【文章內(nèi)容簡介】 反應(yīng)器 的斷面形狀一般為矩形或圓形。這兩種類型的反應(yīng)器都已大量應(yīng)用于實(shí)際中。圓形反應(yīng)器的建造費(fèi)用比具有相同面積的矩形反應(yīng)器至少要低 12%。但是圓形反應(yīng)器的這一優(yōu)點(diǎn)，僅在采用單個池子才突出。所以采用單個和小的 UASB 反應(yīng)器時(shí)，應(yīng)建造圓形池子。而大的反應(yīng)器經(jīng)常建成矩形或方形的。當(dāng)建兩個或兩個以上反應(yīng)器時(shí)，矩形反應(yīng)器可以采用公用壁。當(dāng)采用鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，常采用圓形斷面，當(dāng)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，常采用矩形斷面。由于三相分離器構(gòu)造要求，采用矩形斷面便于13 設(shè)計(jì)加工。 UASB 反應(yīng)器容積（包括沉淀區(qū)和反應(yīng)區(qū)）有 3 種設(shè)計(jì)方法，但是，負(fù)荷設(shè) 計(jì)法是主要的。 UASB 反應(yīng)器的最經(jīng)濟(jì)的高度（深度）為 4~~6m，并且在大多數(shù)情況下這也是系統(tǒng)最優(yōu)的運(yùn)行范圍。進(jìn)水容積負(fù)荷一般不超過 5kgCOD/（ m3 d）。 ㈡ UASB 反應(yīng)器的組成 （ 1）進(jìn)水配水系統(tǒng) 該系統(tǒng)功能主要是將廢水均勻地分配到整個反應(yīng)器，并具有進(jìn)行水力攪拌的功能，這時(shí)候反應(yīng)器高速運(yùn)行的關(guān)鍵之一。它由布水管和不水管嘴組成。由于廢水是以多點(diǎn)股流的方式流入的，在反應(yīng)器的一定范圍內(nèi)，不可避免圍繞每一布水點(diǎn)形成局部的縱向橫流。一般而言，一定強(qiáng)度的縱向環(huán)流能促進(jìn)反應(yīng)區(qū)污泥床層底部顆粒污泥的翻騰打旋，促進(jìn)水污 染與污泥粒子的充分接觸，強(qiáng)化反應(yīng)速率；同時(shí)，也有利于底層顆粒污泥上黏附的微小氣泡脫離，防止其浮升于懸浮層，減小污泥固體的流失量。但是，這種由布水股流引起的縱向環(huán)流如果太劇烈，將會引起惡果：一方面，會破壞污泥床層的宏觀穩(wěn)定性，增大懸浮層的污泥濃度，增加污泥流失幾率，另一方面，一部分進(jìn)水會迅速穿過污泥床層，直接進(jìn)入懸浮層，造成嚴(yán)重的短流現(xiàn)象，惡化出水水質(zhì)。 目前，在生產(chǎn)運(yùn)行裝置中所采用的進(jìn)水方式大致可分為間歇式（脈沖式）、連續(xù)式、連續(xù)與間歇會流向結(jié)合進(jìn)水等幾種方式。從布水管的形式有一管多孔、一管一孔和分枝狀等多 種形式。反應(yīng)器布水點(diǎn)數(shù)量設(shè)置與處理流量、進(jìn)水濃度、容積負(fù)荷等因素有關(guān)。 （ 2）反應(yīng)區(qū) 反應(yīng)區(qū)是 UASB 反應(yīng)器的工作主體 ，其中裝滿高活性厭氧生物污泥，上部為懸浮污泥層，下部為污泥床， 用于生物吸附和降解可生化的有機(jī)污染物。共分 3個功能區(qū)，即底部的布水區(qū)，中部的反應(yīng)區(qū)，頂部的分離出水區(qū)。 反應(yīng)區(qū)內(nèi)的厭氧微生物存在 3 種狀態(tài)：①游離的單個菌體；②聚集成微笑絮體的菌體；③聚集成較大的顆粒的菌體。 高效工作的 UASB 反應(yīng)器內(nèi)，反應(yīng)區(qū)的污泥眼高程呈兩種分布狀態(tài)。下部約 1/3— 1/2 的高度范圍內(nèi)，密集堆存著絮體污泥和顆粒污泥 ，污泥粒子雖呈一定的懸浮狀態(tài)，但相互之間距離很近，幾乎成搭接之勢。這個區(qū)域內(nèi)的污泥固體濃度高達(dá) 40—14 80g（ VSS） /L，或 60— 120g（ SS） /L，通常稱成為污泥床層，是對廢水中的可生化性有機(jī)物進(jìn)行生物處理（吸附和降解）的主要場所。被降解的有機(jī)物中，大約 70%~90%是在這個區(qū)域內(nèi)完成的。污泥床層以上約占反應(yīng)區(qū)總高度 2/3~1/2 的區(qū)域，懸浮著粒徑較小的絮體污泥和游離污泥，絮體之間保持著較大的距離。