升流式固体厌氧反应器
升流式固体厌氧反应器（USR）,是一种结构简单、适用于高悬浮固体有机物原料的反应器。原料从底部进入消化器内，与消化器里的活性污泥接触，使原料得到快速消化。未消化的有机物固体颗粒和沼气发酵微生物靠自然沉降滞留于消化器内，上清液从消化器上部溢出，这样可以得到比水力滞留期高得多的固体滞留期（SRT）和微生物滞留期（MRT），从而提高了固体有机物的分解率和消化器的效率。在当前畜禽养殖行业粪污资源化利用方面，有较多的应用。许多大中型沼气工程，均采用该工艺。
经过USR处理后产生的沼液属于高浓度有机废水。该废水具有有机物浓度高、可生化性好、易降解的特点，不能达到排放标准，因此除用于花卉蔬菜等的肥料外，剩余沼液须回流至集水池，经过好氧处理后达标回用或排放。针对该沼液含氨氮较高的特点，通过预处理可将溶于水的挥发性氨氮部分去除。沼液中的有机物则通过生物法进行处理。即利用水中微生物的新陈代谢作用，将有机污染物降解，达到净化水质、消除污染的目的
前处理
7.1前处理工艺类型
7.1.1 “能源生态型”沼气工程
污水通过管道自流入调节池，在调节池前设有格栅，以清除较大的杂物，人工清出的粪便运至调节池，与污水充分地混合，然后流入到计量池，计量池的容积根据厌氧消化器的要求确定。当以鸡粪为原料时，应在调节池后设沉砂池。粪便的加入点与厌氧消化器类型有关，一般在调节池加入，带有搅拌装置的塞流式反应器也可直接加入到厌氧消化器。
7.1.2 “能源环保型”沼气工程
污水通过管道自流入调节池，在调节池前设有格栅，以清除较大的杂物，调节池的污水用泵抽入到固液分离机，分离的粪渣用作有机肥原料，分离出的污水流入沉淀池，沉淀的污泥进入污泥处理设施，上清液自流入集水池。
7.2前处理的一般规定
7.2.1 “能源生态型”沼气工程前处理的一般规定
a、前处理的目的是将粪便污水调质均化，为厌氧产沼气创造条件；
b、污水进入固液分离机前应通过格栅清除污水中较大的杂物；
c、以鸡粪为原料时宜设沉砂池；
d、以牛粪为原料时应有粪草分离装置；
e、沟渠坡度应确保污水自流入沉砂池或计量池。其设计按GBJ14中第三章的相关规定。
7.2.2 “能源环保型”沼气工程的前处理的一般规定
a、前处理的目的是用物理方法尽量清除粪污中的固形物；
b、污水进入固液分离机前应通过格栅清除污水中较大的杂物；
c、应在排污后3h内进行污水的固液分离；
d、沉淀池应设在固液分离机后；
e、沟渠坡度应确保污水自流入沉砂池、集水池。其设计按GBJ14中第三章的相关规定；
f、固液分离机是否需要与污水中SS浓度和污水量有关，当SS浓度不大于2000mg/l和污水量小于50m3/d时可不用。
7.3格栅
格栅的设计应符合以下要求：
a）格栅应设于集水池前，其数量不宜少于二道，一道粗格栅栅条间隙为20mm～40 mm去除大型杂物，一道细格栅栅条间隙为5mm～15mm去除中小型杂物。格栅应便于清除杂物和清洗；
b）污水过栅流速一般为0.5 m/s～0.8 m/s，格栅倾角为45°～75°；
c）格栅处应设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5 m。采用格栅机时，参照设备说明书。
7.4调节池
7.4.1 在进水口处应设置调节池。
7.4.2 调节池容积应按式(1)计算：
V=Q/n (1)
式中：
V—调节池有效容积，单位为立方米（m3）；
Q—畜禽养殖场每日排污水量，单位为立方米每日（m3/d）；
n—畜禽养殖场每日排污次数。
7.5固液分离机
选用固液分离机时，应遵守下列规定：
a）应根据被分离物料的性质、流量、脱水要求，经技术经济比较后选用；
b）污水进入固液分离机的含水率一般不应小于98％；
c）固液分离机的设置应考虑到废渣的贮存、运输。
7.6沉淀池
7.6.1 沉淀池设计见GBJ14中6·4相关规定。
7.6.2 畜禽污水滞留时间应大于1h。
7.6.3 沉淀池应设排泥管道。
7.6.4 当以鸡粪为原料而前面未有沉砂池时应有沉砂功能。
7.7集水池
7.7.1 畜禽养殖场污水厌氧处理系统前，应设置集水池。
7.7.2 集水池容积不应小于该池水泵30min的出水量。
7.8泵与泵房
7.8.1 泵的选择应根据其用途和输送介质的种类、流量、扬程和工作性质等因素确定，应符合下列要求：
a）泵应尽量选用同一型号；
b）进料泵应设置一台备用泵与工作泵并联。
7.8.2 泵房及室内机组基础布置、设计按GBJ14中4·3相关规定执行。
8厌氧消化
8.1一般规定
8.1.1 厌氧消化器的选择和设计应根据粪污种类、工程类型和工艺路线确定。
8.1.2 厌氧消化器设计，应符合下列规定：
a）根据发酵原料选用适宜的厌氧消化器；
b）厌氧消化器应设有取样口和测温点；
c）厌氧消化器在设计上要有防止超正、负压的安全装置及措施。其防止超正、负压力装置的安全范围，应满足工艺设计的压力及池体安全的要求；
d）厌氧消化器的下部管道凡有阀门处应设计为串联式双阀门，内侧阀门为常开；
e）池体侧面下部应设有检修人孔、排泥管（其管径不小于100 mm），人孔中心与池外地平的距离不大于1 m。直径不宜小于600 mm；
f）厌氧消化器必须达到抗渗和气密性要求，并应采取有效的防腐蚀措施和保温措施。
g) 厌氧消化器应有沉降检测点。
8.2“能源生态型”沼气工程所用厌氧消化器
8.2.1 厌氧消化器主要反应器有升流式固体反应器(USR)、全混合厌氧消化器(CSTR)和塞流式反应器（PFR）；
8.2.2 厌氧消化宜采用中温消化(35℃左右)，也可采用近中温消化(25～30℃)，或采用高温消化(55℃左右)。
8.2.3 中温发酵主要设计参数宜符合表1的规定。
表1 中温发酵厌氧消化器主要设计参数
序号项目升流式厌氧固体床全混合厌氧消化器塞流池
1 温度(℃)35℃左右35℃左右35℃左右
2 水力滞留期 (d) 8～15 10～20 15～20
3 TS浓度(%) 3～5 3～6 7～10
4 COD cr去除率(%) 60～80 55～7
5 50～70
5 COD cr负荷
5～10 3～8 2～5 (kg/(m3·d))
6 投配率(%) 7～12 5～10 5～7
8.2.4 厌氧消化一般采用一级厌氧消化。
8.2.5 对于投配率(%)，进料COD cr高时宜用下限值，进料COD cr低时宜用上限值。
8.2.6 厌氧消化器的总有效容积，可按式(2)计算：
V=TQ (2)
式中：
V－厌氧消化器的总有效容积，单位为立方米（m3）；
Q -设计处理量，单位为立方米每天（m3/d）；
T－设计水力滞留期，单位为天（d）（中温，PFR取15d～20d、USR取8d～15d）；
8.2.7沼气产量
理论上每去除1kgCOD cr可产0.35 m3甲烷。
8.2.8 不同厌氧消化器装置的几何尺寸
a) 升流式固体反应器一般采用立式圆柱形，有效高度6m～12m；
b）塞流式高浓度厌氧消化器，大多采用半地下或地上建筑。
8.2.9 厌氧消化器内的溢流管可采用倒U型管、溢流堰方式，应设有水封器和通气管。
8.2.10 升流式反应器应选用合理的布水方式，以保证液体均匀上升，避免短路、勾流。其设计应满足下列要求：
a) 布水器的喷水孔应朝池底与水平面夹角不大于40o；
b) 布水器设置于厌氧消化器底部，距池底的距离应不大于1m；
8.3“能源环保型”沼气工程所用厌氧消化器
8.3.1 厌氧消化器主要有升流式厌氧污泥床(UASB)、复合厌氧反应器(如UBF)。
8.3.2 厌氧消化一般采用常温消化，但最低温度不宜低于15℃。
8.3.3 主要设计参数宜符合表2的规定。
表2厌氧消化器主要设计参数
序号项目参数参数备注
1 温度(℃)25 15 12℃以上
2 水力滞留期(d) 1.5～
3 2～
4 温度高时宜用下限值，温度低时宜
用上限值
3 TS浓度(%) ＜1 ＜1
4 COD cr去除率%) 70～8
5 70～85
5 COD cr负荷
(kg/(m3·d))3～5 1～2 温度高时宜用上限值，温度低时宜
用下限值
8.3.4 厌氧消化器的总有效容积，可按下式计算：
按容积负荷计算：
V=24(S o-S e)Q/(U v) (3)
式中：V——厌氧消化器的总有效容积，单位为立方米（m3）；
S o——厌氧消化器进水化学需氧量，单位为克每升（g/L）；
S e——厌氧消化器出水化学需氧量，单位为克每升（g/L）；
Q——厌氧消化器的设计流量，单位为立方米每小时（m3/h）；
U v——厌氧消化器的化学需氧量容积负荷，单位为公斤COD cr每立方米(kgCOD cr/m3)；
8.3.5 厌氧消化器沼气产量的计算
理论上每去除1kgCOD cr可产0.35 m3甲烷。
8.3.6 升流式厌氧污泥床(UASB)
a) UASB反应器平面形状有矩形和圆形，高度不宜超过10m；
b) 反应器的设备有三相分离器、布水系统、排泥装置及沼气收集系统等。
8.4加热保温
沼气工程一般应有加热保温措施。
8.4.1 对采用中温（或高温）发酵的厌氧消化器加热，宜采用蒸汽直接加热，蒸汽通入点宜在计量池内，也可采用厌氧消化器外热交换或池内热交换。对大型消化器也可将几种加热方式结合使用。
8.4.2 对采用常温发酵的厌氧消化器应保证池内料液温度不低于12℃。当料温不够时，宜采用蒸汽直接加热，蒸汽通入点宜在集水池内，也可采用厌氧消化器外热交换或池内热交换。
8.4.2 消化器应有保温措施，宜采用外保温。
