【正文】 有效方法， 預(yù)處理包括格柵、集水沉渣池、水力篩、酸化調(diào)節(jié)池。 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。 集水沉渣池 由于場(chǎng)區(qū)排水管水位 水力篩 水力篩主體為由楔形鋼棒經(jīng)精密制成的不銹鋼弧形或平面過濾篩面，待處理廢水通過溢流堰均勻分布 到傾斜篩面上，由于篩網(wǎng)表面間隙小、平原種 豬場(chǎng)大型沼氣工程 設(shè)計(jì)方案 10 滑，背面間隙大，排水順暢 ,不易阻塞 。固態(tài)物質(zhì)被截留，過濾后的水從篩板縫隙中流出，同時(shí)在水力作用下，固態(tài)物質(zhì)被推到篩板下端排出，從而達(dá)到固液分離目的。 水力篩能有效地降低水中懸浮物濃度，減輕后續(xù)工序的處理負(fù)荷。同時(shí)也用于工業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行固液分離和回收有用物質(zhì)，是一種優(yōu)良的過濾或回收懸浮物、漂浮物、沉淀物等固態(tài)或膠體物質(zhì)的無動(dòng)力設(shè)備。 酸化調(diào)節(jié)池 酸化調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量的緩沖后續(xù)處理工序時(shí)間，同時(shí)起到進(jìn)一步沉淀和水解酸化的作用。 厭氧消化處理工 藝選擇 豬場(chǎng)廢水處理方法可簡(jiǎn)單地歸納為物理處理法、物理化學(xué)處理法、化學(xué)處理法和生物處理法，應(yīng)用最廣泛的是生物處理法，即主要通過微生物的生命代謝過程把污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為新的微生物細(xì)胞以及簡(jiǎn)單形式的無機(jī)物，從而達(dá)到去除有機(jī)物的目的。 、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)厭氧活性污泥來凈化有機(jī)污染物。有機(jī)污染物進(jìn)入池內(nèi)，經(jīng)過攪拌與池內(nèi)原有的厭氧活性污泥充分接觸后，通過厭氧微生物的吸附、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。 原種 豬場(chǎng)大型沼氣工程 設(shè)計(jì)方案 11 （ 2）厭氧接觸工藝反應(yīng)器 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原種 豬場(chǎng)大型沼氣工程 設(shè)計(jì)方案 12 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，然后上升流通過含有高濃度厭氧微生物的固體床。使廢液中的有機(jī)固原種 豬場(chǎng)大型沼氣工程 設(shè)計(jì)方案 13 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。 集中典型的 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 下表： 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 完全混合厭氧反應(yīng)器（ CSTR） 投資小、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單 容積負(fù)荷率低，效率較低，出水水質(zhì)較差 適用于 SS含量很高的污泥處理 厭氧接觸反應(yīng)器 投資較省、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，容積負(fù)荷率較高，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng) 停留時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，出水水質(zhì)相對(duì)較差 