【文章內(nèi)容簡介】 在厭氧反應 中，放棄反應時間長、控制條件要求高的甲烷發(fā)酵階段，將反應控制在酸化階段，這樣較之全過程的厭氧反應具有以下優(yōu)點： （ 1）由于反應控制在水解、酸化階段反應迅速，故水解池體積??； （ 2）不需要收集產(chǎn)生的沼氣，簡化了構(gòu)造，降低了造價，便于維護，易于放大； （ 3）對于污泥的降解功能完全和消化池一樣，產(chǎn)生的剩余污泥量少。同時，經(jīng)水解反應后溶解性 COD比例大幅度增加，有利于微生物對基質(zhì)的攝取，在微生物的代謝過程中減少了一個重要環(huán)節(jié)，這將加速有機物的降解，為后續(xù)生物處理創(chuàng)造更為有利的條件。 （ 4）酸化 — SBR法處理高濃度廢 水效果比較理想，去除率均在 94%以上，最高達 99%以上。 要想使此方法在處理廢水達到理想的效果時運行環(huán)境要達到下列要求（ 1）酸化 — SBR法處理中高濃度廢廢水，酸化至關重要，它具有兩個方面的作用，其一是對廢水的有機成分進行改性，提高廢水的可生化性；其二是對有機物中易降解的污染物有不可忽視的去除作用。酸化效果的好壞直接影響SBR反應器的處理效果，有機物去 除主要集中在 SBR反應器中。 （ 2）酸化 — SBR法處理廢水受進水堿度和反應溫度的影響，最佳溫度是 24℃，最佳堿度范圍是 500～ 750mg/L。視原水水質(zhì)情況， 如堿度不足，采取預調(diào)堿度方法進行本工藝處理；若溫度差別不大，運行參數(shù)可不做調(diào)整，若溫度差別較大，視具體情況而定。 2. UASB— 好氧接觸氧化工藝處理廢水 此處理工藝中主要處理設備是上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池，處理主要過程為：廢水經(jīng)過轉(zhuǎn)鼓過濾機，轉(zhuǎn)鼓過濾機對 SS的 去除率達 10%以上，隨著麥殼類有機物的去除，廢水中的有機物濃度也有所降低。調(diào)節(jié)池既有調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量的作用，還由于廢水在池中的停留時間較長而有沉淀和厭氧發(fā)酵作用。由于增加了厭氧處理單元，該工藝的處理效果非常好。上流式厭氧污泥床能耗低、運 行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好，有效地降低了好氧生化單元的處理負荷和運行能耗 (因為好氧處理單元的能耗直接和處理負荷成正比 )。好氧處理 (包括好氧生物接觸氧化池和斜板沉淀池 )對廢水中 SS和 COD均有較高的去除率，這是因為廢水經(jīng)過厭氧處理后仍含有許多易生物降解的有機物。 該工藝處理效果好、操作簡單、穩(wěn)定性高。上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池相串聯(lián)的廢水處理工藝具有處理效率高、運行穩(wěn)定、能耗低、容易調(diào)試和易于每年的重新啟動等特點。只要投加占厭氧池體積 1/3的厭氧污泥菌種，****學院畢業(yè)設計（論文） 7 就能夠保證污泥菌種的平穩(wěn)增長，經(jīng)過 3個月的調(diào)試 UASB即 可達到滿負荷運行。整個工藝對 COD的去除率達 %，對懸浮物的去除率達 %～ 98%，該工藝非常適合在廢水處理中推廣應用。 3. 新型接觸氧化法處理廢水 此方法處理過程為 ：廢水首先通過微濾機去除大部分懸浮物，出水進入調(diào)節(jié)池，然后中提升泵打入 VTBR反應器中進行生化處理，通過風機強制供風使廢水與填料接觸，維持生化反應的需氧量， VTBR反應器出水進入沉淀器，去除一部分脫落的生物膜以減輕氣浮設備的處理負荷，之后流人氣浮設備去除剩余的生物膜，污泥及浮渣送往污泥池濃縮后脫水。 4． 生物接觸氧化法處理廢 水 該工藝采用水解酸化作為生物接觸氧化的預處理，水解酸化菌通過新陳代謝將水中的固體物質(zhì)水解為溶解性物質(zhì)，將大分子有機物降解為小分子有機物。