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【正文】 能源生態(tài)型生產(chǎn)工藝流程圖 畜禽場(chǎng)的畜舍沖洗水與畜尿先匯集到酸化池 ,再與畜糞在攪拌池中攪拌均勻 ,將糞污調(diào)配成高濃度的發(fā)酵液 (TS 濃度在 3%10%左右 ),然后集中到集水池內(nèi)冬季向集水池內(nèi)增溫 ,確保厭氧反應(yīng)器進(jìn)料的溫度。厭氧消化器產(chǎn)生的沼氣經(jīng)凈化后貯存到貯氣柜 ,供發(fā)電或炊 用。沼渣排入貯渣池后經(jīng)過(guò)固液分離機(jī)將含水率為 75%的沼渣作為固體肥料施用于農(nóng)田 ,上清液與沼液共同排入沼液池作為液態(tài)肥適用于農(nóng)田。 典型能源環(huán)保型處理利用工藝 工藝要求及特點(diǎn) 工藝適宜的條件 : (1)規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng) ,最小污水處理量每天 50t 以上 。 (2)項(xiàng)目建設(shè)點(diǎn)周邊排水要求高 ,污水需要達(dá)標(biāo)排放。 工藝特點(diǎn) : (1)在工藝前期盡可能通過(guò)物理方法去除污水中的固形物 ,降低厭氧消化器工作負(fù)荷 。 (2)舍內(nèi)清出的糞便以及重力曲篩分離的糞渣可制作有機(jī)肥或直接外賣 。 (3)污水達(dá)標(biāo)排放 ,有效防止二次污染 。 (4)沼氣產(chǎn)量低。 (5)主體工程投資大、運(yùn)行費(fèi)用高 。 (6)操作與管理水平要求較高。 工藝說(shuō)明 采用能源環(huán)保型沼氣工程 ,項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)污水的達(dá)標(biāo)排放。固體糞便制作有機(jī)肥 ,并通過(guò)對(duì)沼氣的利用降低工程運(yùn)行費(fèi)用 ,此類工程項(xiàng)目具有良好的社會(huì)效益。目前該工藝一般采用高效厭氧反應(yīng)池與先進(jìn)的好氧反應(yīng)池相結(jié)合的典型工藝路線。 典型工藝流程 養(yǎng)豬場(chǎng)糞污廢水典型能源環(huán)保型工藝流程為 : 畜禽場(chǎng)污水 炊用、發(fā)電等貯氣柜沼氣凈化 集水池 固液分離機(jī) 酸化調(diào)節(jié)池 厭氧反應(yīng)池 畜禽場(chǎng)糞便 發(fā)酵車間 干化場(chǎng) 調(diào)節(jié)池 加工車間 好氧反應(yīng)池 固體肥料用于農(nóng)田 達(dá)標(biāo)排放 穩(wěn)定塘 能源環(huán)保型生產(chǎn)工藝流程圖 畜禽場(chǎng)的畜舍沖洗水與畜尿先匯集到集水池 ,用污水泵提升至固液分離機(jī) ,分離出的污水自流入沉淀池 ,進(jìn)一步去除水中的雜物。沉淀后污水經(jīng)酸化調(diào)節(jié)池進(jìn)入?yún)捬跸?。?jīng)厭氧消化后污水自流入調(diào)節(jié)池 ,通過(guò)污水泵泵入好氧反應(yīng)池。為進(jìn)一步達(dá)到節(jié)能和有效去除氨氮的目的 ,一般設(shè)置穩(wěn) 定塘 ,以確保水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。沉淀池、厭氧反應(yīng)池和好氧反應(yīng)池的污泥排入干化場(chǎng) ,經(jīng)干化后和畜舍清出的鮮糞經(jīng)好氧發(fā)酵后可作為優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料使用。厭氧反應(yīng)池在進(jìn)行厭氧生物反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過(guò)凈化送入貯氣柜供發(fā)電或炊用。 工藝選擇 綜合分析前述可利用資源量、沼氣量、產(chǎn)品供需平衡分析 ,本工程具備建設(shè)“能源環(huán)保型”條件。 選擇能源生態(tài)型工藝的原因在于 : (1)規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng) ,存欄 75000頭豬 ,每天為沼氣工程提供 750m3沖洗廢水 ,水量達(dá)到處理規(guī)模 。 (2)采用干撿糞方式清理豬糞 ,使廢水中的 固形物有效去除 ,降低厭氧消化器工作負(fù)荷 。 (3)工程產(chǎn)生的沼氣用于發(fā)電和燃燒利用。 (4)選擇能源環(huán)保型工藝 ,能夠很好的處理廢水 ,有效防止二次污染。 因此 ,工程設(shè)計(jì)類型確定為能源生態(tài)型。 厭氧工藝選擇 在本項(xiàng)工程建設(shè)中 ,關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是厭氧工藝的選擇。選用適合畜禽糞便處理的厭氧反應(yīng)器是決定整個(gè)沼氣工程投資與收益的必需內(nèi)容。下面將目前應(yīng)用較多的厭氧工藝進(jìn)行比較。 各類厭氧工藝性能概述 (1)完全混合厭氧工藝 傳統(tǒng)的完全混合厭氧工藝 (CSTR)是借助消化池內(nèi)厭氧活 性污泥來(lái)凈化有機(jī)污染物。有機(jī)污染物進(jìn)入池內(nèi) ,經(jīng)過(guò)攪拌與池內(nèi)原有的厭氧活性污泥充分接觸后 ,通過(guò)厭氧微生物的吸附、吸收和生物降解 ,使廢水中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為沼氣。完全混合厭氧工藝池體體積較大 ,負(fù)荷較低 ,其污泥停留時(shí)間等于水力停留時(shí)間 ,因此不能在反應(yīng)器內(nèi)積累起足夠濃度的污泥 ,一般僅用于城市污水廠的剩余好氧污泥以及糞便的厭氧消化處理。 (2)厭氧接觸工藝反應(yīng)器 厭氧接觸工藝反應(yīng)器使完全混合式的 ,是在連續(xù)攪拌完全混合式厭氧消化反應(yīng)器 (CSTR)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)的一種較高效率的厭氧反應(yīng)器。反應(yīng)器排出的混合 液首先在沉淀池中進(jìn)行固液分離 ,污水由沉淀池上部排出 ,沉淀池下部的污泥被回流至厭氧消化池內(nèi)。這樣的工藝既保證污泥不會(huì)流失 ,又可提高厭氧消化池內(nèi)的污泥濃度 ,從而提高了反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷率和處理效率 ,與普通厭氧消化池相比 ,可大大縮短水力停留時(shí)間。目前 ,全混合式的厭氧接觸發(fā)應(yīng)器已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于 SS 濃度較高的廢水處理中。 (3)厭氧濾器 (AF) 厭氧濾器是采用填充材料作為微生物載體的一種高速厭氧反應(yīng)器 ,厭氧菌在填充材料上附著生長(zhǎng) ,形成生物膜。生物膜與填充材料一起形成固定的濾床。厭氧濾床可分為上流式厭氧濾床和 下流式厭氧濾床兩種。污水在流動(dòng)過(guò)程中保持與充滿厭氧細(xì)菌的填料接觸 ,因?yàn)榧?xì)菌生長(zhǎng)在填料上將不隨出水流失 ,在短的水力停留時(shí)間下可取得較長(zhǎng)的污泥泥齡。厭氧濾器的缺點(diǎn)是填料載體價(jià)格較貴 ,反應(yīng)器建造費(fèi)用較高 ,此外 ,當(dāng)污水中 SS 含量較高時(shí) ,容易發(fā)生短路和堵塞。 (4)上流式厭氧污泥床反應(yīng)器 (UASB) 待處理的廢水被引入 UASB 反應(yīng)器的底部 ,向上流過(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)生的厭氧反應(yīng) ,產(chǎn)生沼氣引起污泥床的攪動(dòng)。在污泥床產(chǎn)生的沼氣有一部分附著在顆粒污泥上 ,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。污泥顆粒上升撞擊到三相分離器擋板的下部 ,這引起的附著的氣泡釋放 。托起的污泥顆粒沉淀回到污泥層的表面。自由狀態(tài)下的沼氣和由污泥顆粒釋放的氣體被收集在三相分離器錐頂部的集氣室內(nèi)。液體中包含一些剩余的固體物和生物顆粒進(jìn)入到三相分離器的沉淀區(qū)內(nèi) ,剩余固體物和生物顆粒從液體中分離并通過(guò)三相分離器的錐板間隙回到污泥層。 