8.5沼气净化
8.5.1 沼气净化系统包括：气水分离器、砂滤、脱硫装置。
8.5.2 经过净化系统处理后的沼气质量指标，应符合下列要求：
a）甲烷含量55%以上；
b）硫化氢含量小于20 mg/m3。
8.5.3 沼气净化见GBJ16、GB50028中相关规定。
8.5.4 沼气中水蒸汽一般采用重力法脱水。对产量大于1000 m3/d的沼气工程，也可采用冷分离法、固体吸附法、溶剂吸收法等脱水工艺处理。
8.5.5 重力法沼气气水分离器可按以下参数设计：
a）进入气水分离器的沼气量应按日产沼气量计算；
b）气水分离器内的沼气供气压力应大于2kPa；
c）气水分离器的压力损失应小于100 Pa；
d）气水分离器筒体高度为直径的4～6倍；
e）气水分离器应设有自动排水装置。
8.5.6 沼气管的最低点必须设置冷凝水集水器。
8.5.7 沼气脱硫
a) 沼气中硫化氢含量主要由发酵原料决定。可以同一地区、同一畜种类似沼气工程所产沼气中的硫化氢含量为参照；
b) 脱硫技术方案应根据工程具体情况作经济分析后再做确定。干法脱硫法可参照表3确定；
表3 沼气干法脱硫法选择
沼气中硫化氢含量脱硫方法
<2g/m3一级脱硫法
2g/m3～5g/m3二级脱硫法
c) 脱硫装置（罐、塔）应设置两个，一备一用，应并联连接；
d) 脱硫装置宜在地上架空布置。在南方地区可设置在室外，但需要保温。在寒冷地区应设在室内，一般应设置脱硫间。
8.6沼气贮存
8.6.1 沼气贮存系统包括：贮气柜、流量计等。
8.6.2 一般采用低压湿式贮气柜、低压干式贮气柜和高压贮气罐。应根据具体情况作经济分析后确定。
8.6.3 贮气柜容积应根据沼气的不同用途确定：
a）沼气主要用于炊用时，贮气柜的容积按日产量的50%～60%设计；
b）沼气作为炊用和发电（或烧锅炉）各占一半左右时，贮气柜的容积按日产量的40%设计；
c）沼气主要用于烧锅炉、发电等工业用气时，应根据沼气供求平衡曲线确定贮气柜的容积。
8.6.4 贮气柜贮气压力
根据GB50028-1993和贮气柜形式确定贮气柜的贮气压力。沼气用具前的沼气压力应是其额定压力的2倍。
8.6.5 贮气柜宜布置在气源附近。
8.6.6 贮气柜必须设有防止过量充气和抽气的安全装置。放空管应设阻火器。阻火器宜设在管口处。放空管应有防雨雪侵入和杂物堵塞的措施。
8.6.7 湿式贮气柜水封池采用地上式，尽量避免地下式。当采用地下式时，应设置排水放空设施。建造材料一般为钢板或钢筋混凝土。
8.6.8 湿式贮气柜应设置上水管、排水管和溢流管；钟罩应设置检修人孔，直径不小于
600mm，钟罩外壁应设置检修梯。
8.6.9 在寒冷地区，湿式贮气柜应设置供热系统。
8.6.10 当湿式贮气柜钟罩与水封池均为钢板制造时，须做防腐处理，采用环氧沥青、氯化聚乙烯涂料、聚丁胶乳沥青涂料等防腐材料。
8.6.11 贮气柜安全防火距离
a）干式贮气柜之间的防火距离应大于较大贮气柜直径的2/3，湿式贮气柜之间的防火距离应大于较大贮气柜直径的1/2；
b）贮气柜至烟囱的距离，应大于20 m；
c）贮气柜至架空电缆的间距，大于15 m；
d) 贮气柜至民用建筑或仓库的距离，应大于25 m。
8.6.12 沼气贮气柜出气口处应设阻火器。
8.6.13 沼气计量
沼气流量计应根据厌氧装置最大小时产气量选择流量计,见表4。
表4 沼气流量计选择表
小时沼气量流量计
户内皮膜表
20 m3～30 m3膜式流量计
>30 m3腰轮（罗茨）流量计、涡轮流量计等8.6.13 贮存系统见GBJ16、GB50028中相关规定。
9后处理
9.1“能源生态型”沼气工程后处理
9.1.1 “能源生态型”沼气工程的厌氧出水进贮液池后作液态有机肥用于农田。
9.1.2 “能源生态型”沼气工程厌氧消化后的沼渣、沼液需做进一步的固液分离，分离出的沼液进贮液池后作液态有机肥用于农田，干化后的沼渣是良好的固态有机肥。固液分离有多种方法：
a) 沉淀池+干化场；
b) 机械分离+沉淀池。
9.2“能源环保型”沼气工程后处理
9.2.1 后处理一般采用以下工艺：
a)好氧处理系统；
b) 稳定塘；
c) 好氧处理系统+稳定塘；
d) 其他处理方法，如膜分离法、人工湿地等。
9.2.2 好氧处理系统
a) 畜禽粪水中的N、P含量较高，好氧处理应选择有较高脱氮除磷能力的工艺，如SBR、氧化沟等；
b) 有关设计参数、设施和设备参考GBJ14-1997的相关规定。
9.2.3 好氧塘、兼性塘、水生植物塘
a) 好氧塘、兼性塘、水生植物塘可用于处理“能源环保型”沼气工程的好氧出水或厌氧出水，用于去除污水中的氨氮和有机物；
b) 水生植物主要有凤眼莲等，设计参数可参见附录B。
c) 好氧塘、兼性塘
当用于后续处理时，主要作用是去除水中的N、P，其工艺参数见表5。
表5稳定塘工艺设计参数(“能源环保型”工艺)
附录A
（资料性附录）
沼气工程规模分类
A·1 沼气工程规模分类
沼气工程规模分类宜按沼气工程的厌氧消化装置容积、日产沼气量以及配套系统的配置等综合评定，可分为大型、中型和小型沼气工程。表A·2列出了沼气工程分类的主要指标。
表A·1 沼气工程规模分类指标
工程规模
单体装置
容积V(m3)
总体装置
容积V(m3)
日产沼气
量(m3/d)
配套系统的配置
大型≥300≥1000≥300完整的发酵原料的预处理系统；沼渣、
沼液综合利用或进一步处理系统；沼气
净化、储存、输配和利用系统
中型300＞
V≥501000＞
V≥100
≥50发酵原料的预处理系统；沼渣、沼液综
合利用或进一步处理系统；沼气储存、
输配和利用系统
注：日产沼气量指标是指厌氧消化温度控制在25℃以上(含25℃)总体装置的最
低日产沼气量
大型养猪场绿化沼气工程设计方案（之三）
1.2.2 厌氧处理工艺选择
1、各类厌氧工艺性能概述
（1）完全混合厌氧工艺（CSTR）
传统的完全混合厌氧工艺（CSTR）是借助消化池内厌氧活性污泥来净化有机污染物。有机污染物进入池内，经过搅拌与池内原有的厌氧活性污泥充分接触后，通过厌氧微生物的吸附、吸收和生物降解，使废水中的有机污染物转化为沼气。完全混合厌氧工艺池体体积较大，负荷较低，其污泥停留时间等于水力停留时间，因此不能在反应器内积累起足够浓度的污泥，一般仅用于城市污水厂的剩余好氧污泥以及粪便的厌氧消化处理。
（2）厌氧接触工艺反应器
厌氧接触工艺反应器是完全混合式的，是在连续搅拌完全混合式厌氧消化反应器（CSTR）的基础上进行了改进的一种较高效率的厌氧反应器。反应器排出的混合液首先在沉淀池中进行固液分离，污水由沉淀池上部排出，沉淀池下部的污泥被回流至厌氧消化池内。这样的工艺既保证污泥不会流失，又可提高厌氧消化池内的污泥浓度，从而提高了反应器的有机负荷率和处理效率，与普通厌氧消化池相比，可大大缩短水力停留时间。目前，全混合式的厌氧接触反应器已被广泛应用于SS浓度较高的废水处理中。
（3）厌氧滤器（AF）
厌氧滤器是采用填充材料作为微生物载体的一种高速厌氧反应器，厌氧菌在填充材料上附着生长，形成生物膜。生物膜与填充材料一起形成固定的滤床。厌氧滤床可分为上流式厌氧滤床和下流式厌氧滤床二种。污水在流动过程中生长并保持与充满厌氧细菌的填料接触，因为细菌生长在填料上将不随出水流失，在短的水力停留时间下可取得较长的污泥泥龄。厌氧滤器的缺点是填料载体价格较贵，反应器建造费用较高，此外，当污水中SS含量较高时，容易发生短路和堵塞。
（4）上流式厌氧污泥床反应器（UASB）
待处理的废水被引入UASB反应器的底部，向上流过由絮状或颗粒状厌氧污泥的污泥床。随着污水与污泥相接触而发生厌氧反应，产生沼气引起污泥床的扰动。在污泥床产生的沼气
有一部分附着在污泥颗粒上，自由气泡和附着在污泥颗粒上的气泡上升至反应器的上部。污泥颗粒上升撞击到三相分离器挡板的下部，这引起附着的气泡释放；脱气的污泥颗粒沉淀回到污泥层的表面。自由状态下的沼气和由污泥颗粒释放的气体被收集在三相分离器锥顶部的集气室内。液体中包含一些剩余的固体物和生物颗粒进入到三相分离器的沉淀区内，剩余固体物和生物颗粒从液体中分离并通过三相分离器的锥板间隙回到污泥层。
UASB反应器的特点在于可维持较高的污泥浓度，很长的污泥泥龄（30天以上），较高的进水容积负荷率，从而大大提高了厌氧反应器单位体积的处理能力。但是对于SS含量很高的污水，由于三相分离器泥、气、水分离能力的限制，不可避免地造成出水中含泥量很高，整个系统的投资费用也较大。
（5）膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB）
EGSB是在UASB反应器的结构相似，所不同的是在EGSB反应器中采用相当高的上流速度，因此，在EGSB反应器中颗粒污泥处于完全或部分“膨胀化”的状态，即污泥床的体积由于颗粒之间的平均距离的增加而扩大。为了提高上升速度，EGSB反应器采用较大的高度与直径比和很大的回流比。在高速上升速度和产气的搅拌作用下，废水与颗粒污泥间的接触更充分，因此可允许废水在反应器中有很短的水力停留时间，从而EGSB可以高速地处理浓度较低的有机废水。
（6）升流式厌氧固体反应器（USR）