水解酸化不僅能去除部分有機污染物，而且提高了廢水的可生化性，有益于后續(xù)的好氧生物接觸氧化處理。該工藝在處理方法、工藝組合及參數(shù)選擇上是比較合理的，充分利用各工序的優(yōu)勢將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化、去除。 5． 內(nèi)循環(huán) UASB 反應器＋氧化溝工藝處理廢水 此工藝采用厭氧和好氧相串聯(lián)的方式，厭氧采用內(nèi)循環(huán) UASB技術，好氧處理用地有一處狹長形池塘，為了降低土建費用，因地制宜，采用氧化溝 工藝。本處理工藝的關鍵設備是 UASB反應器。該反應器是利用厭氧微生物降解廢水中的有機物，其主體分為配水系統(tǒng)，反應區(qū)，氣、液、固三相分離系統(tǒng)，沼氣收集系統(tǒng)四個部分。厭氧微生物對水質(zhì)的要求不象好氧微生物那么寬，最佳 pH為 － ，最佳溫度為 35℃－ 40℃，而本工程的廢水水質(zhì)超出了這個范圍。這就要求廢水進入 UASB反應器之前必需進行酸度和溫度的調(diào)節(jié)。這無形中增加了電器。儀表專業(yè)的設備投資和設計難度。 內(nèi)循環(huán) UASB技術是在普通 UASB技術的基礎上增加一套內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，它包括回流水池及回流水泵。 UASB反應器的 出水水質(zhì)一般都比較穩(wěn)定，在回流系統(tǒng)的作用下重新回到配水系統(tǒng)。這樣一來能提高 UASB反應器對進水水溫、 pH值和 COD濃度的適應能力，只需在 UASB反應器進水前對其 pH和溫度做一粗調(diào)即可。 UASB反應器采用環(huán)狀穿孔管配水，通過三相分離器出水，并在三相分離器的上方增加側(cè)向流絮凝反應沉淀器，它由玻璃鋼板成 60安裝而成，能在最大程度上截留三相分離出水中的顆粒污泥。此處理工藝主要有以下特點： 實踐證明，采用內(nèi)循環(huán) UASB反應器＋氧化溝工藝處理廢水是可行的，其運行結(jié)果表明 COD 總?cè)コ矢哌_ 95％以上。②由于采用的是內(nèi) 循環(huán) UASB反應器和氧化溝工藝串聯(lián)組合的方式，可根據(jù)生產(chǎn)的季節(jié)性、水質(zhì)和水量的情況****學院畢業(yè)設計（論文） 8 調(diào)整 UASB反應器或氧化詢處理運行組合，以便進一步降低運行費用。 厭 氧 生 物 處 理 過 程 能 耗 低 ； 有 機 容 積 負 荷 高 ， 一 般 為 5 －10kgCOD/，最高的可達 3050kgCOD/；剩余污泥量少；厭氧菌對營養(yǎng)需求低、耐毒性強、可降解的有機物分子量高；耐沖擊負荷能力強；產(chǎn)出的沼氣是一種清潔能源。 升流式厭氧污泥床 UASB( Upflow Anaerobic Sludge Bed，注：以下簡稱 UASB）工藝由于具有厭氧過濾及 厭氧活性污泥法的雙重特點，作為能夠?qū)⑽鬯械奈廴疚镛D(zhuǎn)化成再生清潔能源 —— 沼氣的一項技術。對于不同含固量污水的適應性也強，且其結(jié)構(gòu)、運行操作維護管理相對簡單，造價也相對較低，技術已經(jīng)成熟 。因此選用該設計工藝流程。 工藝流程簡圖 ****學院畢業(yè)設計（論文） 9 廢水格柵篩網(wǎng)調(diào)節(jié)池泵 UASB厭氧池 好氧池豎流式沉淀池煤渣吸附過濾池排水儲渣池渣外運污泥濃縮池污泥干化床污泥外運清水上清液污泥回流污泥空氣泵污泥****學院畢業(yè)設計（論文） 10 工藝流程的描述 污水先通過篩網(wǎng)到調(diào)節(jié)池里，然后經(jīng)過泵的提升到 UASB 厭氧池，通過管道到推流式曝氣池，經(jīng)管道到二沉池，最后到煤渣吸附過濾池，然后水可以直接排出了。其中污泥濃縮池和污泥干化床中的清水回流到調(diào)節(jié)池。 