【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 過(guò)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。在反應(yīng)器上部三相分離器實(shí)現(xiàn)氣、液、固的分離。UASB反應(yīng)器的特點(diǎn)在于可維持較高的污泥濃度，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含量很高的糞污水不適用，而且投資費(fèi)用也較大。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。升流式固體沼氣發(fā)酵工藝適合處理固體含量（TS）3~8%的有機(jī)廢液。當(dāng)含高濃度有機(jī)物固體（TS 3~8%左右）的廢水由底部配水系統(tǒng)進(jìn)入，依靠進(jìn)料和產(chǎn)氣的上升動(dòng)力按一定的速度向上升流通過(guò)含有高濃度厭氧微生物的固體床時(shí)，有機(jī)物得到分解發(fā)酵，并產(chǎn)生了沼氣。產(chǎn)生的沼氣隨水流上升具有一定攪拌混合作用，使得余下的未消化的固體物與中、上部的微生物進(jìn)一步接觸與氧化，最終達(dá)到較高的去除率和產(chǎn)氣率。在TS 6%時(shí)，需采取局部強(qiáng)化攪拌措施。幾種典型的厭氧反應(yīng)器適用性能比較上述幾種典型的厭氧反應(yīng)器性能比較如表31所示。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）投資省、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、具有攪拌裝置、耐沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)、產(chǎn)氣率高必須要有攪拌裝置適用于高濃度、高懸浮物的糞污處理厭氧接觸反應(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)，需要設(shè)置污泥回流裝置適用于高濃度、高懸浮物的有機(jī)廢水上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）處理效率高，耐負(fù)荷能力強(qiáng)，出水水質(zhì)相對(duì)較好投資相對(duì)較大，對(duì)廢水SS含量要求嚴(yán)格適用于SS含量低的可溶性有機(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)含固率大于6%以上時(shí)，采取強(qiáng)化攪拌措施適用于含固量較高的有機(jī)廢水表31 幾種典型的厭氧反應(yīng)器性能比較從以上列表可知，各種類型的厭氧反應(yīng)器各有其優(yōu)缺點(diǎn)和使用范圍，在一定的條件下選擇適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)器型式是厭氧處理工藝成功的關(guān)鍵所在。對(duì)于養(yǎng)殖場(chǎng)廢水而言，由于需將糞便及沖洗水等一起均勻混合后進(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，本工程選擇升流式厭氧固體反應(yīng)器（USR）是較為合適的，罐體采用搪瓷罐體，有利于節(jié)約投資；較長(zhǎng)的水力停留時(shí)間也有利于糞污的分解與消化，沼氣的產(chǎn)量也相對(duì)穩(wěn)定，同時(shí)，更有利于項(xiàng)目的順利實(shí)施與運(yùn)行管理。本工程發(fā)酵溫度選擇中溫33℃35℃。:養(yǎng)豬場(chǎng)豬糞、豬尿污水不僅含有高濃度有機(jī)污染物和高濃度固態(tài)懸浮物，而且富含氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素，氨氮含量高。針對(duì)該豬糞、豬尿的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)工藝采用“格柵攔渣——厭氧發(fā)酵——沼氣發(fā)電——沼液沼渣綜合利用——零排放”工藝路線。工藝流程如圖31所示。氣水分離器脫硫氣柜發(fā)電機(jī)余熱利用沼液沼渣池豬糞收集集水池進(jìn)料池厭氧發(fā)酵反應(yīng)器YA勻漿池YA農(nóng)田回用沖洗污水圖31 工藝流程示意圖養(yǎng)豬場(chǎng)每天產(chǎn)生的豬糞、尿經(jīng)格柵攔渣去除如塑料袋、草繩、樹葉等無(wú)機(jī)雜物后進(jìn)入預(yù)處理池。