污泥固體的濃度較小，平均約為 5~25 g（ SS） /L或 5~30 g（ SS） /L。這個高度范圍通常稱為污泥懸 浮層，是防止污泥粒子流失的緩沖層，其進(jìn)行生物處理（吸附和降解）的作用并不明顯，被降解的有機(jī)物中僅有 10%~~30%是在此層完成的。正常工作的 UASB 反應(yīng)器內(nèi)，在污泥床層和污泥懸浮層之間通常存在著一個濃度突變的分界面，稱做污泥層分界面，污泥層分界面的存在及其高低和廢水種類、出水及出氣等條件有關(guān)。 （ 3）三相分離器 三相分離器的主要功能是進(jìn)行固體（反應(yīng)器中的污泥）、氣體（反應(yīng)過程產(chǎn)生的沼氣）和液體（被處理的廢水）等三相加以分離，將沼氣引入集氣室，將固體顆粒導(dǎo)入反應(yīng)區(qū)，將處理后廢水引入排水渠。在 3 種分離功能中，核 心的問題是完成固液分離，將上浮的污泥固體截留下來，返回反應(yīng)區(qū)，同時(shí)改善水質(zhì)。 三相分離器中，氣液分離功能主要有合理配置的傾斜導(dǎo)流板和有斜面的導(dǎo)流塊完成；固液分離功能則主要由斜板以上的沉淀室完成。沉淀室的橫斷面積一般等于或小于（當(dāng)集水槽占去部分過水?dāng)嗝鏁r(shí)）反應(yīng)區(qū)的橫斷面積（但也有例外）。水流在沉淀室的上升流速等于或略大于在反應(yīng)區(qū)內(nèi)的上升速度。 氣固分離是指污泥絮體與附著在其表面上的微小氣泡的分離。污泥絮體與附著的氣泡形成了氣固聚合體，使污泥的密度減小，當(dāng)密度小于 1時(shí)就會自動上升，很難沉降分離。附著的氣泡總量愈 多，聚合體的密度就愈小，上升速度愈快，就愈難分離。當(dāng)穿過污泥層上升的大氣泡一旦碰到懸浮著的氣固聚合體時(shí)，就會將一部分附著的微小氣泡碰落下來；當(dāng)碰到斜板和導(dǎo)流板地面時(shí)，也會碰落一些微小氣泡，從而改善了其沉降性能使聚合體沉降下來。 沉淀室通常設(shè)置溢流堰以適應(yīng)氣體壓力的波動，保持液面的穩(wěn)定。聚集于集氣室的生物氣（沼氣）要用導(dǎo)管引出，輸往貯氣柜備用。 （ 4）出水系統(tǒng) 其作用是把沉淀區(qū)處理過的水均勻的收集并派出反應(yīng)器外，通常由出水槽引出。 15 （ 5）氣室 氣室又稱集氣罩，其作用是收集生物氣（沼氣），經(jīng)脫硫后送往用戶使用。 （ 6）浮渣清除功能 其功能是清除沉淀區(qū)液面和氣室液面的浮渣。如浮渣不多可省略。 （ 7）排泥系統(tǒng) 其功能是均勻地排除反應(yīng)區(qū)的剩余污泥。 （ 8）水封系統(tǒng)與氣體收集裝置 水封系統(tǒng)的功能是控制三相分離器的集氣室中氣液兩相界面的高度，是保證集氣室出氣管在反應(yīng)器運(yùn)行過程中不被淹沒、運(yùn)行穩(wěn)定并將沼氣即時(shí)排出反應(yīng)室，以防止浮渣堵塞等問題的關(guān)鍵。 氣體收集裝置應(yīng)該能夠有效地收集產(chǎn)生的沼氣，同時(shí)保持正常的氣液界面。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。設(shè)置一個在氣體堵塞情況下，使氣體釋放的保護(hù)裝置是重要 的，它可以避免對反應(yīng)器結(jié)構(gòu)形成過大的壓力。在出水管堵塞的情況下， UASB 反應(yīng)器中三相分離器中水面會不斷降低直至從反射板溢出，從而避免對反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的破壞。 一般在產(chǎn)生的氣體送往貯氣柜之前，需被引導(dǎo)至通過水保持一定氣體壓力的水封罐中釋放，經(jīng)驗(yàn)表明水封罐中冷凝水將積累。因此，在水封罐中有一個排除冷凝水的出口，以保持罐中一定水位是必需的。 根據(jù)不同處理對象， UASB 反應(yīng)器常分為開敞式和封閉式兩大類。 ② 設(shè)計(jì)參數(shù)： 設(shè)計(jì)流量： Q 總 =2021m179。/d=179。/h ； 容積負(fù)荷（ Nv）為： 5kgCOD/(m3d) ； 污泥產(chǎn)率為： ； 產(chǎn)氣率為： 。 