【正文】 有效方法， 預處理包括格柵、集水沉渣池、水力篩、酸化調節(jié)池。 格柵 格柵的作用是去除廢水中的大粒徑固體物質，如懸浮物、漂浮物、纖維物質和固體顆粒物質，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運行。 集水沉渣池 由于場區(qū)排水管水位 水力篩 水力篩主體為由楔形鋼棒經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，由于篩網表面間隙小、平原種 豬場大型沼氣工程 設計方案 10 滑，背面間隙大，排水順暢 ,不易阻塞 。固態(tài)物質被截留，過濾后的水從篩板縫隙中流出，同時在水力作用下，固態(tài)物質被推到篩板下端排出，從而達到固液分離目的。 水力篩能有效地降低水中懸浮物濃度，減輕后續(xù)工序的處理負荷。同時也用于工業(yè)生產中進行固液分離和回收有用物質，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)或膠體物質的無動力設備。 酸化調節(jié)池 酸化調節(jié)池調節(jié)水質、水量的緩沖后續(xù)處理工序時間，同時起到進一步沉淀和水解酸化的作用。 厭氧消化處理工 藝選擇 豬場廢水處理方法可簡單地歸納為物理處理法、物理化學處理法、化學處理法和生物處理法，應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物轉化為新的微生物細胞以及簡單形式的無機物，從而達到去除有機物的目的。 、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）是借助消化池內厭氧活性污泥來凈化有機污染物。有機污染物進入池內，經過攪拌與池內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，使廢水中的有機污 染物轉化為沼氣。完全混合厭氧工藝池體體積較大，負荷較低，其污泥停留時間等于水力停留時間，因此不能在反應器內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 豬場大型沼氣工程 設計方案 11 （ 2）厭氧接觸工藝反應器 厭氧接觸工藝反應器是完全混合式的，是在連續(xù)攪拌完全混合式厭氧消化反應器（ CSTR）的基礎上進行了改進的一種較高效率的厭氧反應器。反應器排出的混合液首先在沉淀池中進行固液分離，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。這樣的工藝既保證污泥不會流失，又可提高厭氧消化池內的污泥濃 度，從而提高了反應器的有機負荷率和處理效率，與普通厭氧消化池相比，可大大縮短水力停留時間。目前，全混合式的厭氧接觸反應器已被廣泛應用于 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器，厭氧菌在填充材料上附著生長，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。污水在流動過程中生長并保持與充滿厭氧細菌的填料接觸，因為細菌生長在填料上將不隨出水流失，在短的水力停留時間下可取得較長的污泥泥齡。厭氧濾 器的缺點是填料載體價格較貴，反應器建造費用較高，此外，當污水中 SS 含量較高時，容易發(fā)生短路和堵塞。 （ 4）上流式厭氧污泥床反應器（ UASB） 待處理的廢水被引入 UASB 反應器的底部，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，產生沼氣引起污泥床的擾動。在污泥床產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 豬場大型沼氣工程 設計方案 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。液體中包含一些剩余的固體物和生物顆粒進入到三相分離器的沉淀區(qū)內，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 反應器的特點在于可維持較高的污泥濃度，很長的污泥泥齡（ 30天以上）， 較高的進水容積負荷率，從而大大提高了厭氧反應器單位體積的處理能力。