【正文】 設(shè)計(jì)范圍 整個(gè)方案是以厭氧消化為技術(shù)核心，結(jié)合其它工藝技術(shù)的“生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟(jì)”模式，其內(nèi)容主要包括： ? 機(jī)械設(shè)備選型與設(shè)計(jì) ? 建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ? 平面與高程設(shè)計(jì) ? 人員編制設(shè)計(jì) 2 沼氣工程工藝流程設(shè)計(jì) 處理工藝選擇 預(yù)處理工藝選擇 預(yù)處理包括格柵、集水池、集糞池、配料池、等處理單元。 為了 真正做到減量化、資源化、無(wú)害化，達(dá)到處理結(jié)果零排放的目標(biāo)，本工程采用將糞污收集后投放到預(yù)處理單元，與其它污染物一起進(jìn)入?yún)捬跸捱M(jìn)行厭氧發(fā)酵處理。這條工藝路線不僅能獲得較大的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化資源，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了糞污減量化、無(wú)害化處理。 糞污水由匯集管網(wǎng)運(yùn)送至預(yù)處理單元，經(jīng)與場(chǎng)區(qū)沖刷水混合后進(jìn)行厭氧處理。 1格柵 格柵的作用是去除廢水中的大粒徑固體物質(zhì)，如懸浮物、漂浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運(yùn)行。 2集水池 集水池的功能是儲(chǔ)存沼氣工程中需要的補(bǔ)充水，該水來(lái)自養(yǎng)殖區(qū)沖刷水。 集水池水安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 由提升泵泵入進(jìn)料池。 3 集糞池 集糞池用來(lái)暫存豬場(chǎng)輸送來(lái)的豬糞，通過(guò)集水池污水沖洗到進(jìn)料池。 4 進(jìn)料斗 進(jìn)料池的功能是將豬糞配比為含固率在 6%左右的混合液。 進(jìn)料料時(shí)間階段安排有幾種選擇，最好的時(shí)間安排為全天 24 小時(shí)均勻分配，但客觀上幾乎不可能實(shí)現(xiàn)。我們選擇批次配比方式，每天 24 小時(shí)內(nèi)分 2 批完成配比操作，每次 1小時(shí)進(jìn)行。 厭氧消化處理工藝選擇 厭氧消化工藝包括進(jìn)料單元、厭氧消化單元、保溫增溫單元、以及沼肥運(yùn)輸管網(wǎng)等構(gòu)成。 進(jìn)料方式選擇 進(jìn)料池內(nèi)物料由 提升泵向厭氧消化單元進(jìn)料。由于物料濃度高，提升泵采用單螺桿泵。進(jìn)料方式有若干種選擇，可以采用均勻進(jìn)料，也可采用分批進(jìn)料方式。進(jìn)料方式與沼氣釋放量密切相關(guān)，通過(guò)進(jìn)料方式可以調(diào)控沼氣釋放階段，一般情況下，強(qiáng)進(jìn)料階段沼氣釋放量會(huì)大幅度增大。本工程設(shè)計(jì)采取分 2 批輪流進(jìn)料方式。 厭氧處理工藝選擇 各類厭氧工藝性能概述 （ 1）完全混合厭氧工藝（ CSTR） 傳統(tǒng)的完全混合厭氧工藝（ CSTR）是借助消化池內(nèi)厭氧活性污泥來(lái)凈化有機(jī)污染物。有機(jī)污染物進(jìn)入池內(nèi)，經(jīng)過(guò)攪拌與池內(nèi)原有的厭氧活性污泥充分接觸后 ，通過(guò)厭氧微生物的吸附、吸收和生物降解，使廢水中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為沼氣。完全混合厭氧工藝池體體積較大，負(fù)荷較低，其污泥停留時(shí)間等于水力停留時(shí)間，因此不能在反應(yīng)器內(nèi)積累起足夠濃度的污泥，一般僅用于城市污水廠的剩余好氧污泥以及糞便的厭氧消化處理。 （ 2）厭氧接觸工藝反應(yīng)器 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 厭氧接觸工藝反應(yīng)器是完全混合式的，是在連續(xù)攪拌完全混合式厭氧消化反應(yīng)器（ CSTR）的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)的一種較高效率的厭氧反應(yīng)器。反應(yīng)器排出的混合液首先在沉淀池中進(jìn)行固液分離，污水由沉淀池上部排出，沉淀池下部的污泥被回流至厭氧消化池內(nèi)。這樣 的工藝既保證污泥不會(huì)流失，又可提高厭氧消化池內(nèi)的污泥濃度，從而提高了反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷率和處理效率，與普通厭氧消化池相比，可大大縮短水力停留時(shí)間。目前，全混合式的厭氧接觸反應(yīng)器已被廣泛應(yīng)用于 SS濃度較高的廢水處理中。 （ 3）厭氧濾器（ AF） 厭氧濾器是采用填充材料作為微生物載體的一種高速厭氧反應(yīng)器，厭氧菌在填充材料上附著生長(zhǎng)，形成生物膜。生物膜與填充材料一起形成固定的濾床。厭氧濾床可分為上流式厭氧濾床和下流式厭氧濾床二種。污水在流動(dòng)過(guò)程中生長(zhǎng)并保持與充滿厭氧細(xì)菌的填料接觸，因?yàn)榧?xì)菌生長(zhǎng)在填料上將不隨出水流 失，在短的水力停留時(shí)間下可取得較長(zhǎng)的污泥泥齡。厭氧濾器的缺點(diǎn)是填料載體價(jià)格較貴，反應(yīng)器建造費(fèi)用較高，此外，當(dāng)污水中 SS含量較高時(shí)，容易發(fā)生短路和堵塞。 （ 4）上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（ UASB） 待處理的廢水被引入 UASB 反應(yīng)器的底部，向上流過(guò)由絮狀或顆粒狀厭氧污泥的污泥床。隨著污水與污泥相接觸而發(fā)生厭氧反應(yīng)，產(chǎn)生沼氣引起污泥床的擾動(dòng)。在污泥床產(chǎn)生的沼氣有一部分附著在污泥顆粒上，自由氣泡和附著在污泥顆粒上的氣泡上升至反應(yīng)器的上部。污泥顆粒上升撞擊到三相分離器擋板的下部，這引起附著的氣泡釋放；脫氣的污泥顆粒 沉淀回到污泥層的表面。自由狀態(tài)下的沼氣和由污泥顆粒釋放的氣體被收集在三相分離器錐頂部的集氣室內(nèi)。液體中包含一些剩余的固體物和生物顆粒進(jìn)入到三相分離器的沉淀區(qū)內(nèi)，剩余固體物和生物顆粒從液體中分離并通過(guò)三相分離器的錐板間隙回到污泥層。 UASB 反應(yīng)器的特點(diǎn)在于可維持較高的污泥濃度，很長(zhǎng)的污泥泥齡（ 30天以上）， 較高的進(jìn)水容積負(fù)荷率，從而大大提高了厭氧反應(yīng)器單位體積的處理能力。但是對(duì)于 SS含量很高的污水，由于三相分離器泥、氣、水分離能力的限制，不可避免地造成出水中含泥量很高，整個(gè)系統(tǒng)的投資費(fèi)用也較大。 （ 5） 膨脹 顆粒污泥床反應(yīng)器（ EGSB） EGSB 是在 UASB 反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)相似，所不同的是在 EGSB 反應(yīng)器中采用相當(dāng)高的上流速度，因此，在 EGSB 反應(yīng)器中顆粒污泥處于完全或部分“膨脹化”的狀態(tài)，即污泥床的安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 體積由于顆粒之間的平均距離的增加而擴(kuò)大。為了提高上升速度， EGSB 反應(yīng)器采用較大的高度與直徑比和很大的回流比。在高速上升速度和產(chǎn)氣的攪拌作用下，廢水與顆粒污泥間的接觸更充分，因此可允許廢水在反應(yīng)器中有很短的水力停留時(shí)間，從而 EGSB 可以高速地處理濃度較低的有機(jī)廢水。 （ 6）升流式厭氧固體反應(yīng)器（ USR） 升流式厭 氧固體反應(yīng)器是一種新型的專用以處理固體物含量較大的反應(yīng)器，其構(gòu)造特點(diǎn)是反應(yīng)器內(nèi)不設(shè)三相分離器和其它構(gòu)件。含高有機(jī)物固體含量（大于 5%）的廢液由池底配水系統(tǒng)進(jìn)入，均勻地分布在反應(yīng)器的底部，然后上升流通過(guò)含有高濃度厭氧微生物的固體床。