厭氧處理已經成功地于各種高、中濃度的廢水處理中。雖然中、高濃度的廢水在相當程度上得到了解決，但是當污水中含有抑制性物質時，如含有硫酸鹽的味精廢水在處理上仍有一定的難度。在厭氧處理領域應用的是UASB反應器，所以本文重點討論UASB反應器的設計方法。但是，其與其它的厭氧處理工藝有一定的共同點，例如，流化床和UASB都有三相分離器。而UASB和厭氧濾床對于布水的要求是一致的，所以結果也可以作為其他反應器設計。 包(bao)含厭氧(yang)處理(li)單元的水處理(li)過程一(yi)般(ban)包(bao)括預處理(li)、厭氧(yang)處理(li)(包(bao)括沼氣的收集、處理(li)和(he)(he)利用)、好氧(yang)后處理(li)和(he)(he)污泥處理(li)等部分(fen)，可以(yi)用圖1所示的流程表(biao)示。
二、UASB系統(tong)設(she)計
1、預(yu)處理設施
一般預處理系(xi)統(tong)包括粗(cu)(cu)格(ge)柵(zha)、細格(ge)柵(zha)或(huo)水力篩(shai)、沉砂池(chi)、調(diao)(diao)節(酸化)池(chi)、營養鹽和(he)pH調(diao)(diao)控系(xi)統(tong)。格(ge)柵(zha)和(he)沉砂池(chi)的(de)(de)目的(de)(de)是去(qu)除(chu)(chu)粗(cu)(cu)大固(gu)體物和(he)無機的(de)(de)可沉固(gu)體，這對(dui)對(dui)于保護各(ge)種類型(xing)厭氧(yang)反應(ying)器(qi)的(de)(de)布水管免于堵塞是必需的(de)(de)。當污水中含(han)有砂礫時(shi)，例(li)如以薯干為原料的(de)(de)釀酒(jiu)廢(fei)水，怎么強調(diao)(diao)去(qu)除(chu)(chu)砂礫的(de)(de)重要性也不(bu)(bu)過分。不(bu)(bu)可生物降解的(de)(de)固(gu)體，在厭氧(yang)反應(ying)器(qi)內積累(lei)會占據大量的(de)(de)池(chi)容，反應(ying)器(qi)池(chi)容的(de)(de)不(bu)(bu)斷減(jian)少zui終將導致系(xi)統(tong)*失效。
由(you)于(yu)厭氧(yang)反應對(dui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)、水(shui)(shui)(shui)(shui)量和(he)(he)(he)(he)沖擊負荷較為敏感(gan)，所以(yi)對(dui)于(yu)工業廢水(shui)(shui)(shui)(shui)適當尺寸的(de)調節池(chi)(chi)，對(dui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)、水(shui)(shui)(shui)(shui)量的(de)調節是(shi)厭氧(yang)反應穩(wen)定運行的(de)保(bao)證(zheng)。調節池(chi)(chi)的(de)作用(yong)是(shi)均質(zhi)(zhi)和(he)(he)(he)(he)均量，一(yi)般(ban)還可考慮兼有沉淀、混(hun)合、加藥(yao)(yao)、中(zhong)和(he)(he)(he)(he)和(he)(he)(he)(he)預酸(suan)化(hua)等(deng)功能。在(zai)調節池(chi)(chi)中(zhong)設(she)有沉淀池(chi)(chi)時，容(rong)積(ji)需扣除沉淀區的(de)體(ti)積(ji)；根據(ju)顆(ke)粒化(hua)和(he)(he)(he)(he)pH調節的(de)要求，當廢水(shui)(shui)(shui)(shui)堿度和(he)(he)(he)(he)營養鹽不夠需要補充堿度和(he)(he)(he)(he)營養鹽(N、P)等(deng)；可采(cai)用(yong)計量泵自動投(tou)加酸(suan)、堿和(he)(he)(he)(he)藥(yao)(yao)劑，通(tong)過調節池(chi)(chi)水(shui)(shui)(shui)(shui)力或機(ji)械攪拌(ban)達中(zhong)和(he)(he)(he)(he)作用(yong)。