適用于高濃度、高懸浮物的有機(jī)廢水 厭氧濾器（ AF） 處理效率高，耐負(fù)荷能力強(qiáng)，出水 水質(zhì)相對(duì)較好 投資較大，反應(yīng)器容易短路和堵塞 適用于 SS 含量較低的有機(jī)廢水 上流式厭氧污泥床 處理效率高，耐負(fù)荷 投資相對(duì)較大，對(duì)廢 適用于 SS 含量適低原種 豬場(chǎng)大型沼氣工程 設(shè)計(jì)方案 14 反應(yīng)器（ UASB） 能 力強(qiáng)，出水水質(zhì)相對(duì)較好 水 SS 含量要求嚴(yán)格 的有機(jī)廢水 膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器（ EGSB） 處理效率較高，負(fù)荷能力強(qiáng)，出水水質(zhì)相對(duì)較好 投資相對(duì)較大，對(duì)廢水 SS 含量要求嚴(yán)格 適用于 SS 含量較少和濃度相對(duì)較低的有機(jī)廢水 升流式厭氧固體反應(yīng)器（ USR） 處理效率較高，投資較省、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，容積負(fù)荷率較高 對(duì)進(jìn)料均布性要求高，當(dāng) 含固率達(dá)到一定程度時(shí)，必須采取強(qiáng)化措施。 適用于含固量高的有機(jī)廢水 厭氧工藝的選擇確定 從以上列表可知，各種類型的厭氧工藝各有其優(yōu)缺點(diǎn)和使用范圍，在一定的條件下選擇適當(dāng)?shù)墓に囆褪绞菂捬跆幚沓晒Φ年P(guān)鍵所在。對(duì)于本項(xiàng)目而言，由于需將全部豬糞和部分沖洗水一起混合均勻后進(jìn)入?yún)捬豕捱M(jìn)行厭氧發(fā)酵處理，其廢水中含固量很高，因此，選擇升流式厭氧固體反應(yīng)器（ USR）是較為合適的。 本項(xiàng)目設(shè)計(jì)含固率為 10%。對(duì)于高含固率來料，為避免進(jìn)料分布不均勻問題，必須強(qiáng)化其進(jìn)料的局部混合性。設(shè)計(jì)上底部 配置攪拌機(jī)，以間歇混合攪拌方式來實(shí)現(xiàn)。我們定義該方式為 USRPM。 選擇 USRPM處理工藝，反應(yīng)器的固體滯留期（ SRT）和微生物滯留期（ MRT）遠(yuǎn)大于水力滯留期（ HRT）。厭氧罐頂部在出水溢流渠前設(shè)置擋渣板，可以減少罐內(nèi)內(nèi)懸浮固體物質(zhì)的流失，提高了固體滯留期（ SRT）。固體有機(jī)物的分解率與 SRT 呈正相關(guān)，固體滯留期（ SRT）加長(zhǎng)，消化效率就大幅度提高；剩余厭氧微生物在重力的作用下沉淀下來，累積在固體床下部，使反應(yīng)器微生物滯留期（ MRT）加長(zhǎng)，既提高處理效率，又降低微生物對(duì)外加營養(yǎng)物質(zhì)的需求，減少 污泥的量。 本設(shè)計(jì)方案選擇 USRPM為厭氧處理工藝。 原種 豬場(chǎng)大型沼氣工程 設(shè)計(jì)方案 15 處理工藝選擇 預(yù)處理工藝選擇 厭氧反應(yīng)器結(jié)構(gòu)選擇 普通的厭氧反應(yīng)器均采用鋼砼結(jié)構(gòu)。近年來為了縮短施工周期，節(jié)省建筑材料，提高反應(yīng)池的施工質(zhì)量，建設(shè)美觀大方的 沼氣工程 處理裝置，也多有采用新材料、新技術(shù)建造的厭氧反應(yīng)器。典型的有德國的利普（ Lipp）公司的利普罐和德國 Farmetic 公司的搪瓷拼裝罐。這些技術(shù)應(yīng)用金屬朔性加工中的加工硬化原理和薄殼結(jié)構(gòu)原理，通過專用技術(shù)和設(shè)備將鍍鋅或搪瓷拼裝建造成。 