 一般在產(chǎn)生的氣體送往儲氣柜之前，需被引導(dǎo)至通過水保持一定氣體壓力的水封罐中釋放，并可吸收氣體中的H2S,以及防止明火回罐。四、排泥設(shè)備 一般來講隨著反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度的增加，出水水質(zhì)會得到改善。但污泥超過一定高度，污泥將隨出水一起沖出反應(yīng)器。因此，當反應(yīng)器內(nèi)的污泥達到某一預(yù)定最大高度之后需要排泥。一般污泥排放應(yīng)該遵循事先建立的規(guī)程，在一定的時間間隔(如每周)排放一定體積的污泥，其等于這一期間所積累的量。更加可靠的方法是確定污泥濃度分布曲線

25、排泥。 原則上有兩種污泥排放方法： (1)從所希望的高程直接排放； (2)采用泵將污泥泵出。 污泥排泥的高度是重要的，它應(yīng)是排出低活性的污泥并將最好的高活性的污泥保留在反應(yīng)器中。一般在污泥床的底層將形成濃污泥，而在上層是稀的絮狀污泥。剩余污泥應(yīng)該從污泥床的上部排出。在反應(yīng)器底部的“濃”污泥可能由于積累顆粒和小沙粒使活性變低，這時建議偶爾從反應(yīng)器的底部排泥。這樣可以避免或減少在反應(yīng)器內(nèi)積累的砂礫。 (1)建議清水區(qū)高度O.51.5m； (2)污泥排放可采用定時排泥，周排泥一般為l2次； (3)需要設(shè)置污泥液面監(jiān)測儀，可根據(jù)污泥面高度確定排泥時間； (4)剩余污泥排泥點以設(shè)在污泥區(qū)中上部為宜； (

26、5)對于矩形池排泥應(yīng)沿池縱向多點排泥； (6)由于反應(yīng)器底部可能會積累顆粒物質(zhì)和小沙粒，應(yīng)考慮下部排泥的可能性，這樣可以避免或減少在反應(yīng)器內(nèi)積累的砂礫； (7)對一管多孔式布水管，可以考慮進水管兼作排泥或放空管。五、加熱和保溫 六、建筑材料 厭氧消化工藝產(chǎn)生腐蝕的環(huán)境，應(yīng)該盡可能的避免采用金屬材料。一般反應(yīng)器池壁最合適的建筑材料是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，也可采用經(jīng)過防腐或非腐蝕性材料。七、特殊設(shè)施1不同深度的污泥取樣點 從反應(yīng)器內(nèi)取出污泥樣品用來獲得污泥濃度沿深度的分布曲線，用來確定污泥的生物、化學(xué)或物理特性，以獲得關(guān)于污泥濃度和活性沿池深的函數(shù)關(guān)系。2監(jiān)測和控制設(shè)備 要使厭氧處理系統(tǒng)操作良好，就需要

27、合適的控制系統(tǒng)以及維持最佳環(huán)境條件。所需要的監(jiān)測和控制設(shè)備如下： 進液流量、溫度和PH的測量和記錄設(shè)備 反應(yīng)器溫度和PH(特別是在反應(yīng)器較低部位)的測量和記錄 沼氣產(chǎn)率、產(chǎn)氣組成(主要測CO2和H2S含量)的測量和記錄3防止臭氣和有害氣體釋放的裝置 厭氧過程常伴有臭氣產(chǎn)生，特別是會有相當量的H2S形成。為了避免臭氣污染操作環(huán)境，必須采取足夠的措施防止H2S從液面進入空氣。為此應(yīng)當將反應(yīng)器覆蓋起來并收集含有H2S的氣體，必要時可真空抽吸，然后適當處置。通過覆蓋反應(yīng)器上部的沉降區(qū)也可以減少腐蝕問題，因為在此情況下空氣進入的機會減少。從安全角度講，應(yīng)當避免空氣中的氧同這些氣體(甲烷、二氧化碳和硫化氫

28、)混合。 當出水硫化氫含量較多時，也可以使用后處理除去，例如使用化學(xué)沉淀法使其以FeS形式沉淀，或采用生物化學(xué)或化學(xué)氧化的方法將其轉(zhuǎn)變?yōu)閱钨|(zhì)硫或硫酸鹽。第六節(jié) 水解酸化1 水解工藝的基本原理 水解工藝屬于升流式厭氧污泥床反應(yīng)器技術(shù)范疇，伯力特等人根據(jù)微生物的生理種群，提出了厭氧消化三階段理論，該理論是當前較為公認的理論模式。第一階段，是在水解與發(fā)酵細菌作用下，使碳水化合物，蛋白質(zhì)和脂肪水解發(fā)酵轉(zhuǎn)化成單糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氫等；第二階段，是在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下，把第一階段的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成氫、二氧化碳和乙酸；第三階段，是通過兩組生理上不同的產(chǎn)甲烷菌的作用，一組把氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷

29、，另一組是對乙酸脫羧產(chǎn)生甲烷。從原理上講，水解是厭氧消化過程的第一、二兩個階段。 水解反應(yīng)器將厭氧消化控制在反應(yīng)時間較短的水解(酸化)段，將污水中懸浮有機污染物溶解、可溶有機物中部分復(fù)雜污染物（長鏈分子）轉(zhuǎn)化成小分子有機物，使其易于穿越細胞膜而被細胞吸收。水解作用的最終產(chǎn)物主要是短鏈的揮發(fā)性酸，如乙酸、丙酸、戊酸和己酸等。 在水解反應(yīng)器中，起作用的主要是兼氧微生物，它們在自然界中的數(shù)量較多，繁殖速度較快。因此水解反應(yīng)器可在較短的停留時間（HRT=2.5h）和相對高的水力負荷下（1.0m3/m2h）獲得較高的有機物和懸浮物去除率。 2.水解池的結(jié)構(gòu)和運行 結(jié)構(gòu)：水解池內(nèi)分污泥床區(qū)和清水層區(qū)，待處