同時(shi)(shi)，酸化(hua)(hua)(hua)池(chi)或(huo)兩相系統(tong)是(shi)去除和改變，對(dui)厭氧過程(cheng)(cheng)有(you)(you)抑制作用(yong)的(de)(de)物質(zhi)、改善生(sheng)物反應(ying)條件和可生(sheng)化(hua)(hua)(hua)性(xing)也是(shi)厭氧預處理的(de)(de)主(zhu)要(yao)手段，也是(shi)厭氧預處理的(de)(de)目的(de)(de)之(zhi)一(yi)。僅考(kao)慮溶(rong)解性(xing)廢水(shui)時(shi)(shi)，一(yi)般不需(xu)考(kao)慮酸化(hua)(hua)(hua)作用(yong)。對(dui)于復雜廢水(shui)，可在調節(jie)池(chi)中取得一(yi)定程(cheng)(cheng)度的(de)(de)酸化(hua)(hua)(hua)，但是(shi)*的(de)(de)酸化(hua)(hua)(hua)是(shi)沒有(you)(you)必要(yao)的(de)(de)，甚至是(shi)有(you)(you)害處的(de)(de)。因為達到*酸化(hua)(hua)(hua)后，污水(shui)pH會下降，需(xu)采用(yong)投藥調整pH值。另外有(you)(you)證據(ju)表明*酸化(hua)(hua)(hua)對(dui)UASB反應(ying)器的(de)(de)顆粒過程(cheng)(cheng)有(you)(you)不利的(de)(de)。對(dui)以下情(qing)況考(kao)慮酸化(hua)(hua)(hua)或(huo)相分離(li)可能(neng)是(shi)有(you)(you)利的(de)(de)：
1) 當(dang)采(cai)用(yong)預酸化可去除或改變對甲(jia)烷菌有(you)毒或抑制性化合(he)物的結構時；
2) 當(dang)廢水(shui)存在有較高的Ca2+時，部分(fen)酸化可避免顆粒污泥表面(mian)產(chan)生CaCO3結(jie)垢；
3) 當處(chu)理含高含懸(xuan)浮(fu)物和(he)/或采用高負(fu)荷，對非溶解性組(zu)分去(qu)除有(you)*；
4) 在調節池(chi)中取得(de)部分酸化效果(guo)可以通過調節池(chi)的合理設計取得(de)。例(li)如，上(shang)向流(liu)進(jin)水(shui)方式，在反應器(qi)底(di)部形成(cheng)污泥(ni)層(1.0m)。底(di)部布水(shui)孔口設計為5～10m2/孔即可。
2、UASB反應器體(ti)積的設計
a) 負荷設計法
采用有機負(fu)荷(he)(q)或(huo)水力停留時間(HRT) 設計UASB反(fan)應器是zui為主(zhu)要的方(fang)法。一(yi)旦q或(huo)HRT確(que)定(ding)，反(fan)應器的體積(ji)(V)可以很容易(yi)根據(ju)公式(shi)(1或(huo)2)計算。對某種特定(ding)廢水，反(fan)應器的容積(ji)負(fu)荷(he)一(yi)般應通過試驗確(que)定(ding)。
V = QSo/q (1)
V =KQ.HRT (2)
式(shi)中(zhong)：Q---廢水(shui)流量，m3/d；
So---進水有機物濃(nong)度，gCOD/L或(huo)gBOD5/L。
表1給出不同類(lei)(lei)型廢水(shui)國(guo)內外采用(yong)UASB反應器(qi)處理的(de)負荷數據，需(xu)要說明的(de)是表中無法(fa)一(yi)一(yi)注明采用(yong)的(de)預處理條(tiao)(tiao)件和厭氧污泥類(lei)(lei)型等情況(kuang)，這些條(tiao)(tiao)件對選(xuan)(xuan)擇設(she)(she)計負荷是至關(guan)重要的(de)。下表供設(she)(she)計人員(yuan)設(she)(she)計時(shi)參(can)考，選(xuan)(xuan)用(yong)前必須進(jin)行(xing)必要的(de)實(shi)驗和進(jin)一(yi)步查(cha)詢有(you)關(guan)的(de)技術資料。
表(biao)1國內外(wai)(wai)生產性(xing)UASB裝置的設計(ji)負荷統計(ji)表(biao)負荷kgCOD/m3·d(國外(wai)(wai)資(zi)料) 負荷kgCOD/m3·d(國內資(zi)料)
b) 經驗(yan)公(gong)式(shi)方法(fa)
采(cai)用同(tong)樣經(jing)驗公式描述不(bu)同(tong)厭(yan)氧處理(li)系統(tong)處理(li)生活(huo)污(wu)水(shui)(shui)HRT與(yu)去除(chu)率(E)之間的(de)關系，并且對不(bu)同(tong)反(fan)應(ying)器(qi)處理(li)生活(huo)污(wu)水(shui)(shui)的(de)數據(ju)進(jin)行了統(tong)計(ji)，得出(chu)了參數值(zhi)。
式(shi)中：C1 ,C2——反應常數(shu)。
c) 動力學(xue)方(fang)法
許多者致力于動(dong)力學(xue)的(de)研(yan)究，根據眾(zhong)多研(yan)究結(jie)果(guo)匯總了酸(suan)性發酵和(he)甲烷發酵過(guo)程重要(yao)的(de)動(dong)力學(xue)常數。到目前為止，動(dong)力學(xue)的(de)，還沒(mei)有(you)使它能夠在選擇和(he)設計厭氧處(chu)理系統(tong)過(guo)程中成為有(you)力的(de)工具，通(tong)過(guo)評價(jia)所獲(huo)得的(de)實驗結(jie)果(guo)的(de)經驗方法現在仍是設計和(he)優化(hua)厭氧消(xiao)化(hua)系統(tong)的(de)*的(de)選擇。