升流式厌氧固体反应器是一种新型的专用以处理固体物含量较大的反应器，其构造特点是反应器内不设三相分离器和其它构件。含高有机物固体含量（大于5%）的废液由池底配水系统进入，均匀地分布在反应器的底部，然后上升流通过含有高浓度厌氧微生物的固体床。使废液中的有机固体与厌氧微生物充分接触反应，有机固体被液化发酵和厌氧分解，约有60%左右的有机物被转化为沼气。而产生的沼气随水流上升具有搅拌混合作用，促进了固体与微生物的接触。由于重力作用固体床区有自然沉淀作用，比重较大的固体物（包括微生物、未降解的固体和无机固体等）被累积在固体床下部，使反应器内保持较高的固体量和生物量，可使反应器有较长的微生物和固体滞留时间。通过固体床的水流从池顶的出水渠溢流至池外。在出水溢流渠前设置挡渣板，可减少池内SS的流失，在反应器液面会形成一层浮渣层，在长期稳定运行过程中，浮渣层达到一定厚度后趋于动态平衡。不断有固体被沼气携带到浮渣层，同时也有经脱气的固体返回到固体床区。由于沼气要透过浮渣层进入到反应器顶部的集气室，对浮渣层产生一定的“破碎”作用。对于生产性反应器由于浮渣层表面积较大，浮渣层不会引起堵塞。集气室中的沼气经导管引出池外进入沼气贮柜。反应池设排泥管可将多余的污泥和下沉在底部的惰性物质定期排除。
2、几种典型的厌氧反应器适用性能比较
几种典型的厌氧反应器适用性能比较见表5-1。
表5-1 厌氧反应器适用性能比较表
反应器名称优点缺点适用范围
完全混合厌氧
反应器（CSTR）投资小、运行管理简单容积负荷率低，效率
较低，出水水质较差适用于SS含量很
高的污泥处理
厌氧接触反应器投资较省、运行管理简
单，容积负荷率较高，
耐冲击负荷能力强停留时间相对较长，
出水水质相对较差适用于高浓度、高
悬浮物的有机废水
厌氧滤器（AF）处理效率高，耐负荷能
力强，出水水质相对较
好投资较大，反应器容
易短路和堵塞适用于SS含量较
低的有机废水
上流式厌氧污
泥床反应器
（UASB）处理效率高，耐负荷能
力强，出水水质相对较
好投资相对较大，对废
水SS含量要求严格适用于SS含量适
低的有机废水
膨胀颗粒污泥
床反应器
（EGSB）处理效率较高，负荷能力
强，出水水质相对较好投资相对较大，对废
水SS含量要求严格适用于SS含量较
少和浓度相对较低
的有机废水
升流式厌氧固
体反应器
（USR）处理效率较高，投资较省、运行管理简单，容积负荷率较高。对进料均布性要求高，当含固率达到一定程度时，必须采取强化措施。适用于含固量高
的有机废水
3、厌氧工艺的选择确定
从以上列表可知，各种类型的厌氧工艺各有其优缺点和使用范围，在一定的条件下选择适当的工艺型式是厌氧处理成功的关键所在。对于本项目而言，由于需将全部猪粪和部分冲洗水一起混合均匀后进入厌氧罐进行厌氧发酵处理，其废水中含固量很高，因此，选择升流式厌氧固体反应器（USR）是较为合适的。
本项目设计含固率为10%。对于高含固率来料，为避免进料分布不均匀问题，必须强化其进料的局部混合性。设计上底部配置搅拌机，以间歇混合搅拌方式来实现。我们定义该方式为USR-PM。
选择USR-PM处理工艺，反应器的固体滞留期（SRT）和微生物滞留期（MRT）远大于水力滞留期（HRT）。厌氧罐顶部在出水溢流渠前设置挡渣板，可以减少罐内内悬浮固体物质的流失，提高了固体滞留期（SRT）。固体有机物的分解率与SRT呈正相关，固体滞留期（SRT）加长，消化效率就大幅度提高；剩余厌氧微生物在重力的作用下沉淀下来，累积在固体床下部，使反应器微生物滞留期（MRT）加长，既提高处理效率，又降低微生物对外加营养物质的需求，减少污泥的量。
本设计方案选择USR-PM为厌氧处理工艺。
5.1.2.3 厌氧反应器结构选择
普通的厌氧反应器均采用钢砼结构。近年来为了缩短施工周期，节省建筑材料，提高反应池的施工质量，建设美观大方的能环工程处理装置，也多有采用新材料、新技术建造的厌氧反
应器。典型的有德国的利普（Lipp）公司的利普罐和德国Farmetic公司的搪瓷拼装罐。这些技术应用金属朔性加工中的加工硬化原理和薄壳结构原理，通过专用技术和设备将镀锌或搪瓷拼装建造成。
1、钢筋混凝土制罐技术
钢筋混凝土技术利用钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度上各自的优势，实现优势互补，通过现场浇注，可以得到较好的强度和防水性能的罐体，由于混凝土具有耐酸碱，耐温便等的性能，能够很好的保护内部钢筋，使之免受腐蚀，因此结构具有很好的防腐性能，结构成型后，进行简单的防腐和防渗处理就可以满足工程需要，使用寿命长，可达50年，后期维护和运行管理费用较低。
2、搪瓷拼装制罐技术
拼装制罐技术使用软性搪瓷或其他防腐预制钢板，以快速低耗的现场拼装使之成型，预制钢板采用栓接方式拼装，栓接处加特制密封材料防漏。此种预制钢板形成的保护层不仅能阻止罐体腐蚀，而且具有抗酸碱的功能。拼装罐具有技术先进、性能优良、耐腐蚀性好、维修便利、外观美观，可拆迁等特点，其使用寿命达30年。
3、利浦制罐技术
利浦制罐技术利用金属塑性加工中的加工硬化原理和薄壳结构原理，通过专用技术和设备，将一定规格的钢板，应用“螺旋、双折边、咬合“工艺来建造圆型的LIPP池、罐。由于是机械化、自动化制作和采用薄钢板作为建筑材料，LIPP技术具有施工周期短，造价较低，质量好等优点。
结合本工程特点，主体厌氧反应器选择钢筋混凝土结构，以方便使用和运行管理。
5.1.2.4 厌氧反应器配置选择
高浓度厌氧反应器内设置一台搅拌器，使进料均匀分布于罐体底部并充分与厌氧微生物接触。低浓度靠沼气产气过程以及进料过程并增加物料内循环泵实现物料的搅拌。
罐底设排渣系统，定期将罐底惰性污泥排出。排出的污泥进入沼肥储存池，然后运送到下一个处理单元。
反应器上部设排水系统。排水采用堰槽出水方式，溢流进入下一个处理单元。
5.1.2.5 保温与增温选择
厌氧消化反应过程受温度影响很大，本项目厌氧处理单元设计为中温，其最佳温度范围为35～38℃。为了保证厌氧反应在冬季仍可正常运行，必须对系统实施整体保温措施，同时还需对厌氧消化罐进水进行增温处理。
1、保温
系统整体保温包括管道、阀门保温；配料池、厌氧消化罐以及储气柜的保温。
对于各种管路能地埋的则地埋，地上管路采用北方地区常规保温方式实现；对厌氧消化罐、沼气储气柜，采用聚苯乙烯和聚氨酯等材料进行强化保温。另外，在厌氧反应器旁边设置一个沼气净化间，尽可能地将管路、阀门设置在该房间内，起到保温作用。
2、增温
增温能耗主要分为两部分，一部分为把参与反应物料的温度由常温提升到反应温度，这一过程主要在进料池中进行，另一部分是保证USR反应器在相对稳定的温度下运行，补偿其运行过程中散失到环境中的能量。为降低反应过程中的能耗，在本设计中一方面采用较高的物料浓度，在保证有机负荷不变的情况下，降低水的含量，降低物料增温能耗，另一方面，在反应器池体外增设一层保温层，以降低反应器的热量散失。
为保证反应器的正常启动以及热源的稳定性，本系统中采用自厂区燃煤锅炉产生的热水作为热源。
5.2沼气应用系统工艺选择
5.2.1 沼气净化工艺选择
厌氧反应器刚产出的沼气是含饱和水蒸气的混合气体，除含有气体燃料CH4和惰性气体CO2外，还含有H2S和悬浮的颗粒状杂质。H2S不仅有毒，而且有很强的腐蚀性。因此新生成的沼气不宜直接作燃料，还需进行气水分离、脱硫等净化处理，其中沼气的脱硫是其主要问题。
对于畜禽粪污产生的沼气，其中H2S气体含量约为2000mg/m3，而沼气作为燃气要求沼气中含H2S气体含量小于100 mL/m3，沼气的脱硫净化处理是必须的。
沼气脱硫主要有生物脱硫、化学脱硫两种方法。
生物脱硫法是利用无色硫细菌，如氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌等，在微氧条件下将H2S 氧化成单质硫。这种脱硫方法已在德国沼气脱硫中广泛使用，在国内某些工程已有采用，其优点是：不需要催化剂、不需处理化学污泥，产生很少生物污泥、耗能低、可回收单质硫、去除效率高。这种脱硫的技术关键是如何根据H2S的浓度来控制脱硫塔中氧化还原反应过程。
化学脱硫是将沼气通过脱硫剂床层，沼气中的H2S与活性氧化铁接触，生成三硫化二铁，然后含有硫化物的脱硫剂与空气中的氧接触，当有水存在时，铁的硫化物又转化为氧化铁和单体硫。这种脱硫再生过程可循环多次，直至氧化铁脱硫剂表面的大部分空隙被硫或其它杂质覆盖而失去活性为止。再生后的氧化铁可继续脱除沼气中的H2S。上述均为放热反应，但是，再生反应比脱硫反应要缓慢。为了使硫化铁充分再生为氧化铁，工程上往往将上述两个过程分开进行。
本工程拟采用生物脱硫的方法对沼气进行脱硫处理。
厌氧罐中输出的含饱和水蒸气的沼气经过生物脱硫塔、气水分离器和凝水器等专用设备净化处理后贮存在储气柜中。
5.2.2 沼气储存工艺选择
由于沼气产用速率之间的不平衡，所以必须设置储气柜进行调节。沼气主要用于锅炉燃烧使用，储气柜的容积按日产量的60%设计。储气柜结构形式有多种，包括混凝土结构、压力容器、膜结构等，本工程选择钟罩结构储气柜。
5.2.3 沼气输配工艺选择
沼气输配系统指从沼气储气柜至沼气使用前一系列沼气输配设施的总称。对于该大型沼气工程来说，主要指沼气由储气柜输送到沼气用户的输气管路和相关的阀门组成。沼气输配管道在工程建设中占有相当重要的位置，因此，合理选择性能可靠、施工方便、经济耐用的管材，对安全供气和降低工程造价有着重要意义。沼气输配过程中使用的主要管材是钢管和聚乙烯管。相关的沼气输送管网需要根据当地具体情况进行设计。
5.3 沼肥利用工艺选择