UASB 池設(shè)置 1 座 ③ 設(shè)計(jì) 總尺寸 ： UASB 池 的總尺寸為 14m7m 16 中沉池 []6 ①設(shè)計(jì)說明： 池體平面圖形為圓形，水由設(shè)在池中心的進(jìn)水管自上而下進(jìn)入池內(nèi)，管下設(shè)傘形擋板使廢水在池中均勻分布后沿整個過水?dāng)嗝婢徛仙?，懸浮物沉降進(jìn)入池底錐形沉泥斗中，澄清水從池四周沿周邊溢流堰流出。堰前設(shè)擋板及浮渣槽以截留浮渣保證出水水質(zhì)。池的一邊靠池壁設(shè)排泥管 靠靜水壓將泥定期排出。 設(shè)中沉池防止 UASB 中的厭氧污泥進(jìn)入 AAO 好氧池中影響后續(xù)好氧處理。 ② 設(shè)計(jì)參數(shù)： 設(shè)計(jì)流量： Q 總 =2021m179。/d=179。/h ； 表面水力負(fù)荷 ： 179。/(m2h) ； 有效水深 為： ； 沉淀時(shí)間 為： 。 豎流式中沉池設(shè)置 1 座 ③ 設(shè)計(jì) 總尺寸 ： 豎流式中沉池 的總尺寸為 AAO 反應(yīng) []6 ①設(shè)計(jì)說明： (1) AAO 處理工藝是 Anaerobic－ Anoxic－ Oxic 的英文縮寫，它 是厭氧－缺氧－好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱， AAO 工藝是在厭氧－好氧除磷工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，該工藝同時(shí)具有脫氮除磷的功能。 (2) AAO 工藝的特點(diǎn)： 1) 厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同 種類的微生物菌群的有機(jī)配合，能同時(shí)具有去除有機(jī)物、脫氮除磷功能； 厭氧 缺氧 好氧 二沉池 污泥回流 圖 AAO 工藝 內(nèi)回流 17 2) 在同時(shí)脫氮除磷去除有機(jī)物的工藝中，該工藝流程最為簡單，總的水力停留時(shí)間也少于同類其它工藝。 3) 在厭氧 缺氧 好氧交替運(yùn)行下，絲狀菌不會大量繁殖， SVI 一般小于 100，不會發(fā)生污泥膨脹。 4) 污泥中含磷量高，一般為 %以上。 (3) AAO 法同步脫氮除磷工藝的原理： AAO 分為三大部分，分別為厭氧、缺氧、好氧區(qū)。原污水從進(jìn)水井內(nèi)首先進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，同步進(jìn)入的還有從沉淀池排出的含磷回流污泥，本反應(yīng)器的主要功能是釋放磷，同時(shí)部分有機(jī)物進(jìn)行氨化。污水經(jīng)過第一厭氧反應(yīng)器進(jìn)入缺氧反應(yīng)器，本反應(yīng)器的首要功能是脫氮，硝態(tài)氮是通過內(nèi)循環(huán)由好氧反應(yīng)器送來的，循環(huán)的混合液量較大，一般為 2Q(Q—— 原污水流量 )?；旌弦簭娜毖醴磻?yīng)器進(jìn)入好氧反應(yīng)器 —— 曝氣器，這一反應(yīng)器單元是多功能的，去除 BOD，硝化和吸收磷等項(xiàng)反應(yīng)都在本反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。這三 項(xiàng)反應(yīng)都是重要的，混合液中含有 NNO?3 ，污泥中含有過剩的磷，而污水中的BOD 則得到去除。流量為 2Q 的混合液從這里回流缺氧反應(yīng)器。 AAO 工藝是頗有發(fā)展前途的污水處理工藝 ,該法電耗少 ,運(yùn)行費(fèi)用低并且污泥處理費(fèi)用也比較少 ,不僅是節(jié)能污水處理工藝 ,同時(shí)也是經(jīng)濟(jì)有效的脫氮除磷較先進(jìn)的技術(shù)。該工藝在控制水體富營養(yǎng)化及污水回用等方面也具有廣泛的應(yīng)用 前景；預(yù)計(jì)在我國污水處理領(lǐng)域中將會迅速的發(fā)展。 ② 設(shè)計(jì)參數(shù)： 設(shè)計(jì)流量： Q 總 =2021m179。/d=179。/h ； COD 污泥負(fù)荷 ： () ； 有效水深 為： ； 水力停留時(shí)間 為： 。 污泥回流比 50% 曝氣池內(nèi)活性污泥濃度 3000mg/L 內(nèi)回流比 150% ③ 設(shè)計(jì) 總尺寸 ： 豎流式中沉池 的總尺寸為 11m15m 18 二沉池 []6 ①設(shè)計(jì)說明： 池體平面圖形為圓形，水由設(shè)在池中心的進(jìn)水管自上而下進(jìn)入池內(nèi)，管下設(shè)傘形擋板使廢水在池中均勻分布后沿整個過水?dāng)嗝婢徛仙?