二沉池的污泥一部分回流到好氧池，另一部分污泥通過泵的提升到污泥濃縮池，和 UASB 厭氧池里的污泥一起濃縮，然后經(jīng)過污泥干化床后外運出去。 各個構(gòu)筑物的去除率 調(diào)節(jié)池， 調(diào)節(jié)污水 pH 值 UASB 厭氧池， 可降解的 COD 去除率達到 70— 80％左右 推流式曝氣池， BOD 去除率為 85% ， COD 去除率為 80% 二沉池， BOD5 去除率為 80% ****學院畢業(yè)設計（論文） 11 第 3 章 調(diào)節(jié)池 調(diào)節(jié)池的作用 為了使管渠和構(gòu)筑物正常工作，不受廢水高峰流量或濃度變化的影響，需在廢水處理設施之前設置調(diào)節(jié)池。 對于有些反應，如厭氧 反應對水質(zhì)、水量和沖擊負荷較為敏感，所以對于工業(yè) 及其他 廢水適當尺寸的調(diào)節(jié)池，對水質(zhì)、水量的調(diào)節(jié)是厭氧反應穩(wěn)定運行的保證。調(diào)節(jié)池的作用是均質(zhì)和均量，一般還可考慮兼有沉淀、混合、加藥、中和和預酸化等功能。 分類：水量調(diào)節(jié)池和水質(zhì)調(diào)節(jié)池。 作用：對水量和水質(zhì)的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)污水 pH 值、水溫，有預曝氣作用，還可用作事故排水 ， 水量有大有小，不均勻，調(diào)節(jié)池就是起到了調(diào)節(jié)水量的作用，保證設備能夠正常運行，不會因為水量大而溢出，也不因為水量小而空轉(zhuǎn)。 分類：水量調(diào)節(jié)池和水質(zhì)調(diào)節(jié)池。 調(diào)節(jié)池的幾種形式： （ 1）水 槽沿對角線方向設置，廢水由左右兩側(cè)進入池內(nèi)后，經(jīng)過不同的時間才流出水槽，水槽中的廢水是在不同的時間內(nèi)流進來的，就是說濃度都是不相同的，這樣就達到自動調(diào)節(jié)的目的，為了防止廢水在池內(nèi)短路，可以在池內(nèi)設置若干縱向隔板，廢水中的懸浮物會在池內(nèi)沉淀，可設沉渣斗，通過排泥管定期排出池外，如果調(diào)節(jié)池的溶積很大，需要設置的沉渣斗過多，管理太麻煩，可考慮將調(diào)節(jié)池做成半底，用壓縮空氣攪拌廢水，以防止沉淀，調(diào)節(jié)池的有效水深采取 ，縱向隔板間距為 。 （ 2）池內(nèi)設置許多折流短墻，使廢水在池內(nèi)來回折流，配水槽設在 調(diào)節(jié)池上，通過許多孔口溢流，投配到調(diào)節(jié)池的前后各個位置內(nèi)，使廢水在池內(nèi)得到混合、均衡，調(diào)節(jié)池的起端入流量可控制在 1/3— 1/4 流量，剩余的流量可通過其他各投配口等量投入到池內(nèi)。 （ 3）池子由兩個或三個池子組成，池內(nèi)裝設空氣管道，每池間歇獨立運行，輪流倒用，第一池充滿水后，水流入第二池，第一池內(nèi)的水用空氣****學院畢業(yè)設計（論文） 12 攪拌均勻后，用泵抽升到后續(xù)構(gòu)筑物，抽空再循抽第二池的水，這種池基建費用很大。 （ 4）用堰頂溢流出入，這種形式的調(diào)節(jié)池只調(diào)節(jié)水質(zhì)的變化，而不能調(diào)節(jié)水量的變化，如后續(xù)處理設備要求處理水量均勻，則需使調(diào)節(jié)池內(nèi)的水位 能自由波動，以便貯存，補充短缺，在采取重力自流的情況下，要求調(diào)節(jié)池內(nèi)的最低水位超過后續(xù)處理構(gòu)筑物的最后水位，出水采用浮子定量設備。 