30、理污水由反應(yīng)器底部進入池內(nèi)，并通過帶反射板的布水器與污泥床快速而均勻地混合。污泥床較厚，類似于過濾層，從而將進水中的顆粒物質(zhì)與膠體物質(zhì)迅速截留和吸附。 運行：由于污泥床內(nèi)含有高濃度的兼氧微生物，在池內(nèi)缺氧條件下，被截留下來的有機物質(zhì)在大量水解產(chǎn)酸菌作用下，將不溶性有機物水解為溶解性物質(zhì)，將大分子、難于生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的物質(zhì)（如有機酸類）；經(jīng)過水解后的污水可生化性進一步提高，并通過清水區(qū)而排出池外并進入后續(xù)好氧系統(tǒng)進一步處理。在水解酸化池中，主要以兼氧微生物為主，另含有部分甲烷菌。水解酸化池中COD的降低，主要是由于微生物的生長過程中吸收有機污染物作為營養(yǎng)物質(zhì)，以及大分子物質(zhì)降解

31、為有機酸過程中產(chǎn)生二氧化碳，同時還包括硫酸鹽的還原、氫氣的產(chǎn)生及少量的甲烷化過程等所致。3水解酸化池的特點 水解（酸化）工藝具有以下特點： 在城市污水處理中，多功能的水解（酸化）池較功能專一的傳統(tǒng)初沉池對各類有機物的去除效率高，節(jié)能降耗。 水解（酸化）池對各類有機物的去除率遠遠高于傳統(tǒng)的初沉池，其COD、BOD、SS去除率分別達到25-30%、15-25%、65-75%，從數(shù)量上降低了對后續(xù)處理構(gòu)筑物的負荷。水解池用較短的時間和較低的能耗完成了部分有機污染物的凈化過程較常規(guī)工藝節(jié)能35-40%。 污泥量減少，污泥穩(wěn)定 水解（酸化）工藝較常規(guī)初沉工藝污泥量減少了25-30%，整個工藝的剩余污泥最

32、終從水解酸化池排除，由于采用厭氧處理技術(shù)，在處理水的同時，也完成了對大部分污泥的減容處理，使得污水、污泥處理一體化，簡化了傳統(tǒng)處理工藝流程，水解（酸化）池內(nèi)污泥齡達1520d，污泥穩(wěn)定，剩余污泥量少，容易處理與處置。 基建費用低，運轉(zhuǎn)管理方便 水解（酸化）工藝基建費用較常規(guī)初沉池基建費用低，且不需要大量的水下設(shè)備維護，處理效果穩(wěn)定，管理方便。4. 水解（酸化）池的計算（1）水解（酸化）池池體計算 a.有效池容V有效的計算 水解（酸化）池有效池容V有效是根據(jù)污水在池內(nèi)的水力停留時間計算的。水解（酸化）池內(nèi)水力停留時間需根據(jù)污水可生化性、進水有機物濃度、當?shù)氐钠骄鶜鉁厍闆r綜合而定，一般為2.54.

33、5hr。對于待處理污水可生化性較好，且工程建設(shè)地處南方，氣溫較高，一般設(shè)計中水力停留時間取中間值HRT=3.5hr。例某工程設(shè)計流量Q=1667m3/h，取HRT=3.5hr，則有效池容為： V有效=QT式中： V有效水解酸化池的有效容積，單位m3; Q進入水解酸化池的廢水平均流量, 單位m3/h； T廢水在水解酸化池中的水力停留時間，單位hr;本工程Q=1667 m3/h；T=3.5hr，代入公式后：V有效=QHRT=16673.5=5834.5(m3)。b. 水解池中的流速及高度的計算 為了保持處理的高效率，必須保持池內(nèi)足夠多的活性污泥，同時要使進入反應(yīng)器的廢水盡量快地與活性污泥均勻混合，

34、增加活性污泥與進水有機物的接觸，這就要求上升流速越高越好。但過高的上升流速又會破壞活性污泥層對進水中SS的生物截留作用，并對活性污泥床進行沖刷，從而將活性污泥帶入反應(yīng)器的出水系統(tǒng)中，使活性污泥流失并使出水效果變差，所以保持合適的上升流速是必要的。 根據(jù)實際工程經(jīng)驗，水解酸化池內(nèi)上升流速v上升一般控制在0.81.8m/h較合適。本工程的上升流速v上升取1.6m/h，所以水解酸化池的有效高度為： H1= V上升HRT=1.63.5=5.6m 為了保證污水進入池內(nèi)后能與活性污泥層快速均勻地混合，所以本設(shè)計在池體下部專門設(shè)有多槽布水區(qū)。每條布水槽的截面為上寬下窄的梯形，其高度為0.9m，下部水力流速為2.2m/h，上部水力流速為1.6m/h。 池內(nèi)實際有效高度為：H有效= H1+0.9=6.5m，加上池內(nèi)超高取0.5m，水解池實際總高度為H= H有效+0.5=6.5+0.5=7m。c. 池體平面尺寸的確定 按有效池容計算，水解池有