，懸浮物沉降進(jìn)入池底錐形沉泥斗中，澄清水從池四周沿周邊溢流堰流出。堰前設(shè)擋板及浮 渣槽以截留浮渣保證出水水質(zhì)。池的一邊靠池壁設(shè)排泥管靠靜水壓將泥定期排出。二沉池在功能上同時(shí)滿足澄清（固液分離）和污泥濃縮（提高回流污泥的含固量）兩方面要求，它的工作效率直接影響系統(tǒng)的出水水質(zhì)和回流污泥濃度。 ② 設(shè)計(jì)參數(shù)： 設(shè)計(jì)流量： Q 總 =2021m179。/d=179。/h ； 表面水力負(fù)荷 ： 179。/(m2h) ； 有效水深 為： ； 沉淀時(shí)間 為： 。 豎流式二沉池設(shè)置 1 座 ③ 設(shè)計(jì) 總尺寸 ： 豎流式中沉池 的總尺寸為 污泥濃縮池 []6 ①設(shè)計(jì)說明： 本設(shè)計(jì) 污泥 濃縮操作方式采用連續(xù)式，濃縮方法采用重力濃縮。重力濃縮池可按現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。對于工業(yè)廢水污泥來說，由于濃縮池的負(fù)荷隨污泥種類不同而有差異，因此，最好還是經(jīng)過試驗(yàn)來確定污泥負(fù)荷及斷面積的大小。 ② 設(shè)計(jì)參數(shù)： 設(shè)計(jì) 污泥量 ： W 總 =179。/d； 固體通量： G=1kg/(m2h)； 有效水深 為： ； 濃縮時(shí)間 為： 15h 。 污泥濃縮池 設(shè)置 1 座 ③ 設(shè)計(jì) 總尺寸 ： 污泥濃縮池 的總尺寸為 Φ 10m 19 構(gòu)筑物一覽表 序號 名稱 規(guī)格（ m） 數(shù) 量 單位 備注 1 集水井 1 座 2 初沉池 1 座 3 調(diào)節(jié)池 20m10m5m 1 座 4 UASB 反應(yīng)池 14m7m 1 座 5 中沉池 1 座 6 AAO 反應(yīng)池 11m15m 1 座 7 二沉池 1 座 8 污泥濃縮池 1 座 9 水封罐 1 座 10 沼氣罐 6m8m5m 1 座 11 壓濾機(jī)房 10m15m4m 1 座 12 鼓風(fēng)機(jī)房 8m6m4m 1 座 13 配電室房 4m3m3m 1 座 14 壓濾機(jī)房 5m3m3m 1 座 15 辦公及操作間 10m6m4m 1 座 []8 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在高程計(jì)算設(shè)計(jì)過程中，各處理構(gòu)筑物為了減少的平面占地，在高程上取道了較高的數(shù)值，我們在設(shè)計(jì)的時(shí)候盡量使各參數(shù)的設(shè)置（包括平面占地，高程布置）能夠符合實(shí)際情況，所以我們對大型構(gòu)筑物的埋深 盡可能壓低，以減少施工的難度。 本次設(shè)計(jì)中相關(guān)構(gòu)筑物的壁厚為 300mm。如果需要加厚或采取相關(guān)進(jìn)一步處理的措施，則有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師設(shè)計(jì)完成。并要求結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計(jì)的時(shí)候加強(qiáng)與環(huán)境工程師的聯(lián)系與溝通，確保工藝的合理性與正確性。 在線監(jiān)測 因?yàn)楣に嚨男枰?，本工程需要安裝在線監(jiān)測儀器對進(jìn)水水質(zhì)情況，相關(guān)處理構(gòu)筑20 物水質(zhì)情況，出水水質(zhì)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，以提供工藝和運(yùn)行管理的需要。 在線監(jiān)測擬監(jiān)測的項(xiàng)目如表所示 : 監(jiān)測點(diǎn) 擬監(jiān)測項(xiàng)目 進(jìn)水水質(zhì) CODcr， BOD5， SS, pH, 流量 相關(guān)處理構(gòu)筑物水質(zhì) pH， CODcr， BOD5， SS， DO， 出水水質(zhì) CODcr， BOD5， SS, p