【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。見圖135。圖135 消化池的溢流裝置（a）倒虹管式；（b）大氣壓式；（c）水封式倒虹管式見圖135（a）。倒虹管的池內(nèi)端插入污泥面，池外端插入排水槽，均需保持淹沒狀，當(dāng)池內(nèi)污泥面上升，沼氣受壓時(shí)，污泥或上清液可從倒虹管排出。大氣壓式見圖135（b）。當(dāng)池內(nèi)沼氣受到的壓力超過Δh（Δh為“U”形管內(nèi)水層高度）時(shí)，即產(chǎn)生溢流。水封式見圖135（c）。水封式溢流裝置由溢流管、水封管與下流管組成。溢流管從消化池蓋插入設(shè)計(jì)污泥面以下，水封管上端與大氣相通，下流管的上端水平軸線標(biāo)高高于設(shè)計(jì)污泥面，下端接入排水槽。當(dāng)沼氣受壓時(shí)，污泥或上清液通過溢流管經(jīng)水封管、下流管排入排水槽。溢流管的管徑一般不小于200mm。（2）沼氣排出、收集與貯存設(shè)備由于產(chǎn)氣量與用氣量的不平衡，所以設(shè)貯氣柜調(diào)節(jié)和儲(chǔ)存沼氣。沼氣從集氣罩通過沼氣管道輸送至貯氣柜。沼氣管的管徑按日平均產(chǎn)氣量計(jì)算，管內(nèi)流速按7～8m／s計(jì)，當(dāng)消化池采用沼氣循環(huán)攪拌時(shí)，則計(jì)算管徑時(shí)應(yīng)增加攪拌循環(huán)所需沼氣量。貯氣柜有低壓浮蓋式與高壓球形罐兩種，見圖136。貯氣柜的容積一般按平均日產(chǎn)氣量的25％~ 40％，即6~10h的平均產(chǎn)氣量計(jì)算。圖136 貯氣柜（a）低壓浮蓋式 1水封柜；2浮蓋；3外軌；4滑輪；5—進(jìn)氣管（b）高壓球形罐 l導(dǎo)氣管；2安全閥低壓浮蓋式的浮蓋重量決定了柜內(nèi)的氣壓，柜內(nèi)氣壓一般為1177~1961Pa（120~200mmH2O），最高可達(dá)3432~4904Pa（350~500mmH2O）。氣壓的大小可用蓋頂加減鑄鐵塊的數(shù)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。浮蓋插入水封柜以免沼氣外泄。：1。高壓球形罐在需要長(zhǎng)距離輸送沼氣時(shí)采用。（3）攪拌設(shè)備攪拌的目的是使池內(nèi)污泥溫度與濃度均勻，防止污泥分層或形成浮渣層，均勻池內(nèi)堿度，從而提高污泥分解速度。當(dāng)消化池內(nèi)各處污泥濃度相差不超過10％時(shí)，即認(rèn)為混合均勻。消化池的攪拌方法有沼氣攪拌、泵加水射器攪拌、聯(lián)合攪拌3種方式?？蛇B續(xù)攪拌，也可間歇攪拌，即在2~5h內(nèi)將全池污泥攪拌一次。1）沼氣攪拌沼氣攪拌的優(yōu)點(diǎn)是沒有機(jī)械磨損，攪拌比較充分，可促進(jìn)厭氧分解，縮短消化時(shí)間。沼氣攪拌裝置見圖134（c）。經(jīng)空壓機(jī)壓縮后的沼氣通過消化池頂蓋上面的配氣環(huán)管，通入每根立管，立管末端在同一標(biāo)高上，距池底1~2m，或在池壁與池底連接面上。立管數(shù)量根據(jù)攪拌氣量及立管內(nèi)的氣流速度決定。立管氣流速度按7~15m／s設(shè)計(jì)，攪拌氣量按每1000m3池容5~7m3／min計(jì)，空氣壓縮機(jī)的功率按每m3池容所需功率5~8W計(jì)。2）泵加水射器攪拌見圖134（a）。生污泥用污泥泵加壓后，射入水射器，~，生污泥量與水射器吸入的污泥量之比為1：3~5。