沼肥有三个去向：第一个是在农耕施肥季节，沼肥输送（管道、车辆）至果园、苗圃、农田等施肥用地，作为液态有机肥使用；第二个是在非农耕施肥季节，将沼肥输送至农田附近的大型储存池，以备施肥季节使用；第二个是将沼肥运至有机肥生产区，与常规农用肥料如尿素、复合肥等按一定营养比例配比混合后，加工成高肥效的商品肥出售。
5.4 工艺流程设计
见附图初设方案：1--工艺流程框图；2--分区定位图；3--平面布置图；4--工艺高程图。
5.5工艺流程描述
5.5.1 预处理阶段描述
格栅集水池猪舍冲洗水由污水汇集管网（或污水渠）经人工格栅汇集到集水池；提升泵按配比时间安排将其提升至调节池和配料池。
集粪池由猪场清理出来的猪粪，运输到集粪池，并通过集粪池由集水池内污水冲洗到进料
池。
进料池将由集粪池流过来的猪粪及污水进行调配，使物料达到10％的干物质浓度，以供应高浓度厌氧反应器使用。配料池内配有加温设施，实现冬季时的物料加温。
5.5.2 厌氧消化处理阶段描述
进料---搅拌---反应循环过程。物料经提升泵提升进入厌氧反应器，进行厌氧消化处理。本工程设计采取分2批轮流进料方式进行，进料时间根据猪场清粪方式安排，一般间隔不小于6小时，两组进料先后进行，1小时以内完成进料过程，进料结束后启动搅拌，搅拌1小时后停止。厌氧罐按进料（1小时）----搅拌（1小时）-----反应（4小时）----搅拌（1小时）-----反应（4小时）……这个循环过程进行。
产沼物料进入厌养反应器与厌养活性污泥混合接触，通过厌养微生物的吸附、吸收和生物降解作用，使有机污染物转化为CH4和CO2为主的气体（沼气）。厌氧反应器内设置一台搅拌机，使物料与厌养活性污泥充分混合。厌氧罐罐体外部设增温管网系统以及保温层。集气厌氧反应器产生的沼气由集气室收集，经沼气输送管路送入后续沼气净化处理单元。排料厌氧罐采用上部益流出水方式，出水自流进入沼肥储存池。
排渣排渣系统定期排渣，保持反应器内污泥活性。沼渣排放可以是每天一次，或者是数天一次，将根据实际情况确定。
5.5.3 沼气净化储存阶段描述
沼气净化系统厌氧消化罐产出的沼气经集气室收集进入沼气净化系统。沼气经过生物脱硫塔、气水分离器、凝水器等专用设备净化处理后贮存在湿式储气柜中。
沼气储存柜用于贮存净化后的沼气。柜体结构钟罩式储气柜。
沼气输配系统用于沼气的输送。主要通过调压阀、管路等完成沼气的输配。
沼气利用系统沼气全部作为燃料使用。
5.5.4 沼肥处理阶段描述
厌氧反应器出水溢流进入沼肥储存池，然后运输车辆在农耕季节将沼肥运输至农田或蔬菜大棚使用，在非农耕季节，运输至储存池待农耕时节使用。
第六章工艺参数设计
6.1 物料负荷
平均设计物料流量：Q平＝9.2 m3/d
6.2 预处理阶段工艺参数设计
6.2.1 格栅槽
（1）功能：用于安装格栅，拦截水中大的悬浮物质
（2）结构：地下钢砼结构
（3）尺寸：0.5mx0.8m
（4）池数：1池
6.2.2 人工格栅
（1）设备宽度：W0＝500mm
（2）渠宽：W1＝500mm
（3）有效栅隙：b＝10mm
（4）格栅倾角：α＝60°
（5）设备台数：1
6.2.3集水池
（1）功能：储存补充水
（2）池体结构：地下钢砼结构
（3）尺寸：0.90mx2.08mx2.00m
（4）有效容积：3.74m3
（5）池数：1池
6.2.4集水池污水提升泵
（1）功能：将补充水从集水池提升至配比软化池
（2）流量：20 m3/h
（3）扬程：7m
（4）电机功率：0.75kW
（5）设备类型：潜污泵
（6）设备数量：2台（1用1备）
6.2.5集粪池
（1）功能：暂存由猪场输送来的猪粪
（2）池体结构：地下钢砼结构
（3）尺寸：1.30mx2.08mx0.5m
（4）容积：1.35m3
（5）池数：1池
6.2.8进料池
（1）功能：猪粪与来水充分搅拌混合后进料
（2）池体结构：地下钢砼结构
（3）尺寸：2.20m×2.20m×2.00m
（4）高度：2.0m
（5）容积：9.68 m3
（6）池数：1池
6.2.9配料池搅拌机
（1）功能：将配料池内粪与水搅拌、混合
（2）功率：7.5 Kw
（3）数量：1台
6.3 厌氧消化处理阶段工艺参数设计
6.3.1厌氧消化罐1
（1）功能：低浓度厌氧消化处理主体反应器
（2）尺寸：Φ6.00mx8.10m
（3）有效水深：6.60 m
（4）有效容积：187m3
（5）停留时间：20 d
（6）发酵温度：常温
（7）材质结构：钢筋混凝土结构，外设保温层，圆台形保温顶结构（8）数量：1座
6.3.2厌氧反应器进料泵
（1）功能：将粪污从调节池提升至厌氧反应器
（2）流量：10 m3/h
（3）扬程：15 m
（4）电机功率：3.0kW
（5）设备类型：螺杆泵
（6）设备数量：2台（1用1备）
(完整版)厌氧折流板反应器ABR简介
厌氧折流板反应器ABR简介 1、什么是ABR反应器？ ABR 被称为第三代厌氧反应器，其不仅生物固体截留能力强，而且水力混合条件好。随着厌氧技术的发展，其工艺的水力设计已由简单的推流式或完全混合式发展到了混合型复杂水力流态。第三代厌氧反应器所具有的特点包括：反应器具有良好的水力流态，这些反应器通过构造上的改进，使其中的水流大多呈推流与完全混合流相结合的复合型流态，因而具有高的反应器容积利用率，可获得较强的处理能力；具有良好的生物固体的截留能力，并使一个反应器内微生物在不同的区域内生长，与不同阶段的进水相接触，在一定程度上实现生物相的分离，从而可稳定和提高设施的处理效果；通过构造上改进，延长水流在反应器内的流径，从而促进废水与污水的接触。 厌氧折流反应器是在UASB 基础上开发出的一种新型高效厌氧反应器，厌氧折流反应器（ABR ）的优点： 2、ABR反应器的基本原理及其工艺构造： ABR反应器中使用一系列垂直安装的折流板使被处理的废水在反应器内沿折流板作上下流动，借助于处理过程中反应器内产生的沼气应器内的微生物固体在折流板所形成的各个隔室内作上下膨胀和沉淀运动，而整个反应器内的水流则以较慢的速度作水平流动。由于污水在折流板的作用下，水流绕折流板流动而使
水流在反应器内的流径的总长度增加，再加之折流板的阻挡及污泥的沉降作用，生物固体被有效地截留在反应器内。 由此可见，虽然在构造上ABR可以看作是多个UASB的简单串联，但在工艺上与单个UASB有着显著的不同，UASB可近似看作是一种完全混合式反应器，ABR 则由于上下折流板的阻挡和分隔作用，使水流在不同隔室中的流态呈完全混合态（水流的上升及产气的搅拌作用），而在反应器的整个流程方向则表现为推流态。在反应动力学的角度，这种完全混合与推流相结合的复合型流态十分利于保证反应器的容积利用率、提高处理效果及促进运行的稳定性，是一种极佳的流态形式。同时，在一定处理能力下，这个复合型流态所需的反应器容积也比单个完全混合式的反应器容积低很多。 ABR工艺在反应器中设置了上下折流板而在水流方向形成依次串联的隔室，从而使其中的微生物种群沿长度方向的不同隔室实现产酸和产甲烷相的分离，在单个反应器中进行两相或多相的运行。也就是说，ABR工艺可在一个反应器内实现一体化的两相或多相处理过程。 在结构构造上，ABR比UASB更为简单，不需要结构较为复杂的三相分离器，每个隔室的产气可单独收集以分析各隔室的降解效果、微生物对有机物的分解途径、机理及其中的微生物类型，也可将反应器内的产气一起集中收集。 ABR反应器有两种不同的构造型式。图一为改进前的ABR反应器构造型式。这种反应器中的折流板是等间距均匀设置的，折板上不设转角。这种构造型式的ABR反应器所存在的不足是，由于均匀地设置了上下折流板，加之进水一般为下向流形式的，因而容易产生短流、死区及生物固体的流失等问题。图二为改进后的ABR反应器构造型式。改进后的ABR反应器中，其折流板的设置间距是不均等的，且每一块折流板的末端都带有一定角度的转角。
采用厌氧序批间歇式反应器处理屠宰废水试验研究
第18卷第6期 2002年11月 农业工程学报 T r ansactions of the CSA E V ol.18 N o.6 No v. 2002采用厌氧序批间歇式反应器处理屠宰废水试验研究 张文艺 (安徽工业大学) 摘 要:厌氧序批间歇式反应器(A SBR)是一种新型的厌氧反应器。应用这一工艺进行屠宰废水的处理试验。考察了A SBR 工艺的运行方式、搅拌反应时间、温度、污泥负荷等对CO D cr的去除效果。结果表明,搅拌方式、温度、反应时间对ASBR处理效果影响较大,当进水COD c r为1100～3000m g/L,反应时间24h,去除率可达75%以上。A SBR处理屠宰废水的适宜条件是:采用间歇搅拌SV30=35%～46%,温度25～35℃,反应时间24h,污泥负荷0.2～0.5kg/(kg M L SS.d)。 关键词:厌氧序批间歇式反应器(A SBR);屠宰废水;CO D cr 中图分类号:X784 文献标识码:A 文章编号:1002-6819(2002)03-0127-04 收稿日期:2001-11-20 基金项目:安徽省教育厅自然科学基金资助项目(2002KJ035, 2002KJ050) 作者简介:张文艺(1968-),男,硕士,安徽工业大学中青年教学科 研骨干教师,主要研究方向:水污染治理工程,已发表学术论文21 篇。马鞍山市安徽农业大学化工与环境工程学院,243002。