鋼筋混 凝土制罐技術(shù) 鋼筋混凝土技術(shù)利用鋼筋的抗拉強(qiáng)度和混凝土的抗壓強(qiáng)度上各自的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，通過現(xiàn)場(chǎng)澆注，可以得到較好的強(qiáng)度和防水性能的罐體，由于混凝土具有耐酸堿，耐溫便等的性能，能夠很好的保護(hù)內(nèi)部鋼筋，使之免受腐蝕，因此結(jié)構(gòu)具有很好的防腐性能，結(jié)構(gòu)成型后，進(jìn)行簡(jiǎn)單的防腐和防滲處理就可以滿足工程需要，使用壽命長(zhǎng)，可達(dá) 50 年，后期維護(hù)和運(yùn)行管理費(fèi)用較低。 搪瓷拼裝制罐技術(shù) 拼裝制罐技術(shù)使用軟性搪瓷或其他防腐預(yù)制鋼板，以快速低耗的現(xiàn)場(chǎng)拼裝使之成型，預(yù)制鋼板采用栓接方式拼裝，栓接處加特制密封材 料防漏。此種預(yù)制鋼板形成的保護(hù)層不僅能阻止罐體腐蝕，而且具有抗酸堿的功能。拼裝罐具有技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)良、耐腐蝕性好、維修便利、外觀美觀，可原種 豬場(chǎng)大型沼氣工程 設(shè)計(jì)方案 16 拆遷等特點(diǎn)，其使用壽命達(dá) 30 年。 利浦制罐技術(shù) 利浦制罐技術(shù)利用金屬塑性加工中的加工硬化原理和薄殼結(jié)構(gòu)原理，通過專用技術(shù)和設(shè)備，將一定規(guī)格的鋼板，應(yīng)用 “螺旋、雙折邊、咬合 “工藝來建造圓型的 LIPP 池、罐。由于是機(jī)械化、自動(dòng)化制作和采用薄鋼板作為建筑材料， LIPP 技術(shù)具有施工周期短，造價(jià)較低，質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。 結(jié)合本工程特點(diǎn)，主體厭氧反應(yīng)器選擇鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)， 以方便使用和運(yùn)行管理。 厭氧反應(yīng)器配置選擇 高濃度厭氧反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置一臺(tái)攪拌器，使進(jìn)料均勻分布于罐體底部并充分與厭氧微生物接觸。低濃度靠沼氣產(chǎn)氣過程以及進(jìn)料過程并增加物料內(nèi)循環(huán)泵實(shí)現(xiàn)物料的攪拌。 罐底設(shè)排渣系統(tǒng)，定期將罐底惰性污泥排出。排出的污泥進(jìn)入沼肥儲(chǔ)存池，然后運(yùn)送到下一個(gè)處理單元。反應(yīng)器上部設(shè)排水系統(tǒng)。排水采用堰槽出水方式，溢流進(jìn)入下一個(gè)處理單元。 保溫與增溫選擇 厭氧消化反應(yīng)過程受溫度影響很大，本項(xiàng)目厭氧處理單元設(shè)計(jì)為中溫，其最佳溫度范圍為 35～ 38℃ 。 為了保證厭氧反應(yīng)在冬季仍可正常運(yùn)行，必須對(duì)系統(tǒng)實(shí)施整體保溫措施，同時(shí)還需對(duì)厭氧消化罐進(jìn)水進(jìn)行增溫處理。 保溫 系統(tǒng)整體保溫包括管道、閥門保溫；配料池、厭氧消化罐以及儲(chǔ)氣柜的保溫。對(duì)于各種管路能地埋的則地埋，地上管路采用北方地區(qū)常規(guī)保原種 豬場(chǎng)大型沼氣工程 設(shè)計(jì)方案 17 溫方式實(shí)現(xiàn)；對(duì)厭氧消化罐、沼氣儲(chǔ)氣柜，采用聚苯乙烯和聚氨酯等材料進(jìn)行強(qiáng)化保溫。另外，在厭氧反應(yīng)器旁邊設(shè)置一個(gè)沼氣凈化間，盡可能地將管路、閥門設(shè)置在該房間內(nèi)，起到保溫作用。 增溫 增溫能耗主要分為兩部分，一部分為把參與反應(yīng)物料的溫度由常溫提升到反應(yīng)溫度，這一過程主要在進(jìn)料 池中進(jìn)行，另一部分是保證 USR 反應(yīng)器在相對(duì)穩(wěn)定的溫度下運(yùn)行，補(bǔ)償其運(yùn)行過程中散失到環(huán)境中的能量。為降低反應(yīng)過程中的能耗，在本設(shè)計(jì)中一方