預(yù)處理池內(nèi)安裝攪拌器，通過(guò)攪拌使之均勻，然后泵入?yún)捬醢l(fā)酵罐進(jìn)行厭氧發(fā)酵處理，產(chǎn)生的沼氣通過(guò)熱電聯(lián)產(chǎn)的沼氣發(fā)電機(jī)組用來(lái)發(fā)電，供養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)作為生產(chǎn)和生活所需部分電能；沼氣發(fā)電機(jī)組所產(chǎn)生的余熱用于厭氧消化罐增溫；厭氧發(fā)酵所產(chǎn)生的沼液用于無(wú)公害蔬菜基地和有機(jī)稻田。為了真正做到減量化、資源化、無(wú)害化，達(dá)到處理結(jié)果為零排放的目標(biāo)，不對(duì)周圍環(huán)境造成危害，該項(xiàng)目采用將豬糞、尿收集后一同進(jìn)入?yún)捬跸捱M(jìn)行厭氧發(fā)酵處理的工藝路線，與其它養(yǎng)殖場(chǎng)糞污分離后分別處理的方法有所不同。目前國(guó)內(nèi)對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞便的處理一般是糞污分離后，豬干糞還田或送至有機(jī)肥料廠，豬尿及沖洗水等進(jìn)行厭氧處理。這樣的工藝路線并沒(méi)有充分利用豬糞的價(jià)值，處理后的水仍不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，并沒(méi)有完全做到將治理污染與能源開發(fā)、資源回收利用有機(jī)結(jié)合起來(lái)的目標(biāo)。因此，我們采用所有豬糞、尿全部進(jìn)行厭氧處理的工藝路線，通過(guò)沼氣生態(tài)工程對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)大量豬糞、尿進(jìn)行無(wú)害化處理，可以極大消除污染源，保護(hù)環(huán)境，改善生態(tài)，最終達(dá)到污染物零排放，維護(hù)生態(tài)平衡，促進(jìn)養(yǎng)殖生產(chǎn)步入良性循環(huán)，推進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。為了不使處理水量增大，應(yīng)在豬糞、尿與污水收集過(guò)程中實(shí)行雨污分離的原則，集糞池與輸送糞溝等污水池、渠均應(yīng)加蓋處理，確保雨季時(shí)雨水不會(huì)進(jìn)入到豬糞收集系統(tǒng)中。預(yù)處理池內(nèi)糞污由提升泵向厭氧消化單元分批進(jìn)料。反應(yīng)器內(nèi)攪拌系統(tǒng)厭氧反應(yīng)器設(shè)置回流泵，通過(guò)抽吸反應(yīng)罐中上部清沼液分別對(duì)反應(yīng)罐底部沉積物和上部的浮渣進(jìn)行水力攪拌；進(jìn)料采用底部分散多管進(jìn)料，使進(jìn)料均勻分布于罐體底部并充分與厭氧微生物接觸。并使厭氧罐內(nèi)料液溫度均勻，有利于提高產(chǎn)氣率。反應(yīng)器上部設(shè)出料系統(tǒng)，溢流進(jìn)入下一個(gè)處理單元。保溫與增溫厭氧消化反應(yīng)過(guò)程受溫度影響很大，如圖所示。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33~35℃。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)施增溫和整體保溫措施。a. 保溫系統(tǒng)整體保溫包括管道、閥門保溫；厭氧消化罐體的保溫。對(duì)厭氧消化罐采用聚苯乙烯等材料進(jìn)行強(qiáng)化保溫。b. 增溫增溫的熱源來(lái)自熱電聯(lián)供發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的余熱；在罐體內(nèi)部設(shè)置余熱交換管，發(fā)電機(jī)余熱經(jīng)交換管交換熱量，實(shí)現(xiàn)直接對(duì)罐體內(nèi)發(fā)酵原料的增溫。發(fā)電機(jī)余熱給厭氧消化罐進(jìn)行增溫后，熱交換后的水再回到發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。 沼液沼渣的利用厭氧發(fā)酵后的出水（沼液）中含有大量的固體物質(zhì)，TS=24%，可直接作為高效液體肥料用于灌溉苗木、蔬菜基地、果園等。此外，沼液輸送單獨(dú)管道直接輸送，不受雨水干擾，以免對(duì)周邊環(huán)境構(gòu)成二次污染。 沼氣凈化和貯存厭氧消化罐剛產(chǎn)出的沼氣是含飽和水蒸氣的混合氣體，除含有氣體燃料CH4和惰性氣體CO2外，還含有H2S和懸浮的顆粒狀雜質(zhì)。H2S不僅有毒，而且有很強(qiáng)的腐蝕性。