當(dāng)消化池池徑大于l0 m時(shí)，應(yīng)設(shè)水射器2個(gè)或2個(gè)以上。如果需要，可以把加壓后的部分污泥從中位管壓入消化池進(jìn)行補(bǔ)充攪拌。3）聯(lián)合攪拌法聯(lián)合攪拌法的特點(diǎn)是把生污泥加溫、沼氣攪拌聯(lián)合在一個(gè)熱交換器裝置內(nèi)完成，見圖134（b）。經(jīng)空氣壓縮機(jī)加壓后的沼氣以及經(jīng)污泥泵加壓后的生污泥分別從熱交換器的下端射入，并把消化池內(nèi)的熟污泥抽吸出來，共同在熱交換器中加熱混合，然后從消化池的上部污泥面下噴入，完成加溫?cái)嚢柽^程。熱交換器通過熱量計(jì)算決定。如池徑大于10m，可設(shè)2個(gè)或2個(gè)以上熱交換器。這種攪拌方法推薦使用。其它攪拌方法如螺旋漿攪拌，現(xiàn)已不常用。（4）加溫設(shè)備消化池加溫的目的在于維持消化池的消化溫度（中溫或高溫），使消化能有效地進(jìn)行。加溫的方法有池內(nèi)加溫和池外加溫兩種。池內(nèi)加溫可采用熱水或蒸汽直接通入消化池的直接加溫方式，或通入設(shè)在消化池內(nèi)的盤管進(jìn)行間接加溫的方式。由于存在一些諸如使污泥的含水率增加、局部污泥受熱過高、在盤管外壁結(jié)殼等缺點(diǎn)，故目前很少采用。池外加溫方法是在污泥進(jìn)入消化池之前，把生污泥加溫到足以達(dá)到消化溫度和補(bǔ)償消化池殼體及管道的熱損失，這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于可有效地殺滅生污泥中的寄生蟲卵。池外加溫多采用套管式泥水熱交換器或圖134（b）的熱交換器兼混合器完成。（5）消化池容積計(jì)算消化池的數(shù)量應(yīng)在兩座或兩座以上，以滿足檢修時(shí)消化池正常工作。消化池的有效容積的計(jì)算見公式（1311） (1311)式中 Q0生污泥量，m3/d； n污泥投配率，%，中溫消化一般取5~8%；V消化池的有效容積，m3。（四）兩級(jí)厭氧消化兩級(jí)消化是污泥消化先后在兩個(gè)消化池中進(jìn)行。第一級(jí)消化池有加溫、攪拌設(shè)備，并有集氣罩收集沼氣，消化溫度為33～35℃；第二級(jí)消化池沒有加溫與攪拌設(shè)備，依靠余熱繼續(xù)消化，消化溫度約為20～26℃，消化氣可收集或不收集。兩級(jí)消化是根據(jù)消化過程沼氣產(chǎn)生的規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖137所示為中溫消化的消化時(shí)間與產(chǎn)氣率的關(guān)系，由此可見，在消化的前8d，產(chǎn)生的沼氣量約占全部產(chǎn)氣量的80％左右。因此，把消化池設(shè)計(jì)成兩級(jí)，僅有約20％沼氣量沒有收集，但是由于第二級(jí)消化池?zé)o攪拌、加溫，減少了能耗，且第二級(jí)消化池有濃縮污泥的功能。圖137 消化時(shí)間與產(chǎn)氣率的關(guān)系兩級(jí)消化池的設(shè)計(jì)主要是計(jì)算消化池的總有效容積，用式（1311）計(jì)算，然后按容積比為一級(jí)：二級(jí)等于1：1，2：1或3：2分成兩個(gè)池子即可。常采用2：1的比值?！纠}155】某城市污水處理廠，初沉污泥量為300 m3／d，濃縮后的剩余活性污泥180 m3／d，它們的含水率均為96％，采用兩級(jí)中溫消化，試計(jì)算消化池各部分尺寸。