E-mail: pacw w ww xyz@s https://www.360docs.net/doc/2e16468798.html, 1 ASBR反应器概述 厌氧序批间歇式反应器ASBR(Anaerobic Sequencing Batch Reactor)是20世纪90年代初由美国 的Richar d R.Dague教授在“厌氧活性污泥法”研究基 础上,提出并发展的一种新型高效厌氧反应器。该工艺 能使活性污泥在反应器内的停留时间(SRT)延长,污泥 浓度大为增加,从而大大提高了厌氧反应器的负荷和处 理效率,从而使废水在反应器内停留时间(HRT)缩短, 反应器容积得以缩小,有利于厌氧技术用于工业化的废 水处理[7]。其主要运行模式如图1所示。 图1 A SBR工艺的运行模式(一个循环周期) Fig.1 Cir culation mode of A SBR(a circulat ing cy cle) 1进水期:废水进入反应器,由生物气、液体再循环 搅拌或机械搅拌混匀,进水到预先满液线为止。o反应 期:通过厌氧反应使废水中的有机物转化为生物气 (CH4、CO2)而得以去除,厌氧反应所需要时间由以下参 数决定:基质特征及浓度、要求的出水水质、污泥浓度、 反应的环境温度等。?沉降期:停止搅拌,让活性污泥在 静止的条件下沉降,使固液分离。?排水期:固液分离完 成后,将上清液排出,反应器进入下一循环周期。由于废 水分批进入反应器,故在整个反应期间,反应器中的水 量、水位保持不变。 2 实验装置与方法 2.1 试验装置与运行 试验装置如图2所示。将采集的水样倒入集水池, 通过蠕动泵按设计流量q=50mL/min在给定时间(h =1h)将3L污水注入反应器内(容积为5L),进水同 时用磁力搅拌器(或氮气)进行搅拌,沉淀后的上清液及 剩余污泥分别排至贮水槽和贮泥槽。为便于控制反应温 度,将反应器放入恒温箱中。 图2 试验装置示意图 Fig.2 Schematic diag ra m of the test unit 2.2 废水水质 实验废水均取自于马鞍山市某生猪屠宰场的污水 集水池排水口,其水质指标如下: 表1 废水水质指标 T able1 Q ualities of w astew ater pH值 SS /mg?L-1 氨氮 /mg?L-1 COD Cr /mg?L-1 BOD5 /mg?L-1 6～7.5250～65047.82～298.941104～2816587～1043 6.8417173.381960738 2.3 分析方法 水质分析方法采用国家环保局编《水和废水监测分 析方法》(第3版)[5]。其中COD cr检测采用重铬酸钾法; 氨氮测定采用蒸馏-纳氏试剂比色法;pH值测定采用电 位法;M LSS测定采用重量法;SV30测定采用体积法。 2.4 污泥驯化 本次污泥驯化选用某污水处理厂厌氧污泥。为加快 127
厌氧序批式反应器ASBR的基本原理
厌氧序批式反应器ASBR的基本原理
厌氧序批式反应器ASBR的基本原理 厌氧序批式反应器是20世纪90年代美国Iowa州立大学RichardRDague教授提出并发展起来的一种新型高效厌氧反应器，它能使污泥在反应器内的停留时间SRT大大延长，增加反应的污泥浓度，并能够进行充分的泥水混合，从而提高了厌氧污泥的处理能力，越来越受到各国学者的关注。 ASBR的基本操作 厌氧序批式反应器的操作过程包括进水、反应、沉淀、排水4个阶段。也有设置空转阶段，系指本周起出水结束到下一周期进水开始质检的时间间隔，可根据具体水质及处理要去进行取舍。 进水阶段：废水进入ASBR反应器，同时由生物气、液体再循环搅拌或机械进行搅拌，基质浓度迅速增加，根据Monod动力学方程，微生物代谢速率也相应增大，直到进水完毕达到最大值。进水体积由下列因素决定：设计的HRT、有机负荷OLR及预料的污泥床沉降特性等。 反应阶段：该阶段是有机物转化为生物气的关键步骤，所需时间由下列参数决定：基质特征及浓度，要求的出水质量、污泥的浓度，反应的环境温度等，其中搅拌对COD去除率及甲烷产量的影响，在颗粒成长过程中的有重要作用。 沉淀阶段：停止搅拌，让生物团在禁止的条件下沉降，形成低悬浮固体的上清液。反应器此时变成澄清器，沉降时间可根据生物团的沉降特性确定，典型时间在10~30min 间变化，沉降时间不能过长，否则因生物气继续产出会造成沉降颗粒重新悬浮。混合液悬浮固体浓度（MLSS）、进料量与生物团量之比(F/M)是影响生物团沉降速率及排除液清澈程度的重要可变因素。 排水阶段：充分的液固分离完成后，将上清液排出，排水体积等于进水体积。排水时间由每次循环排水的总体积和排水速率决定。排水结束后，反应器将进入下一个循环，对于的生物团定期排出。 ASBR的基本特征 ASBR相对于其他厌氧反应器来说有如下优点： （1）工艺简单，占地面积少，建设费用低 ASBR法的主题工艺设备，只有一个或几个间歇反应器，同传统的厌氧工艺相比，此反应器集混合、反应、沉降等功能于一体，不需额外的澄清沉淀池，不需要液体或污泥回流装置，同UASB和AF相比，该反应器的地步不需要昂贵的进水系统，具有工艺简单、结构紧凑，占地面积少，建设费用低等优点。 （2）耐冲击、适应性强 完全混合式反应器比推流式反应器具有较强耐冲击负荷及处理有毒或高浓度有机废水的能力。ASBR反应器在反应期内本身的混合状态属典型的完全混合式，加之反应器内有较高MLSS浓度，进而使F/M值降低，因此具有反应推动力大、耐冲击负荷及适应性强的优点。 （3）布局简单、易于设计、运行 在UASB、AF等工艺中，布水设计的好坏直接影响到厌氧工艺的成功与否，因为设计难度大，而ASBR工艺中水是批式进水，无需复杂的布水系统，也就不会产生断流、短流的问题，降低了设计难度，保证了处理的效果。 （4）运行操作灵活
实用汇总,13种厌氧生物反应器原理
实用汇总，13种厌氧生物反应器原理！目前，厌氧微生物处理是高浓度有机废水处理过程中不可缺少的一个处理阶段。它不仅能耗低，而且可以生产沼气作为二次利用的能源。厌氧反应的容积负荷远大于好氧反应的容积负荷，而处理等量COD厌氧反应的投资较低。 目前常用的厌氧处理方法是：UASB，EGSB，CSTR，IC，ABR，UBF等。其他厌氧处理方法包括：AF，AFBR，USSB，AAFEB，USR，FPR，两相厌氧反应器等。 1。UASB——上流式厌氧污泥床反应器 uasb是一种英文缩写，表示向上流动的、不能吸收的细长床/毯子。称为上游厌氧污泥床反应器，是处理污水的厌氧生物方法，又称升厌氧污泥床。它是由荷兰的Lettinga教授在1977年发明的(Ding Yinian)。 UASB由三部分组成：污泥反应区、气-液-固三相分离器(包括沉淀区)和气室。底部反应区储存了大量的厌氧污泥，沉淀和凝结性能好的污泥在下部形成了一层污泥层。待处理的污水从厌氧污泥床底部流入污泥层与污泥混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物并转化为沼气。沼气不断地以微小气泡的形式释放出来，在上升的过程中，这些微小的气泡继续合并逐渐形成较大的气泡。在污泥床的上部，由于沼气的搅动，污泥浓度较低的污泥与水一起上升到三相分离器中。当沼气接触到分离器下部的反射器时，它围绕反射器弯曲，然后穿过水层进入气室。浓缩在气室沼气中，经导管输出，固液混合物反射到三相分离器的沉淀区，使污水中的污泥絮凝，颗粒逐渐增多，在重力作用下沉降。斜壁上沉淀的污泥沿斜壁滑回厌氧反应区，使大量污泥在反应区内堆积，从沉淀区溢流堰上部分离出的污水从溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。
折流式厌氧反应器的工艺特性及其运用
折流式厌氧反应器的工艺特性及其运用 1 新型厌氧反应器及新工艺理念 实践表明，一个成功的反应器必须是：①具备良好的截留污泥的性能，以保证拥有足够的生物量；②生物污泥能够与进水基质充分混合接触，以保证微生物能够充分利用其活性降解水中的基质。同时，研究人员基于对各类化合物厌氧降解机理研究的进展，从厌氧底物降解途径和动力学两方面入手，分析提高和保持反应器内微生物活性的可能措施，并与反应器的设计相结合，全面提高反应器的性能。 厌氧过程实质是一系列复杂的生化反应，其中的底物、各类中间产物、最终产物以及各种群的微生物之间相互作用，形成一个复杂的微生态系统，类似于宏观生态中的食物链关系，各类微生物间通过营养底物和代谢产物形成共生关系(symbiotic)或共营养关系(symtrophic)。因此，反应器作为提供微生物生长繁殖的微型生态系统，各类微生物的平稳生长、物质和能量流动的高效顺畅是保持该系统持续稳定的必要条件。如何培养和保持相关类微生物的平衡生长已经成为新型反应器的设计思路。 Lettinga教授[1]在展望未来厌氧反应器发展动向时指出，现有的各类高效厌氧反应器中，上流式污泥床(USB)系统是最受欢迎的，也是最有发展前途的，上流式厌氧污泥床(UASB)系统在全球范围的风行
可以作为例证。USB系统的一个优点是反应器内水流方向与产气上升方向相一致，一方面减少堵塞的机会，另一方面加强了对污泥床层的搅拌作用，有利于微生物与进水基质的充分接触，也有助于形成颗粒污泥。关于新型高效反应器，Lettinga在推荐膨胀颗粒污泥床反应器EGSB(Expanded Granular Sludge Bed)的同时，提出了另一个极有前途，同时也是极富挑战性的新工艺，即分阶段多相厌氧反应器技术SMPA(Staged Multi-Phase Anaerobic Reactor)[1]。 实际上SMPA并非特指某个反应器，而是一种新工艺思想。据称，该工艺将适用于各类温度条件，从低温(<10 ℃)直到高温(>55℃均可 SMPA的理论思路是： ①在各级分隔的单体中培养出合适的厌氧细菌群落，以适应相应的底物组分及环境因子(pH,H2分压值等) ②防止在各个单体中独立发展形成的污泥互相混合； ③各个单体内的产气互相隔开； ④工艺流程更接近于推流式，系统因而拥有更高的去除率，出水水质更好。