過(guò)量的H2S和雜質(zhì)會(huì)危及發(fā)電機(jī)組的壽命，因此新生成的沼氣不宜直接作燃料，還需進(jìn)行氣水分離、脫硫等凈化處理。該養(yǎng)殖場(chǎng)每天最大生產(chǎn)沼氣能力1213 m3，本工程采用低壓濕式儲(chǔ)氣柜貯氣,厭氧反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過(guò)管道需送到儲(chǔ)氣柜貯存，然后經(jīng)過(guò)沼氣凈化系統(tǒng)，被送至沼氣發(fā)電機(jī)組。 沼氣發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)有關(guān)資料,即使效率較高的沼氣發(fā)電機(jī)，也只能把沼氣中總含能量的30%左右轉(zhuǎn)化成電能?？偰芰康?0%左右可以以余熱的形式回收,其余的能量以各種形式被損失掉。由豬糞廢水厭氧消化處理后所產(chǎn)生的沼氣是一種優(yōu)質(zhì)的生物氣體能源。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（0℃，），每立方米沼氣可產(chǎn)生熱量約為5500Kcal（），（1 kWh= MJ）。沼氣發(fā)電機(jī)組所發(fā)出的電力在農(nóng)場(chǎng)內(nèi)自用，由余熱換熱器回收的余熱可以用于厭氧消化罐的增溫。本沼氣工程項(xiàng)目中沼氣發(fā)電機(jī)組采用國(guó)產(chǎn)熱電聯(lián)產(chǎn)純沼氣發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組由沼氣發(fā)電機(jī)組本體部分、余熱回收換熱器等系統(tǒng)組成。每m3沼氣發(fā)電能力： kWh/m3沼氣（國(guó)產(chǎn)機(jī)組）發(fā)電機(jī)組功率： 150 kW日最大發(fā)電量： 1820 kWh厭氧消化過(guò)程在3335℃時(shí)厭氧消化反應(yīng)情況較好，生產(chǎn)沼氣量將較多，在33℃以下時(shí)產(chǎn)生的沼氣氣量將會(huì)有所減少，為了保證在冬季厭氧罐仍能夠正常運(yùn)行，必須對(duì)厭氧罐進(jìn)行增溫與保溫處理。利用發(fā)電機(jī)組的余熱，通過(guò)余熱換熱器對(duì)厭氧消化罐進(jìn)行增溫，并在厭氧消化罐外設(shè)保溫層。為保證厭氧罐在冬季也可以產(chǎn)生出沼氣并發(fā)電，用于厭氧發(fā)酵的畜禽糞便中將嚴(yán)格控制沖洗水。第六章 工藝單元設(shè)計(jì) 預(yù)處理單元預(yù)處理單元包括進(jìn)料斗、集水池、勻漿池、進(jìn)料池及附屬設(shè)備。 構(gòu)筑物進(jìn)料斗規(guī) 格：1m1m1m有效容積：1m3數(shù) 量：1座結(jié) 構(gòu)：磚混結(jié)構(gòu)集水池規(guī) 格： 8m5m有效容積：100m3數(shù) 量：1座結(jié) 構(gòu)：磚混結(jié)構(gòu)布置在豬場(chǎng)內(nèi)勻漿池規(guī) 格：Φ5m有效容積：50m3數(shù) 量：1座結(jié) 構(gòu)：磚混結(jié)構(gòu)進(jìn)料池規(guī) 格：Φ5m有效容積：50m3數(shù) 量：1座結(jié) 構(gòu)：磚混結(jié)構(gòu)：格柵型號(hào)：SY5規(guī)格：柵間距5mm10mm數(shù)量：2臺(tái)攪拌機(jī)型 號(hào)：數(shù) 量：2套技術(shù)參數(shù)：軸長(zhǎng)L=，轉(zhuǎn)速=35rpm， N=集水池提升泵型 號(hào)：WQ30184數(shù) 量：2臺(tái)（池內(nèi)安裝一臺(tái)，庫(kù)房備用一臺(tái)）技術(shù)參數(shù)： N= 進(jìn)料泵型 號(hào)：WQ30224數(shù) 量：2臺(tái)（池內(nèi)安裝一臺(tái)，庫(kù)房備用一臺(tái)）技術(shù)參數(shù)： N= 厭氧發(fā)酵單元本工程采用的厭氧反應(yīng)器是升流式厭氧固體反應(yīng)器（USR），中溫發(fā)酵。 發(fā)酵罐基礎(chǔ)規(guī)格尺寸：結(jié) 構(gòu)：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 主要設(shè)備厭氧發(fā)酵罐功能：厭氧消化反應(yīng)器數(shù)量：1座規(guī)格：12m有效容積：1500 m3水力滯留期：15天發(fā)酵溫度：33℃35℃結(jié)構(gòu)形式：搪瓷拼裝結(jié)構(gòu)出料裝置1套循環(huán)泵型號(hào)：DFG501數(shù) 量：1臺(tái)技術(shù)參數(shù)：Q= 30m3/h，H=25m，N=形 式：立式