【解】由于剩余活性污泥量較多，故采用污泥投配率為5%，消化池總?cè)莘e：用兩級(jí)消化，容積比采用一級(jí)：二級(jí)=2：1，則一級(jí)消化池容積為6400m3，用2個(gè)，每個(gè)消化池容積3200m3；二級(jí)消化池一個(gè)，容積為3200m3。一級(jí)消化池?cái)M用尺寸見圖138。圖138 消化池計(jì)算尺寸消化池直徑D=19m，集氣罩直徑 d1＝2m，高h(yuǎn)1＝2m，池底錐底直徑d2＝2m，錐角150，h2＝h4＝。消化池柱體高度h3應(yīng)大于D/2=，采用h3＝10m。消化池總高度：H＝h1＋h2＋h3＋h4＝2＋＋10＋= m。消化池各部分容積：集氣罩容積：上蓋容積： 下錐體容積：等于上蓋容積，V4＝ m3。柱體容積 消化池有效容積：V=V1＋V2十V3十V4＝＋+= m3＞3200 m3（合格）二級(jí)消化池的尺寸同一級(jí)消化池尺寸。第四節(jié) 兩相厭氧生物處理（一）兩相厭氧生物處理厭氧生物處理亦稱厭氧消化，前已述及分為三個(gè)階段，即水解與發(fā)酵階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段及產(chǎn)甲烷階段。各階段的菌種、消化速度、對(duì)環(huán)境的要求、分解過程及消化產(chǎn)物等都不相同，對(duì)運(yùn)行管理方面造成諸多不便。因此近年來研究采用兩相消化法，即根據(jù)消化機(jī)理，把第一、二階段與第三階段分別在兩個(gè)消化池中進(jìn)行，使各自都在最佳環(huán)境條件中進(jìn)行消化，使各相消化池具有更適合于消化過程三個(gè)階段各自的菌種群生長(zhǎng)繁殖的環(huán)境。兩相消化中第一相消化池容積的設(shè)計(jì)：投配率采用100％，即停留時(shí)間為ld；第二相消化池容積采用投配率為15％~17％，即停留時(shí)間6~。池型與構(gòu)造完全同前，第二相消化池有加溫、攪拌設(shè)備及集氣裝置，~ m3/ m3，~。兩相消化具有池容積小，加溫與攪拌能耗少，運(yùn)行管理方便，消化更徹底的特點(diǎn)。（二）、兩相厭氧生物處理的組成兩相厭氧生物處理法工藝流程，一般如圖13－9所示，工藝流程由兩大部分組成。 圖13－9 兩相厭氧處理法工藝流程 酸化反應(yīng)器這是有機(jī)物的水解，酸化部分，一般采用完全混合方式厭氧（或缺氧）反應(yīng)器。這樣，不僅可使物料在反應(yīng)器中均勻分布，而且即使進(jìn)水中含一定量懸浮固體時(shí)，亦不至于影響反應(yīng)器的正常運(yùn)行。反應(yīng)器出流經(jīng)沉淀進(jìn)行固液分離后，部分污泥回流至酸化罐，以保持罐中有一定的污泥濃度，剩余污泥排放。上清液由沉淀池上部流出，作為下一步反應(yīng)器（氣化罐）的進(jìn)水。氣化反應(yīng)器這是有機(jī)物經(jīng)水解，酸化后，繼續(xù)分解產(chǎn)氣（沼氣）的部分，一般采用上流式厭氧污泥床成厭氧過濾床、膨脹床等。在這里，甲烷菌利用有機(jī)物酸化產(chǎn)物（低分子有機(jī)酸、醇類）為養(yǎng)料進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)氣，故稱這一部分的反應(yīng)器為氣化反應(yīng)器或甲烷反應(yīng)器。反應(yīng)過程中產(chǎn)生的沼氣，自氣化罐頂部收集后引出利用。 （二）、兩相厭氧生物處理的工藝特點(diǎn)由于在兩相厭氧處理法中，有機(jī)物的酸化和氣化是分隔在兩個(gè)獨(dú)立的反應(yīng)器進(jìn)行，總結(jié)該工藝的特點(diǎn)如下。 