在序批式反应器
在序批式反应器（SBR）中碱度和ORP作为硝化的比较指标 摘要 在实时的基础上，选择一个简单的措施以及相关的替代参数以确保硝化/反硝化过程有效运作是至关重要的。研究旨在调查碱度作为在一系列操作条件（化学需氧量（COD），氨氮，水力停留时间）和烯丙基（ATU，一种化学抑制硝化）休克下的一个可靠指标。碱度指示的准确性在于比较在序批式反应器（SBR）的氧化还原电位（ORP）的值。虽然ORP和碱度在SBR周期存在明显的差异，尤其是当硝化/反硝化效率有一个渐进的死亡时，碱度比ORP呈现出了更好的迹象。出水碱度展出反向与氮浓度的线性相关（ALK=-4.26[?]+180 R 2= 0.92），当碱度低于100mg/l时脱氮不足，而当碱度较高大于200-250mg / L时硝化不足。此外，进水和出水碱度差异（ALK）作为另一个指标研究，它反映在硝化碱度消耗和反硝化碱度产生的总体结果。alkinf. EFF下跌（ALK= 6.99[N]+22，R2= 0.82）具有更好的脱氮，alkinf. EFF上升（ALK=-5.54[N]+126，R 2= 0.76）有更好的硝化。碱度和出水氮浓度有很强的相关性，还有Alkinf. EFF和硝化/反硝化效率表明碱度和Alkinf.-EFF可以作为硝化/反硝化过程的指标。此外，碱度，ORP和pH值为脱氮带来的害处和问题在文章中进行了全面的比较。 关键词：碱度，氧化还原电位（ORP）;硝化脱氮;化学需氧量（COD）;氧;水力停留时间（HRT）;烯丙基硫脲（ATU）休克 1简介 生物脱氮，好氧硝化/反硝化缺氧组合，一般被视为废水消除氮最经济，最有效的手段。硝化是一个两步反应：（NH 4 +）首先被自养氨氧化为亚硝酸盐（二氧化氮），然后亚硝酸盐被自养亚硝酸盐氧化剂氧化为硝酸盐（NO3 - ）（反应（I）和（二））。在缺氧反硝化时，亚硝酸盐/亚硝酸盐在额外的碳源（如甲醇或乙酸）作为电子供体的情况下被异养反硝化为氮气（N2）（反应（三））。硝化只能在低化学需氧量（COD），足够的溶解氧（DO）和长污泥停留时间（SRT）的条件下成功运作，而脱氮需要在足够的化学需氧量的缺氧状态下成功运作。这些不同的要求对在同一水箱发生硝化和反硝化的序批式反应器（SBR）系统脱氮是一个挑战。 2NH4+ +3O2 →2NO2- + 4H+ +2H2O (I) 2NO2- +O2 →2NO3- (II) 5CH3COOH + 8NO3- →4N2 + 10CO2+ 6H2O +8OH- (III) 几个运行参数，如氧化还原电位（ORP）和pH值，已被研究为硝化/反硝化的指标。然而，据报道出来了冲突结果。在一些测试中[1-3]在硝化/反硝化的开始/结束阶段检测到ORP和pH值断点（如硝酸盐膝，谷氨），但其他[4]没有检测到。一些研究报告ORP和pH值有良好的相关性[5,6]，而Hamamoto等[7]发现，当ORP在整个好氧/缺氧过程大幅地改变，而pH值保持稳定。此外，虽然在实验室规模的系统控制的条件下已经明确确定了硝化/反硝化ORP的控制断点[1,5,8]，但是他们在实际运行的SBR系统的检测和应用中是不容易的。ORP的探针的准确性由于探头沉浸在废水一定时期结垢后也会有问题。因此，在现实领域以及脱氮效率和出水水质测量有必要选择一个简单和相关的参数。 与ORP值比，碱度直接与脱氮相关。碱度在硝化期间消耗7.14 g/ g Noxidized 和在反硝化过程中产生3.57g/ g Nreduced。能用检测试剂盒简单地进行测量是碱度的另一个优势。二级处理后的废水的碱度通常高于80-100mg / L是为了保持足够的
厌氧工艺比选
1.污水厌氧处理技术的比较及选择 污水厌氧处理是近年来污水处理领域发展较快的技术，具有高效低耗、运行稳定、产生沼气，可实现资源化利用等特点，已成为中、高浓度污水处理的主流技术之一，我国从80年代起，在引进消化吸收国外技术的基础上，开发了上流式厌氧污泥反应器（UASB）、厌氧生物滤池（AF）、厌氧流化床反应器（AFBR）、污泥膨胀床反应器（EGSB）、厌氧折流板反应器（ABR）等新技术，现已广泛用于酒精、淀粉、制糖、啤酒、等农副产品加工领域，并逐渐成熟，扩大应用于难降解化工污水中。下面各种厌处理技术比较如下： 1）上流式厌氧污泥反应器（UASB） 上流式厌氧污泥反应器（UASB）技术在国内外已经发展成为厌氧处理的主流技术之一，在UASB中没有载体，污水从底部均匀进入，向上流动，颗粒污泥（污泥絮体）在上升的水流和气泡作用下处于悬浮状态。反应器下部是浓度较高的污泥床，上部是浓度较低的悬浮污泥层，有机物在此转化为甲烷和二氧化碳气体。在反应器的上部有三相分离器，可以脱气和使污泥沉淀回到反应器中。UASB的COD负荷较高，反应器中污泥浓度高达100—150 g/L，因此COD去除效率比普通的厌氧反应器高三倍，可达80%～95%。其启动时间短，能间断或季节性运行，运行管理简单。UASB需要三相分离器，三相分离器的使用使其成本上升。 2）厌氧生物滤池（AF）
厌氧生物滤池是利用附着于载体表面的厌氧微生物所形成的生物膜净化废水中有机物的一种方法。厌氧生物滤池的工作过程是：有机废水通过挂有生物膜的填料时，有机物扩散到生物膜表面，被生物膜中的微生物降解转化为生物气。净化后的废水通过皮水设备排至池外，生成的生物气被收集。在AF中由于填料是固定的，废水进入反应器内，逐渐被细菌水解酸化，转化为乙酸和甲烷，废水组成在反应器的不同高度逐渐变化，因此微生物种群的分布也呈现规律性，在底部进料处，发酵性细菌和产酸菌占最大比重，随着反应器的升高，产乙酸菌和产甲烷菌逐渐增多并占主导地位。 厌氧生物滤池需要大量的填料，填料的使用使其成本上升。 3）污泥膨胀床反应器（EGSB） EGSB反应器即膨胀颗粒污泥床反应器，是在UASB反应器的基础上发展起来的第三代厌氧生物反应器，它通过出水回流再循环，大大提高了污水的上升流速，反应器中颗粒污泥始终处于膨胀状态，加强污水与微生物之间的接触和传质，获得较高的去除效率，反应器的高度高达16-20m。从外观上看，EGSB反应器由第一厌氧反应室和第二厌氧反应室叠加而成，每个厌氧反应器的顶部各设一个气-固-液三相分离器。如同两个UASB反应器的上下重叠串联。但由于采用了较高的上流速度，对颗粒污泥的形成和污水的前期预处理要求很高，需投加颗粒污泥进行培养驯化，自动化要求高，管理严格，且设备投资相对较高。 4）厌氧流化床反应器（AFBR）
高浓度有机废水厌氧处理反应器类型总结
高浓度有机废水厌氧处理反应器总结 1厌氧生物滤池（AF） 厌氧生物滤池是一种内部装填有微生物载体（即滤料）的厌氧生物反应器。厌氧微生物部分附着生长在滤料上，形成厌氧生物膜，部分在滤料空隙间悬浮生长。污水流经挂有生物膜的滤料时，水中的有机物扩散到生物膜表面，并被生物膜中的微生物降解转化为沼气，净化后的水通过排水设备排至池外，所产生的沼气被收集利用。厌氧生物滤池值所以能够成为高速反应器，是在于它采用了生物固定化技术，是污泥在反应器内停留时间（SRT）极大的延长。 1.1构造 （1）升流式厌氧生物滤池 升流式厌氧生物滤池的污水有底部进入，向上流动通过滤层，处理水从滤池顶部的旁侧流出，沼气则通过设于滤池顶部的收集管排出滤池； （2）降流式厌氧滤池 降流式厌氧滤池中，布水系统设于池顶，污水由顶部均匀向下直流到底部，生物反应产生的气体的流动可起一定的搅拌作用，因而无需复杂的配水系统，微生物附着在定向排列的滤料上，起降解有机物的作用。 1.2反应器特点 （1）是一种内部填充有微生物载体的厌氧生物反应器。厌氧微生物部分附着生长在填料上，形成厌氧生物膜，部分在填料空隙间处于
悬浮状态。废水流过被淹没的填料，污染物被去除并产生沼气； （2）AF能承受较高的有机物体积负荷［生产性使用装置的最大有机负荷通常在10～16kgCOD/(m3·d)之间］； （3）AF具有良好的运行稳定性，较能承受水质或水量的冲击负荷。 （4）出水可不回流，但如果出水回流，可降低进水浓度，减小堵塞的可能性，使填料中生物量趋向于均匀分布； （5）反应器内污泥产率低，运行启动快。 （6）AF具有生物浓度高、微生物停留时间长、耐冲击负荷；停止运行后，再启动容易；无需污泥回流．运行管理简便等优点。 1.3 存在的问题 ①反应器放大设计的相似理论问题；②加强反应器颗粒化规律及生物膜附着过程机理的研究，以缩短启动时间；③加强填料技术的研究，以开发性能更好、价格低廉的新型填料；④从生态学角度深入研究AF中微生物的组成及其相互关系，以明了AF性能的本质因素等。 2 厌氧流化床反应器（AFB） 厌氧流化床( Anaerobic Fluidized-bed,AFB)反应器用于高浓度有机废水处理的优越性已为众多研究者证实。 这种反应器的典型结构是圆柱形, 其中充填有载体粒子。载体粒径一般为0.3-3.0mm。构成生物膜的厌氧微生物附着在其上生长而形成生物粒子。污水作为流化介质流经床层使生物粒子克服重力和液体
厌氧序批式反应器ASBR的基本原理
