污水的深度處理與回用(文件)
【正文】 與清水十分相似。由于污泥會在管道沉積，從而加大 Hf，應(yīng)予以修正（見 p336圖 8－ 3），以利于選擇適宜的水泵。 污泥中的水分分類：空隙水（ 70％）、毛細水（ 20％）、 吸附水和顆粒內(nèi)部水（ 10％）。 1） 重力濃縮理論與連續(xù)式重力濃縮池的設(shè)計 a、固體通量法：在單位時間內(nèi)通過單位面積的固體重量。其公式表達為G=Gi+Gu=ViCi+uCi=(ViCi+) 式中： Gi為污泥重力沉降產(chǎn)生的固體通量 (Kg/)； Ci為污泥濃度 (Kg/m3)； Vi污泥濃度為 Ci時的污泥重力沉降速度 (m/h)； Gu為二沉池下向流固體通量 (Kg/)； u二沉池底流濃度為 Cu時的底流速度 (m/h)； 二沉池的底流量 (m3/h),包括剩余污泥量和回流污泥量； A二沉池斷面面積 (m2)； Cu二沉池污泥的底流濃度 (Kg/m3)； 在上式中 ,Gi是與活性污泥的自身沉降性能有關(guān)的固體通量 ,它僅僅與二沉池中污泥顆粒沉降速度有關(guān)，可以通過污泥沉降實驗測出。在實際設(shè)計過程中往往選擇幾個不同的值來進行估算。最低點的橫坐標(biāo) CL，為污泥的極限固體濃度。反之，必然加大底流速度，降低底流排泥濃度，維持較高的總固體通量（直線 3）。 根據(jù) GL的定義，對二沉池與濃縮池， GLA≥Q oCo或A≥Q oCo/GL設(shè)計。 3） 池體結(jié)構(gòu)與形式 基本構(gòu)造：由中心進泥管、上清液溢流堰、排泥管、刮泥機、攪動?xùn)沤M成。 其它濃縮池（自學(xué)） 氣浮式、離心濃縮和微孔濾機濃縮。對應(yīng)的消化過程分成產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段。 第二階段：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段，微生物為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌（為專性、兼性厭養(yǎng)菌），分解產(chǎn)物為乙酸、丙酸、甲酸、乙醇、丙醇和 CO H2等。其中 28％為氫氣轉(zhuǎn)化， 72%為乙酸轉(zhuǎn)化。在高溫區(qū)（ 50～ 53℃ ），利用高溫甲烷菌進行高溫厭養(yǎng)消化，負荷 ～ ，產(chǎn)氣 3～。消化效果與泥齡密切相關(guān)。 可見有機物的降解程度是污泥齡的函數(shù)，而不是進水濃度的函數(shù)。一般中溫消化的投配率為 5～ 8％，相應(yīng)消化時間為 ～ 20d。具體見 p361圖 8－ 26。故傳統(tǒng)活性污泥法等設(shè)有初沉池的污泥較為適宜，而不設(shè)初沉池的延時曝氣工藝污泥不宜厭養(yǎng)消化處理。表 8— 15列舉了部分物質(zhì)的閥值范圍。事實上，水解酸化反應(yīng)速度快，要想維持反應(yīng)器內(nèi)的 pH穩(wěn)定，需要體系的堿度在 2020mg/L以上。由于消化產(chǎn)氣量的 80％在前 8d產(chǎn)生，其它 20％在后來10余天時間產(chǎn)生。 。由于不攪拌和不加熱，污泥濃縮效果好，節(jié)省能源。為解決反應(yīng)器的酸化問題，擬采用二相厭養(yǎng)工藝，將水解酸化和產(chǎn)甲烷二個過程分二個階段完成，二段間設(shè)吹脫硫化氫和堿度調(diào)節(jié)，改善產(chǎn)甲烷段的厭養(yǎng)環(huán)境。 6）酸堿度 水解和發(fā)酵細菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌對 pH的適宜范圍為5～ ，而甲烷菌的范圍為 ～ 。 5）有毒有害物質(zhì) 任何物質(zhì)對甲烷菌的作用都是雙方的 — 促進生長和抑制生長。若 C/N過高，則氮素不夠，微生物增殖速度慢，pH低，而產(chǎn)氣速度下降；反之， C/N過高，氨鹽容易積累， pH上升，抑制消化過程。 3）攪拌與混合 由于微生物與底物之間存在傳質(zhì)問題，必須攪拌和充分混合，改善傳質(zhì)，較少底物的濃度梯度，提高產(chǎn)氣速率和利于氣體的釋放。 消化池的有效容積： V＝ Sv/S 式中： Sv為新鮮污泥中揮發(fā)性有機物重量， kg/d； S為揮發(fā)性有機物的負荷， kgBOD/。 式中： Mr為消化池內(nèi)生物總量 。 消化時間：指產(chǎn)氣量達到總產(chǎn)氣量 90％的時間，一般中溫消化為 20～ 30d，高溫 10～ 15d。 1）溫度：不同的溫度對應(yīng)于不同的微生物，其負荷和消化速度各異。其中一組把氫和 CO2轉(zhuǎn)化為甲烷和水；另一組使乙酸脫羧產(chǎn)生甲烷和 CO2。 1979年， Bryant等又在此基礎(chǔ)上提出了三階段理論，即水解和發(fā)酵階段、產(chǎn)酸產(chǎn)氫階段和產(chǎn)甲烷階段。這些細菌分為四個類群：水解和發(fā)酵細菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌、同型產(chǎn)乙酸細菌、產(chǎn)甲烷細菌，其中產(chǎn)甲烷細菌又分氫營養(yǎng)型產(chǎn)甲烷細菌和乙酸產(chǎn)甲烷細菌。 間歇式重力濃縮池 設(shè)計原理同連續(xù)式。 2） 重力式連續(xù)流濃縮池深度設(shè)計 運行工況與池深：見 p339圖 8－ 6，池高由壓縮區(qū)高度 HS、阻滯區(qū)高度和上清液高度 HW、池底坡以及超高四個部分組成 壓縮區(qū)高度 HS計算見 p345式 8－ 36。與超負荷相反，二沉池長期低負荷運行時即圖 4直線 2（陰影區(qū)），其底流污泥濃度低于臨界固體濃度，污泥沉降不受影響，可直接沉到二沉池的底部形成小的污泥層，進而造成底流污泥濃度變稀，污泥濃縮效果差，二沉池的濃縮作用未能發(fā)揮出來。 從圖中可以看出，高的總固體通量與較低的污泥底流濃度對應(yīng)或較高的污泥底流濃度與較低的總固體通量相對應(yīng)。根據(jù)圖 1和圖 2可作出總固體通量與固體濃度關(guān)系曲線（圖 3）。 Gu是與二沉池的運行和污泥回流有關(guān)的底流固體通量，當(dāng)排放剩余污泥量和回流污泥量為 Q時，二沉池因底部排泥而向下運動的速率 u＝ Q/A，而在圖中呈斜率 為 u的直線（圖 2）。對一個正常運行的二沉池，其固體通量應(yīng)處于平衡狀態(tài)，即在其泥水界面下的任意一個泥層 dx,都有一個由運行條件和污泥性質(zhì)控制的穩(wěn)定固體通量經(jīng)過并向池底傳遞。具體脫水方法與效果見 p338表8
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