可提供產(chǎn)酸菌和甲烷菌各自最佳的生長(zhǎng)條件，并獲得各自較高反應(yīng)速率，以及良好的反應(yīng)器運(yùn)行情況。 當(dāng)進(jìn)水有機(jī)物負(fù)荷變化時(shí)，由于酸化罐存在的緩沖作用，對(duì)后接氣化罐的運(yùn)行，影響不致過大?；蛘哒f，兩相厭氧處理法具有一定的耐沖擊負(fù)荷能力，運(yùn)行穩(wěn)定。 兩相厭氧處理法系統(tǒng)的總有機(jī)負(fù)荷率較高，致使反應(yīng)器的總?cè)莘e比較小。如在酸化反應(yīng)器中，反應(yīng)過程快，水力停留時(shí)間短，有機(jī)負(fù)荷率高。一般在反應(yīng)30~35℃情況下，水力停留時(shí)間為10~24h左右，有機(jī)負(fù)荷率為25~60kgCOD/(m3d)左右（相當(dāng)于厭氧產(chǎn)氣反應(yīng)器的3~4倍）。故有機(jī)物在酸化過程中所需的反應(yīng)器容積是相當(dāng)小的。而且，經(jīng)過酸化過程后，廢水的COD，一般可被去除20%~25%左右，進(jìn)入氣化罐的有機(jī)物負(fù)荷量就可減少，相應(yīng)容積亦隨之減少。 采用兩相厭氧處理法后，進(jìn)入氣化罐的廢水水質(zhì)情況有所改善，如有機(jī)物酸化降解為低分于有機(jī)酸，水中所含懸浮固體減少較多，使得氣化罐運(yùn)行條件良好。在這情況下，反應(yīng)器的COD去除率及產(chǎn)氣率有所提高。一般，在中溫度發(fā)酵（30~35℃）情況下，COD總?cè)コ蛇_(dá)90%左右，總產(chǎn)氣率達(dá)3m3/ (m3d)左右。 由于兩相厭氧處理法的反應(yīng)器總?cè)莘e較小，相應(yīng)基本費(fèi)用降低。不過，由于兩相（酸化、氣化）反應(yīng)器容積的不等，可能構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)和施工帶來一定的困難和增添一定的工作量。第五節(jié) 升流式厭氧污泥床（UASB法）升流式厭氧污泥床（UASB）工藝是由荷蘭人在20世紀(jì)70年代開發(fā)的，他們?cè)谘芯坑蒙魇絽捬鯙V池處理馬鈴薯加工廢水和甲醇廢水時(shí)取消了池內(nèi)的全部填料，并在池子的上部設(shè)置了氣、液、固三相分離器，于是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、處理效能很高的新型厭氧反應(yīng)器便誕生了。UASB反應(yīng)器一出現(xiàn)很快便獲得廣泛的關(guān)注與認(rèn)可，并在世界范圍內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用，到目前為止，UASB反應(yīng)器是最為成功的厭氧生物處理工藝。一、 UASB反應(yīng)器原理圖1310是UASB反應(yīng)器工作原理的圖示，污水盡可能均勻地引入反應(yīng)器的底部，污水向上通過包含顆粒污泥或絮凝污泥床。厭氧反應(yīng)發(fā)生在污水與污泥顆粒的接觸過程，在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼氣（主要是甲烷和二氧化碳）引起內(nèi)部循環(huán)，這對(duì)于顆粒污泥的形成和維持有利。在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上，附著和沒有附著的氣體向反