厌氧序批式反应器ASBR的基本原理 厌氧序批式反应器是20世纪90年代美国Iowa州立大学RichardRDague教授提出并发展起来的一种新型高效厌氧反应器，它能使污泥在反应器内的停留时间SRT大大延长，增加反应的污泥浓度，并能够进行充分的泥水混合，从而提高了厌氧污泥的处理能力，越来越受到各国学者的关注。 ASBR的基本操作 厌氧序批式反应器的操作过程包括进水、反应、沉淀、排水4个阶段。也有设置空转阶段，系指本周起出水结束到下一周期进水开始质检的时间间隔，可根据具体水质及处理要去进行取舍。 进水阶段：废水进入ASBR反应器，同时由生物气、液体再循环搅拌或机械进行搅拌，基质浓度迅速增加，根据Monod动力学方程，微生物代谢速率也相应增大，直到进水完毕达到最大值。进水体积由下列因素决定：设计的HRT、有机负荷OLR及预料的污泥床沉降特性等。 反应阶段：该阶段是有机物转化为生物气的关键步骤，所需时间由下列参数决定：基质特征及浓度，要求的出水质量、污泥的浓度，反应的环境温度等，其中搅拌对COD去除率及甲烷产量的影响，在颗粒成长过程中的有重要作用。 沉淀阶段：停止搅拌，让生物团在禁止的条件下沉降，形成低悬浮固体的上清液。反应器此时变成澄清器，沉降时间可根据生物团的沉降特性确定，典型时间在10~30min 间变化，沉降时间不能过长，否则因生物气继续产出会造成沉降颗粒重新悬浮。混合液悬浮固体浓度（MLSS）、进料量与生物团量之比(F/M)是影响生物团沉降速率及排除液清澈程度的重要可变因素。 排水阶段：充分的液固分离完成后，将上清液排出，排水体积等于进水体积。排水时间由每次循环排水的总体积和排水速率决定。排水结束后，反应器将进入下一个循环，对于的生物团定期排出。 ASBR的基本特征 ASBR相对于其他厌氧反应器来说有如下优点： （1）工艺简单，占地面积少，建设费用低 ASBR法的主题工艺设备，只有一个或几个间歇反应器，同传统的厌氧工艺相比，此反应器集混合、反应、沉降等功能于一体，不需额外的澄清沉淀池，不需要液体或污泥回流装置，同UASB和AF相比，该反应器的地步不需要昂贵的进水系统，具有工艺简单、结构紧凑，占地面积少，建设费用低等优点。 （2）耐冲击、适应性强 完全混合式反应器比推流式反应器具有较强耐冲击负荷及处理有毒或高浓度有机废水的能力。ASBR反应器在反应期内本身的混合状态属典型的完全混合式，加之反应器内有较高MLSS浓度，进而使F/M值降低，因此具有反应推动力大、耐冲击负荷及适应性强的优点。 （3）布局简单、易于设计、运行 在UASB、AF等工艺中，布水设计的好坏直接影响到厌氧工艺的成功与否，因为设计难度大，而ASBR工艺中水是批式进水，无需复杂的布水系统，也就不会产生断流、短流的问题，降低了设计难度，保证了处理的效果。 （4）运行操作灵活
斜板式厌氧折流板反应器(ABR)装置图
一种污水、污泥共处理减排工艺与系统 一、 技术背景 （1）污泥处理处置现状 大多数污水处理厂普遍采用生物处理工艺（包括厌氧和好氧工艺），这类工艺（尤其是好氧工艺）产生大量的剩余污泥，一般需要定期排放并进行处理。目前，我国污水处理厂每年排放的污泥量(干重)约140 万吨，且以每年10%以上的速度增长。污泥产生的环境污染问题日益突出，已造成极大的安全隐患、环境压力和经济负担。污泥中含有大量的重金属物质、病原菌等有毒有害物质，没有得到安全、环保处理处置的污泥对环境的危害较大。我国多数污水处理厂采用的技术不能在根本上解决我国目前污水处理的污泥问题，污泥二次污染环境比较严重。 目前国内污泥的处理技术主要有：浓缩、脱水、消化、发酵、干化等。多数污水处理厂污泥主要的处置方法是土地填埋，其次是污泥土地利用。污泥填埋占了相当大的比例，但是由于填埋场大多为露天，经过雨水淋滤后，没有稳定和无害化的污泥很快恢复原形，对填埋场地的安全构成严重的危害。处理不到位的污泥还造成填埋场渗滤系统的严重堵塞，严重污染附近的地下水。尤其是污泥和垃圾混合填埋时，使得不少垃圾填埋场的寿命大大缩短，给城市垃圾处置带来很大的麻烦。 目前常用的污泥稳定化方法有厌氧消化、好氧消化、发酵、碱法稳定等。碱法稳定是通过添加化学药剂来稳定污泥，通常投加石灰。碱法稳定的主要作用是解决污泥的臭气问题和杀死病原菌，碱法稳定降低了污泥的肥料价值，但使污泥更容易脱水。加石灰后实际上并没有直接降解有机物，且增加了污泥体积，所以本导则不推荐采用。 同其它污泥稳定方法相比，尽管污泥厌氧消化投资较大，但由于其能耗低，且能回收能量，故其投资能较快地得到回收，因而受到人们的青睐。根据联邦德国的经验，一般当污水处理厂规模超过5000m3/d 时，污泥厌氧消化无疑是最为经济的方法。而且更为重要的是，污泥厌氧消化工艺所达到的污泥稳定化程度是其它好氧稳定工艺所无法比拟的。 （2）污泥厌氧消化工艺应用现状 我国大多数污水处理厂都是采用浓缩脱水来处理污泥，而采用稳定化处理的污水处理厂不到20%。国内目前常用的污泥稳定方法主要是厌氧消化，占38.04%，好氧消化只占2.81%。中温厌氧消化是国内常用的污泥稳定工艺，可以回收沼气，沼气发电作为污水处理厂的部分能源。 厌氧消化工艺是目前国际上最为常用的污泥生物处理方法，同时也是大型污
厌氧反应器的作用及工作原理
厌氧反应器的作用及工作原理 厌氧反应器为厌氧处理技术而设置的专门反应器。 厌氧消化技术在世界各地广泛应用，大部分处理城市生活有机垃圾的厂处理量在2500t/a以上。 厌氧过程实质是一系列复杂的生化反应，其中的底物、各类中间产物、最终产物以及各种群的微生物之间相互作用，形成一个复杂的微生态系统，类似于宏观生态中的食物链关系，各类微生物间通过营养底物和代谢产物形成共生关系(symbiotic)或共营养关系(symtrophic)。因此，反应器作为提供微生物生长繁殖的微型生态系统，各类微生物的平稳生长、物质和能量流动的高效顺畅是保持该系统持续稳定的必要条件。如何培养和保持相关类微生物的平衡生长已经成为新型反应器的设计思路。 UASB反应器 工作原理:上流式厌氧污泥床反应器(UASB)是传统的厌氧反应器之一。三相分离器是UASB反应器的核心部件，它可以再水流湍动的情况下将气体、水和污泥分离。废水经反应器底部的配水系统进入，在反应器内与絮状厌氧污泥充分接触，通过厌氧微生物的讲解，废水中的有机污泥物大部分转化为沼气，小部分转化为污泥，沼气、水、泥混合物通过三相分离器得于分离。技术特点:运行稳定、操作简单、可用絮状污泥、产生沼气、较低的高度、投资省。适用场合:广泛应用于食品、啤酒饮料、制浆造纸、化工和市政等废水的处理。 EGSB反应器 工作原理:EGSB厌氧反应器是在UASB厌氧反应器的基础上发展起来的新型反应器，EGSB反应器充分利用了厌氧颗粒污泥技术，通过外循环为反应器提供充分的上升流速，保持颗粒污泥床的膨胀和反应器内部的混和。TWT通过改进和优化EGSB的内外部结构，提供了效率，降低了能耗，增强了运行的稳定性，有效防止了颗粒污泥的流失。技术特点:污泥浓度高高负荷高去除率抗冲击负荷能力强占地面积小造价低适用场合: 适用于淀粉废水、酒精废水和其他轻工食品等高浓度有机废水的处理。 TWT-IC反应器 工作原理:TWT-IC反应器是继UASB、EGSB之后的新型厌氧反应器，需要处理的废水使用高效的配水系统由反应器底部泵入反应器，与反应器内的厌氧颗粒污泥混合。在反应器
污水序批间歇式反应器技术说明书-翻译
污水序批间歇式反应器技术说明书 1.介绍 序批式活性污泥法是一种半连续式的活性污泥污水处理系统。在这个系统中，污水被添加到一个单一的“批”反应器中，处理污水中有害的组分，然后排出。只使用一个序批式反应器就可以使污水水质均衡，同时得到曝气和净化。为了使系统的污水处理性能更加优越，两个或两个以上的序批式反应器被用于一个固定的操作顺序。SBR系统已经成功用于处理城市污水和工业废水。这个系统最适合用于处理低流量或者间歇流动的污水。 类似于半连续式间歇过程的SBR不是近年来人们的思想发展的产物。在1914年和1920年之间，一些完全的半连续式系统在运作。随着新设备和新技术的发展，1950年代晚期和1960年代早期人们对SBR的兴趣再次高涨。随着曝气设备和控制元件的改进，SBR法和传统的活性污泥系统相比有完全的优越性。 单个SBR过程和传统的活性污泥系统是一样的。一份1983年美国的EPA报告总结说明“SBR技术采用时间分割的操作方式替代传统活性污泥的空间分割的操作方式”。SBR和传统的活性污泥法的区别是，SBR 技术通过控制时间顺序使水质均化，生物处理、二次沉淀功能于一池。在某些情况下，这种类型的反应器还进行初次沉淀。而在一个传统的活性污泥系统中，这些单独的过程是在不同的池子中进行的。 SBR的一个新的形式是间歇循环延时曝气系统(ICEAS)。在ICEAS系统中，污水连续的流入反应器中。这样，和传统SBR相比，这并不是一个真正的间歇式反应器。ICEAS使用的挡水墙可以缓冲连续污水的流入。ICEAS在其他方面的设计与SBR非常相似。 2.一个采用SBR工艺污水处理厂的描述 一个典型的城市污水SBR工艺流程如图1所示。在SBR池之前，污水通过格栅去除粗大颗粒物。然后污水进入一个半充满的反应器中，这个反应器包含一些活性污泥，这些活性污泥是前一个周期污水的成分。当反应器充满了水，它就像一个传统活性污泥系统，但是污水没有连续的流入或流出。当生物降解过程完成后，曝气和搅拌过程停止，污泥沉降
膜-序批式生物反应器处理生活污水.