使廢液中的有機(jī)固體與厭氧微生物充分接觸反應(yīng)，有機(jī)固體被液化發(fā)酵和厭氧分解，約有 60%左右的有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為沼氣。而產(chǎn)生的沼氣隨水流上升具有攪拌混合作用，促進(jìn)了固體與微生物的接觸。由于重力作用固體床區(qū)有自然沉淀作用，比重較大的固體物（包括微生物、未降解的固體和無(wú)機(jī)固體等）被累積在固體床 下部，使反應(yīng)器內(nèi)保持較高的固體量和生物量，可使反應(yīng)器有較長(zhǎng)的微生物和固體滯留時(shí)間。通過(guò)固體床的水流從池頂?shù)某鏊缌髦脸赝狻Ｔ诔鏊缌髑霸O(shè)置擋渣板，可減少池內(nèi) SS 的流失，在反應(yīng)器液面會(huì)形成一層浮渣層，在長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中，浮渣層達(dá)到一定厚度后趨于動(dòng)態(tài)平衡。不斷有固體被沼氣攜帶到浮渣層，同時(shí)也有經(jīng)脫氣的固體返回到固體床區(qū)。由于沼氣要透過(guò)浮渣層進(jìn)入到反應(yīng)器頂部的集氣室，對(duì)浮渣層產(chǎn)生一定的“破碎”作用。對(duì)于生產(chǎn)性反應(yīng)器由于浮渣層表面積較大，浮渣層不會(huì)引起堵塞。集氣室中的沼氣經(jīng)導(dǎo)管引出池外進(jìn)入沼氣貯柜。反應(yīng)池設(shè)排 泥管可將多余的污泥和下沉在底部的惰性物質(zhì)定期排除。 幾種典型的厭氧反應(yīng)器適用性能比較 幾種典型的厭氧反應(yīng)器適用性能比較見(jiàn)表 51。 表 51 厭氧反應(yīng)器適用性能比較表 反應(yīng)器名稱 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用范圍 升流式固體反應(yīng)器（ USR） ，反應(yīng)器內(nèi)不設(shè)三相分離器不需要污泥回流，投資較省； ，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行管理方較高，在設(shè)計(jì)施工中技術(shù)要求較高； 固量高時(shí)，要采取強(qiáng)化攪拌措施。 豬糞、雞鴨糞等纖維含量少的糞種 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 便，維修量少； ，運(yùn)行費(fèi)用較低； d. SRT 和 MRT 較長(zhǎng)，處理效率高。 完全混合厭氧反應(yīng)器（ CSTR） 、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單； ，避免了浮渣結(jié)殼、堵塞、氣體逸出不暢現(xiàn)象； 強(qiáng) . 做到使 SRT 和 MRT 在大于 HRT 的情況下運(yùn)行，所以需要反應(yīng)器體積較大； ，能量消耗較高； 未完全消化，微生物隨出料而流失。 各種糞種，主要適用于牛糞 厭氧接觸反應(yīng)器 、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單； 率高， 強(qiáng) . 長(zhǎng)； 裝置； 池來(lái)收集污泥。 各種糞種 塞流式反應(yīng)器（ PFR） ，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能耗低； SS廢水的處理，尤其適用于豬糞的厭氧消化，用于農(nóng)場(chǎng)有較好的經(jīng)濟(jì)效益； ，故障少，穩(wěn)定性高 池底，影響反應(yīng)器的有效體積，使 HRT 和SRT 降低，效率較低； 的回流作為接種物； /體積比較大，反應(yīng)器內(nèi)難以保持 一致的溫度； ； ，能耗高。 各種糞種 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 上流式厭氧污泥床 (UASB) ，消化器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，