調(diào)節(jié)池的計算 （ 1） 調(diào)節(jié)池容積計算 取調(diào)節(jié)池停留時間為 8 小時，則調(diào)節(jié)池容積為 V= 600 8/24=240m3 （ 2） 調(diào)節(jié)池結(jié)構(gòu) 設一座調(diào)節(jié)池，并將其分為兩格，在池中設有泥斗，取底面坡度為 ，則設計調(diào)節(jié)池尺寸為 長寬高 =12 6 調(diào)節(jié)池進水為淹沒孔，在調(diào)節(jié)池中還設有排空管，池內(nèi)出水用泵抽到后續(xù)構(gòu)筑物中，調(diào)節(jié)池設有兩格間，當水量較小時可關閉一 間。 （ 3） 調(diào)節(jié)池如圖所示： ****學院畢業(yè)設計（論文） 13 圖 31 調(diào)節(jié)池設計草圖 ****學院畢業(yè)設計（論文） 14 第 4 章 UASB 工藝系統(tǒng) UASB 的作用 引言 厭氧生物處理作為利用厭氧性微生物的代謝特性，在毋需提供外源能量的條件下，以被還原有機物作為受氫體，同時產(chǎn)生有能源價值的甲烷氣體。厭氧生物處理法不僅適用于高濃度有機廢水，進水 BOD 最高濃度可達數(shù)萬 mg/l，也可適用于低濃度有機廢水，如城市污水等。 厭氧生物處理過程能耗低；有機容積負荷高，一般為 5－ 10kgCOD/，最高的可 達 3050kgCOD/；剩余污泥量少；厭氧菌對營養(yǎng)需求低、耐毒性強、可降解的有機物分子量高；耐沖擊負荷能力強；產(chǎn)出的沼氣是一種清潔能源。 在全社會提倡循環(huán)經(jīng)濟，關注工業(yè)廢棄物實施資源化再生利用的今天，厭氧生物處理顯然是能夠使污水資源化的優(yōu)選工藝。近年來，污水厭氧處理工藝發(fā)展十分迅速，各種新工藝、新方法不斷出現(xiàn)，包括有厭氧接觸法、升流式厭氧污泥床、檔板式厭氧法、厭氧生物濾池、厭氧膨脹床和流化床，以及第三代厭氧工藝 EGSB 和 IC 厭氧反應器，發(fā)展十分迅速。 而升流式厭氧污泥床 UASB( Upflow Anaerobic Sludge Bed，注：以下簡稱 UASB）工藝由于具有厭氧過濾及厭氧活性污泥法的雙重特點，作為能夠?qū)⑽鬯械奈廴疚镛D(zhuǎn)化成再生清潔能源 —— 沼氣的一項技術。對于不同含固量污水的適應性也強，且其結(jié)構(gòu)、運行操作維護管理相對簡單，造價也相對較低，技術已經(jīng)成熟，正日益受到污水處理業(yè)界的重視，得到廣泛的歡迎和應用。 UASB的由來 1971 年荷蘭瓦格寧根（ Wageningen）農(nóng)業(yè)大學拉丁格（ Lettinga）教授通過物理結(jié)構(gòu)設計，利用重力場對不同密度物質(zhì)作用的差異，發(fā)明了三相分離器 。使活性污泥停留時間與廢水停留時間分離，形成了上流式厭氧污泥床（ UASB）反應器的雛型。 1974 年荷蘭 CSM 公司在其 6m3 反應器處理甜菜制糖廢水時，發(fā)現(xiàn)了活性污泥自身固定化機制形成的生物聚體結(jié)構(gòu)，****學院畢業(yè)設計（論文） 15 即顆粒污泥（ granular sludge）。顆粒污泥的出現(xiàn)，不僅促進了以 UASB為代表的第二代厭氧反應器的應用和發(fā)展，而且還為第三代厭氧反應器的誕生奠定了基礎。 UASB 的工作原來 UASB 由污泥反應區(qū)、氣液固三相分離器（包括沉淀區(qū)）和氣室三部分組成。在底部反應區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的 污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機物，把它轉(zhuǎn)化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡，在污泥床上部由于沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進入氣室，集中在氣室沼氣，用導管導出，固液混合液經(jīng)過反射進入三相分離器的沉淀區(qū)，污水中的污泥發(fā)生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼著 斜壁滑回厭氧反應區(qū)內(nèi)，使反應區(qū)內(nèi)積累大