膜-序批式生物反应器处理生活污水 ＊ 高玉兰 1,2 冯旭东1 汪 苹 1 (1.北京工商大学化学与环境工程学院,北京100037;2.皖西学院城市建设与环境系,安徽六安237012) 摘要 采用膜-序批式生物反应器处理生活污水,在不排泥条件下考察了系统连续运行的稳定性。结果表明:在气水比为35∶1、运行周期为5.75h 时,系统出水稳定,COD Cr 、氨氮和浊度平均去除率分别为89.8%、99.3%、99.6%;膜自身的平均去除率分别为10.2%、0.1%、9.5%。膜分离过程强化了系统处理效果;膜操作压力(TMP )上升缓慢,出水水质优于生活杂用水水质标准。 关键词 膜-序批式生物反应器 生活污水 氨氮 ＊北京市教委科技发展项目(K M200510011006) 0 引言 膜-序批式生物反应器是膜分离技术与SBR 工艺的有机结合,它不仅保留了传统SBR 工艺抗冲击负荷能力强、氧转移效率高、工艺简单、微生物活性高等一系列优点 [1] ,而且通过膜的截留使世代周期长的硝 化细菌在反应器内积累,提高了系统的硝化效果。另外,由于膜的高效截留作用可大大改善传统SBR 工艺固液分离效果不好的弊端,缩短SBR 运行周期,提高系统出水水质。 试验采用膜-序批式生物反应器处理生活污水,研究了系统在不排泥条件下,污染物的去除效果及系统连续运行的稳定性;通过膜组件在沉降阶段结束时对反应器上清液进行抽滤,考察膜操作压力的变化。研究表明,系统出水水质优于建设部颁布的生活杂用水水质标准。1 试验装置与方法1.1 试验装置 试验采用一体式膜生物反应器,试验装置如图1所示。生物反应器为有机玻璃长方体,有效容积为56L ,反应器内装有隔板,将反应器分成容积大致相等的两部分,膜组件放置在隔板一侧,另一侧装有搅拌装置。采用空压机利用砂型曝气头向反应器供氧,并将曝气头均匀固定在一钢管上,使其成为一整体放置在膜组件下方,曝气量由转子流量计控制。在曝气反应阶段,反应器内一侧将形成上升流,另一侧为下降流,从而使反应器曝气均匀,强化传质效果[2] 。为 减缓膜污染引起的压力上升,对该系统采用恒流操作 和间歇抽吸的方法 [3] ,设定抽吸15min ,停抽5min 。 试验膜组件采用国产外压型中空纤维微滤膜,材质为 聚偏氟乙烯,膜孔径0.2μm ,单片膜组件表面积为1m 2 。 图1 试验装置示意图 1.2 试验方法 在不排泥条件下,膜生物反应器采用缺氧-好氧工艺运行,分为瞬时进水、缺氧搅拌、曝气反应、沉淀和间歇排水阶段,各阶段均由时间继电器控制。在气水比为35∶1、运行周期为5.75h 下系统连续运行,考察系统对污染物的去除效果。另外,在运行期间未对膜组件进行任何清洗,观察膜操作压力变化情况。 试验原水为北京某大学校园中水站生活污水,接种污泥为北京市北小河污水处理厂二沉池回流污泥,采用试验原水对污泥进行同步驯化,经过1个月达到稳定。原水水质如表1。 表1 原水水质 C O D Cr (m g ·L -1 )B OD 5 (mg ·L -1 ) 氨氮 (mg ·L -1 ) pH 浊度 度SS (m g ·L -1 )水温 ℃144.5～544.8 62.1～381.4 36.1～110.5 7.5～8.5 140～560 55～260 17～28 2 结果与讨论2.1 COD Cr 去除效果 在48d 的连续运行期间,系统出水和反应器上清液C OD Cr 值及其去除率见图2。 14 环 境 工 程 2006年4月第24卷第2期
UASB厌氧反应器的设计
UASＢ厌氧反应器得设计 概述 厌氧处理已经成功地于各种高、中浓度得废水处理中。虽然中、高浓度得废水在相当程度上得到了解决,但就是当污水中含有抑制性物质时,如含有硫酸盐得味精废水在处理上仍有一定得难度。在厌氧处理领域应用最为广泛得就是UASB反应器,所以本文重点讨论UASB反应器得设计方法。但就是,其与其它得厌氧处理工艺有一定得共同点,例如,流化床与UＡSB都有三相分离器、而UASB与厌氧滤床对于布水得要求就是一致得,所以结果也可以作为其她反应器设计。 包含厌氧处理单元得水处理过程一般包括预处理、厌氧处理(包括沼气得收集、处理与利用)、好氧后处理与污泥处理等部分,可以用图1所示得流程表示。 二、UASB系统设计 １、预处理设施?一般预处理系统包括粗格栅、细格栅或水力筛、沉砂池、调节(酸化)池、营养盐与pＨ调控系统。格栅与沉砂池得目得就是去除粗大固体物与无机得可沉固体,这对对于保护各种类型厌氧反应器得布水管免于堵塞就是必需得。当污水中含有砂砾时,例如以薯干为原料得酿酒废水,怎么强调去除砂砾得重要性也不过分。不可生物降解得固体,在厌氧反应器内积累会占据大量得池容,反应器池容得不断减少最终将导致系统完全失效、 由于厌氧反应对水质、水量与冲击负荷较为敏感,所以对于工业废水适当尺寸得调节池,对水质、水量得调节就是厌氧反应稳定运行得保证。调节池得作用就是均质与均量,一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中与与预酸化等功能、在调节池中设有沉淀池时,容积需扣除沉淀区得体积;根据颗粒化与pＨ调节得要求,当废水碱度 与营养盐不够需要补充碱度与营养盐(N、P)等;可采用计量泵自动投加酸、碱与药剂,通过调节池水力或机械搅拌达中与作用、 同时,酸化池或两相系统就是去除与改变,对厌氧过程有抑制作用得物质、改善生物反应条件与可生化性也就是厌氧预处理得主要手段,也就是厌氧预处理得目得之一。仅考虑溶解性废水时,一般不需考虑酸化作用。对于复杂废水,可在调节池中取得一定程度得酸化,但就是完全得酸化就是没有必要得,甚至就是有害处得。因为达到完全酸化后,污水pH会下降,需采用投药调整pH值。另外有证据表明完全酸化对 UＡＳB反应器得颗粒过程有不利得、对以下情况考虑酸化或相分离可能就是有利得: 1) 当采用预酸化可去除或改变对甲烷菌有毒或抑制性化合物得结构时;?2)
厌氧反应器的发展历程与应用现状.
厌氧反应器的发展历程与应用现状 迟文涛1, 赵雪娜2, 江翰3, 李伟涛3, 王凯军1 (1. 北京市环境保护科学研究院, 北京100037;2. 天津城建学院, 天津300384;3. 北京科技大学, 北京100083 摘要:污水厌氧反应器因其能耗少, 运行费用低等优点在全世界范围内得到了广泛的应用。对厌氧反应器的发展历程进行了系统的论述, 重点介绍了第三代厌氧反应器的特点并展望了厌氧反应器的发展前景。关键词:厌氧; EGSB 反应器; IC 反应器; 厌氧流化床; 新型反应器 中图分类号:X505文献标识码:B文章编号:1008-2271(2004 01-0031-03水环境污染和水资源短缺是全球正面临的两大问题。目前, 我国每年污水排放总量为395亿m 3, 根据预测, 到2050年, 我国污水排放总量将高达1200亿m 3[1]。 研制高效低耗并具有多种附加功能的厌氧污水处理工艺已经成为亟待解决的重大课题。1100多年的历史。1860年法国工程师Mouras 就采用厌氧方法处理废 水中经沉淀的固体物质。1896年英国出现了第一座用于处理生活污水的厌氧消化池, 所产生的沼气用于照明 [2] 。1904年德国的Imhoff 将其发展成为 Imhoff 双层沉淀池(即腐化池 , 这一工艺至今仍然 在有效地利用[3] 。在1910年至1950年, 高效的、可
加温和搅拌的消化池得到了发展, 其比腐化池有明显的优势。Schroepfer 在20世纪50年代开发了厌氧接触反应器。这种反应器是在出水沉淀池中增设了污泥回流装置, 增大了厌氧反应器中的污泥浓度, 处理负荷和效率显著提高。上述反应器被称为第一代厌氧反应器。 由于厌氧微生物生长缓慢, 世代时间长, 而厌氧 收稿日期:2003-12-11 作者简介:迟文涛,1977年生, 男, 吉林扶余人, 在读研究生。 消化池无法将水力停留时间和污泥停留时间分离, 由此造成水力停留时间必须较长, 一般来讲第一代厌氧反应器处理废水的停留时间至少需要20～30天[4]。 2:。(2 反应 。 依据这一原则,20世纪60年代末,Mccarty 和Y oung 推出了第一个基于微生物固定化原理的高速 厌氧反应器———厌氧滤池。它的成功之处在于在反应器中加入固体填料(如沙砾等 , 微生物由于附着生长在填料的表面, 免于水力冲刷而得到保留, 巧妙地将平均水力停留时间与生物固体停留时间相分离, 其固体停留时间可以长达上百天, 这就使得厌氧处理高浓度污水的停留时间从过去的几天或几十天缩短到几小时或几天。 在相同的温度下, 厌氧滤池的负荷高出厌氧接触工艺2～3倍, 同时有很高的COD 去除率, 而且反应器内易于培养出适应有毒物质的厌氧污泥。1972年, 厌氧滤池首次较大规模地应用于小麦淀粉废水处理。 1974年, 荷兰Wagningen 农业大学的Lettinga
厌氧生物处理反应器概述及展望
生物工程设备课程论文 厌氧生物处理反应器概述及展望学生姓名： 2017年11月
厌氧生物处理反应器概述及展望 摘要：概述了厌氧消化阶段理论与厌氧消化的主要影响因素；介绍了厌氧生物反应器的发展历史；并对几种典型的高效厌氧生物反应器（上流式厌氧污泥床，厌氧折板反应器，厌氧膨胀颗粒污泥床和内循环式反应器）的工作原理、构造、技术特点、运行机制及其应用情况等做了详尽的阐述；最后，对厌氧反应器今后的研究方向给予了展望。 关键词：厌氧消化；厌氧生物反应器；工作原理；研究方向 随着我国工业化进程的不断加快，环境保护压力也越来越大，大量难降解工业废水的处理是摆在我们面前的一个重大难题。在废水生物处理领域，常用的有好氧法和厌氧法两种，其中好氧生物处理技术的曝气需要大量的能耗，而厌氧生物处理技术相对而言能耗则低的多，并且能够产生沼气达到资源再利用，符合当今节能环保的主题。因此研究和开发新型高效的厌氧生物处理反应器及其相关工艺具有长远的战略意义。 1 厌氧消化阶段理论 厌氧消化，是指在严格厌氧条件下，通过多种微生物（厌氧或兼性菌）的共同作用，将各种复杂有机物进行降解，并产生大量的CH4和CO2等沼气能源的复杂过程［1］。厌氧消化阶段理论先后经历了两阶段理论、三阶段理论到四菌群学说，其中三阶段理论和四菌群学说描述较为全面和准确，是目前在业内相对得到公认的主流理论，占主导地位。
1.1 三阶段理论 M.P.Bryant根据对产甲烷菌和产氢产乙酸菌的研究结果，于1979 年，在两阶段理论的基础上，提出了三阶段理论［2］。该理论将厌氧发酵分成三个阶段，即水解和发酵阶段、产氢、产乙酸阶段及产甲烷阶段 1.2 四菌群理论 1979 年，J.G. Zeikus在第一届国际厌氧消化会议上提出了四菌群理论。该理论认为参与厌氧消化菌，除了水解发酵菌、产氢产乙酸菌、产甲烷菌外，还有一个同型产乙酸菌种群［3］。这类菌可将中间代谢物的H2和CO2转化成乙酸。厌氧发酵过程分为四个阶段，各类群菌的有效代谢均相互密切连贯，处于平衡状态，不能单独分开，是相互制约和促进的过程。 2 厌氧消化的影响因素 （1）温度。主要影响微生物的生化反应速率，进而影响有机污染物的分解速率。同时温度突变对厌氧菌影响大。厌氧消化分为常温、中温和高温厌氧消化［4］。 （2）pH 值。厌氧微生物的生命活动、物质代谢与pH 有密切的关系，pH 值的变化直接影响着消化过程和消化产物，不同的微生物要求不同的pH 值，其中产甲烷菌对pH 值尤其敏感，其最佳生存pH 值范围为6.5～7.2。 （3）搅拌。搅拌可使消化物料与微生物充分接触，从而提高消化效率、增加产气量。但搅拌也存在一定的负面效果，搅拌过快则不利于颗粒污泥的形成，实际操作上要选择最适宜的搅拌速度及搅拌时间。 （4）营养物。营养物质中最重要的是碳和氮两种，二者需要满足一定的比例。C/N 比太高，细菌氮量不足，消化液缓冲能力降低，造成pH 值上升，铵