但是對于 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，整個系統(tǒng)的投資費用也較大。 （ 5）膨脹顆粒污泥床反應器（ EGSB） EGSB 是在 UASB 反應器的結構相似，所不同的是在 EGSB 反應器中采用相當高的上流速度，因此，在 EGSB 反應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大。為了提高上升速度， EGSB 反應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器中有很短的水力停留時間，從而 EGSB 可以高速地處理濃度較低的有機廢水。 （ 6）升流式厭氧固體反應器（ USR） 升流式厭氧固體反應器是一種新型的專用以處 理固體物含量較大的反應器，其構造特點是反應器內不設三相分離器和其它構件。含高有機物固體含量（大于 5%）的廢液由池底配水系統(tǒng)進入，均勻地分布在反應器的底部，然后上升流通過含有高濃度厭氧微生物的固體床。使廢液中的有機固原種 豬場大型沼氣工程 設計方案 13 體與厭氧微生物充分接觸反應，有機固體被液化發(fā)酵和厭氧分解，約有 60%左右的有機物被轉化為沼氣。而產生的沼氣隨水流上升具有攪拌混合作用，促進了固體 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固體等）被累積在固體床下部，使反應器內保持較高的固體 量和生物量，可使反應器有較長的微生物和固體滯留時間。通過固體床的水流從池頂的出水渠溢流至池外。在出水溢流渠前設置擋渣板，可減少池內 SS 的流失，在反應器液面會形成一層浮渣層，在長期穩(wěn)定運行過程中，浮渣層達到一定厚度后趨于動態(tài)平衡。不斷有固體被沼氣攜帶到浮渣層，同時也有經脫氣的固體返回到固體床區(qū)。由于沼氣要透過浮渣層進入到反應器頂部的集氣室，對浮渣層產生一定的 “破碎 ”作用。對于生產性反應器由于浮渣層表面積較大，浮渣層不會引起堵塞。集氣室中的沼氣經導管引出池外進入沼氣貯柜。反應池設排泥管可將多余的污泥和下沉在底部 的惰性物質定期排除。 集中典型的 厭氧反應器適用性能比較 幾種典型的厭氧反應器適用性能比較見 下表： 厭氧反應器適用性能比較表 反應器名稱 優(yōu)點 缺點 適用范圍 完全混合厭氧反應器（ CSTR） 投資小、運行管理簡單 容積負荷率低，效率較低，出水水質較差 適用于 SS含量很高的污泥處理 厭氧接觸反應器 投資較省、運行管理簡單，容積負荷率較高，耐沖擊負荷能力強 停留時間相對較長，出水水質相對較差 適用于高濃度、高懸浮物的有機廢水 厭氧濾器（ AF） 處理效率高，耐負荷能力強，出水 水質相對較好 投資較大，反應器容易短路和堵塞 適用于 SS 含量較低的有機廢水 上流式厭氧污泥床 處理效率高，耐負荷 投資相對較大，對廢 適用于 SS 含量適低原種 豬場大型沼氣工程 設計方案 14 反應器（ UASB） 能 力強，出水水質相對較好 水 SS 含量要求嚴格 的有機廢水 膨脹顆粒污泥床反應器（ EGSB） 處理效率較高，負荷能力強，出水水質相對較好 投資相對較大，對廢水 SS 含量要求嚴格 適用于 SS 含量較少和濃度相對較低的有機廢水 升流式厭氧固體反應器（ USR） 處理效率較高，投資較省、運行管理簡單，容積負荷率較高 對進料均布性要求高，當 含固率達到一定程度時，必須采取強化措施。 適用于含固量高的有機廢水 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)缺點和使用范圍，在一定的條件下選擇適當的工藝型式是厭氧處理成功的關鍵所在。對于本項目而言，由于需將全部豬糞和部分沖洗水一起混合均勻后進入厭氧罐進行厭氧發(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器（ USR）是較為合適的。 本項目設計含固率為 10%。對于高含固率來料，為避免進料分布不均勻問題，必須強化其進料的局部混合性。