UASB 反應(yīng)器的特點(diǎn)在于可維持較高的污泥濃度 ,很長(zhǎng)的污泥泥齡 (30 天以上 ),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 污水 ,由于三相分離器泥、氣、水分離能力的限制 ,不可避免的造成出水中含泥量很高 ,這個(gè)系統(tǒng)的投資費(fèi)用也較大。 (5)膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器 (EGSB) EGSB 是與 UASB 反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)相似 ,所不同的是在 EGSB 反應(yīng)器中采用相當(dāng)高的上流速度 ,因此 ,在 EGSB 反應(yīng)器中顆粒污泥處于完全或部分“膨脹化”的狀態(tài) ,即污泥床的體積由于顆粒之間的平均距離的增加而擴(kuò)大。為了提高上升速度 ,EGSB 反應(yīng)器采用較大的高度與直徑比和很大的回流比。在高速上升速度和產(chǎn)氣的攪拌作用下 ,廢水與顆粒污泥間的接觸更充分 ,因此可允許廢水在反 應(yīng)器中有很短的水力停留時(shí)間 ,從而 EGSB 可以高效的處理濃度較高的有機(jī)廢水。 (6)升流固體床反應(yīng)器 (USR) 升流固體床反應(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。含高有機(jī)物固體含量 (大于5%)的廢液由池底配水系統(tǒng)進(jìn)入 ,均勻的分布在反應(yīng)器的底部 ,然后上升流通過(guò)含有高濃度厭氧微生物的固體床。使廢液中的有機(jī)固體與厭氧微生物充分接觸反應(yīng) ,有機(jī)固體被液化發(fā)酵和厭氧分解 ,約有 50%左右的有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為沼氣。而產(chǎn)生的沼氣隨水流上升具有攪拌混合作用 ,促進(jìn)了 固體與微生物的接觸。由于重力作用固體床區(qū)有自然沉淀的作用 ,比重較大的固體物 (包括微生物、未降解的固體和無(wú)機(jī)固體等 )被累積在固體床下部 ,使反應(yīng)器內(nèi)保持較高的固體量和生物量 ,可使反應(yīng)器有較長(zhǎng)的微生物滯留時(shí)間。通過(guò)固體床的水流從池頂?shù)某鏊缌髦脸赝?。在出水溢流渠前設(shè)置擋渣板 ,可減少池內(nèi) SS 的流失 ,在反應(yīng)器液面會(huì)形成一層浮渣層 ,在長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中 ,浮渣層達(dá)到一定厚度后趨于動(dòng)態(tài)平衡。不斷有固體被沼氣攜帶到浮渣層 ,同時(shí)也有經(jīng)脫氣的固體返回到固體床區(qū)。由于沼氣要透過(guò)浮渣層進(jìn)入到反應(yīng)器頂部的集氣室 ,對(duì)浮渣層產(chǎn)生一定的“ 破碎”作用。對(duì)于生產(chǎn)性反應(yīng)器由于浮渣層表面積較大 ,浮渣層不會(huì)引起堵塞。集氣室中的沼氣經(jīng)導(dǎo)管引出池外進(jìn)入沼氣貯柜。反應(yīng)池設(shè)排泥管可將多余的污泥和下沉在底部的惰性物質(zhì)定期排除。 幾種典型的厭氧反應(yīng)器適用性能比較 幾種典型的厭氧反應(yīng)器適用性能比較見(jiàn)下表 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) 投資小、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單 容積負(fù)荷率低 ,效率較低 ,出水水質(zhì)較差 適用于 SS 含量很高的污泥處理 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) 、出水水質(zhì)相對(duì)較差 適用于高濃度高懸浮物的有機(jī)廢水 厭氧濾器 (AF) 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 含量較低的有機(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)