設計上底部 配置攪拌機，以間歇混合攪拌方式來實現。我們定義該方式為 USRPM。 選擇 USRPM處理工藝，反應器的固體滯留期（ SRT）和微生物滯留期（ MRT）遠大于水力滯留期（ HRT）。厭氧罐頂部在出水溢流渠前設置擋渣板，可以減少罐內內懸浮固體物質的流失，提高了固體滯留期（ SRT）。固體有機物的分解率與 SRT 呈正相關，固體滯留期（ SRT）加長，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，使反應器微生物滯留期（ MRT）加長，既提高處理效率，又降低微生物對外加營養(yǎng)物質的需求，減少 污泥的量。 本設計方案選擇 USRPM為厭氧處理工藝。 原種 豬場大型沼氣工程 設計方案 15 處理工藝選擇 預處理工藝選擇 厭氧反應器結構選擇 普通的厭氧反應器均采用鋼砼結構。近年來為了縮短施工周期，節(jié)省建筑材料，提高反應池的施工質量，建設美觀大方的 沼氣工程 處理裝置，也多有采用新材料、新技術建造的厭氧反應器。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。這些技術應用金屬朔性加工中的加工硬化原理和薄殼結構原理，通過專用技術和設備將鍍鋅或搪瓷拼裝建造成。 鋼筋混 凝土制罐技術 鋼筋混凝土技術利用鋼筋的抗拉強度和混凝土的抗壓強度上各自的優(yōu)勢，實現優(yōu)勢互補，通過現場澆注，可以得到較好的強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，能夠很好的保護內部鋼筋，使之免受腐蝕，因此結構具有很好的防腐性能，結構成型后，進行簡單的防腐和防滲處理就可以滿足工程需要，使用壽命長，可達 50 年，后期維護和運行管理費用較低。 搪瓷拼裝制罐技術 拼裝制罐技術使用軟性搪瓷或其他防腐預制鋼板，以快速低耗的現場拼裝使之成型，預制鋼板采用栓接方式拼裝，栓接處加特制密封材 料防漏。此種預制鋼板形成的保護層不僅能阻止罐體腐蝕，而且具有抗酸堿的功能。拼裝罐具有技術先進、性能優(yōu)良、耐腐蝕性好、維修便利、外觀美觀，可原種 豬場大型沼氣工程 設計方案 16 拆遷等特點，其使用壽命達 30 年。 利浦制罐技術 利浦制罐技術利用金屬塑性加工中的加工硬化原理和薄殼結構原理，通過專用技術和設備，將一定規(guī)格的鋼板，應用 “螺旋、雙折邊、咬合 “工藝來建造圓型的 LIPP 池、罐。由于是機械化、自動化制作和采用薄鋼板作為建筑材料， LIPP 技術具有施工周期短，造價較低，質量好等優(yōu)點。 結合本工程特點，主體厭氧反應器選擇鋼筋混凝土結構， 以方便使用和運行管理。 厭氧反應器配置選擇 高濃度厭氧反應器內設置一臺攪拌器，使進料均勻分布于罐體底部并充分與厭氧微生物接觸。低濃度靠沼氣產氣過程以及進料過程并增加物料內循環(huán)泵實現物料的攪拌。 罐底設排渣系統(tǒng)，定期將罐底惰性污泥排出。排出的污泥進入沼肥儲存池，然后運送到下一個處理單元。反應器上部設排水系統(tǒng)。排水采用堰槽出水方式，溢流進入下一個處理單元。 保溫與增溫選擇 厭氧消化反應過程受溫度影響很大，本項目厭氧處理單元設計為中溫，其最佳溫度范圍為 35～ 38℃ 。 為了保證厭氧反應在冬季仍可正常運行，必須對系統(tǒng)實施整體保溫措施，同時還需對厭氧消化罐進水進行增溫處理。 保溫 系統(tǒng)整體保溫包括管道、閥門保溫；配料池、厭氧消化罐以及儲氣柜的保溫。對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 豬場大型沼氣工程 設計方案 17 溫方式實現；對厭氧消化罐、沼氣儲氣柜，采用聚苯乙烯和聚氨酯等材料進行強化保溫。另外，在厭氧反應器旁邊設置一個沼氣凈化間，盡可能地將管路、閥門設置在該房間內，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物料的溫度由常溫提升到反應溫度，這一過程主要在進料 池中進行，另一部分是保證 USR 反應器在相對穩(wěn)定的溫度下運行，補償其運行過程中散失到環(huán)境中的能量。為降低反應過程中的能耗，在本設計中一方