表2 厭(yan)氧動力(li)學(xue)參數mm(d-1)
3、UASB反應器的詳細設計(ji)
1) 反應器的體積(ji)和高度
采用(yong)水力停留(liu)時(shi)間(jian)(jian)進(jin)行設(she)計時(shi)，體積(V)按公式(1)或(2)計算。選擇反(fan)應(ying)器(qi)高(gao)(gao)度的(de)(de)原則是設(she)計、運(yun)行和上綜合考(kao)慮的(de)(de)結(jie)果。從設(she)計、運(yun)行方面考(kao)慮：高(gao)(gao)度會(hui)影響上升流速，高(gao)(gao)流速增加系統擾動(dong)和污(wu)泥(ni)與(yu)進(jin)水之間(jian)(jian)的(de)(de)接觸。但流速過(guo)高(gao)(gao)會(hui)引起污(wu)泥(ni)流失，為保持足夠多的(de)(de)污(wu)泥(ni)，上升流速不能超(chao)過(guo)一(yi)定(ding)的(de)(de)限(xian)值(zhi)，從而使反(fan)應(ying)器(qi)的(de)(de)高(gao)(gao)度受到限(xian)制；高(gao)(gao)度與(yu)CO2溶解度有關，反(fan)應(ying)器(qi)越高(gao)(gao)溶解的(de)(de)CO2濃度越高(gao)(gao)，因此，pH值(zhi)越低。如(ru)pH值(zhi)低于*值(zhi)，會(hui)危害(hai)系統的(de)(de)效率(lv)。
從(cong)經濟上考慮: 土方工程隨池(chi)深增加而增加，但占地(di)(di)(di)面積(ji)則相反；考慮當(dang)地(di)(di)(di)的氣(qi)候和(he)地(di)(di)(di)形(xing)條件，一(yi)般將反應(ying)器(qi)建造在(zai)半(ban)地(di)(di)(di)下減少建筑和(he)保溫費用。的反應(ying)器(qi)高度(深度)一(yi)般是在(zai)4到(dao)6m之間，并且在(zai)大多(duo)數情況下這也是系統(tong)*的運行(xing)范(fan)圍。
2) 反應(ying)器的升流速度
對于(yu)UASB反應器還(huan)有其他的流速(su)關系。對于(yu)日平均(jun)上升流速(su)的推薦值見(jian)表(biao)3，應該注意對短時間(如2～6h)的高峰值是可(ke)以(yi)承受的(即暫時的高峰流量可(ke)以(yi)接(jie)收)。
表3 UASB和EGSB允(yun)許上升流速(su)(平均日流量) Vr＝0.25~3.0m/h
0.75~1.0m/h 顆粒(li)污泥
絮狀污泥(ni) Vs≤1.5m/h
顆粒污泥 Vo≤12m/h Vg＝1m/h
3) 反應(ying)(ying)器的(de)(de)截面(mian)積和反應(ying)(ying)器的(de)(de)長、寬(kuan)(或直徑(jing))
在(zai)確定(ding)反(fan)應(ying)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)容(rong)積(ji)和高(gao)度(H)之后，可確定(ding)反(fan)應(ying)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)截面積(ji)(A)。從而確定(ding)反(fan)應(ying)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)長(chang)(chang)(chang)(chang)和寬，在(zai)同樣的(de)(de)(de)面積(ji)下(xia)正(zheng)方形(xing)池的(de)(de)(de)周長(chang)(chang)(chang)(chang)比(bi)(bi)矩形(xing)池要(yao)小，矩形(xing)UASB需(xu)要(yao)更多的(de)(de)(de)建筑材料。以表面積(ji)為600m2的(de)(de)(de)反(fan)應(ying)器(qi)(qi)為例，30×20m的(de)(de)(de)反(fan)應(ying)器(qi)(qi)與15m×40m的(de)(de)(de)反(fan)應(ying)器(qi)(qi)周長(chang)(chang)(chang)(chang)相差10%，這意味著建筑費用要(yao)增加(jia)10%。但從布水(shui)均(jun)勻性考慮(lv)，矩形(xing)在(zai)長(chang)(chang)(chang)(chang)/寬比(bi)(bi)較(jiao)大(da)較(jiao)為合(he)適。從布水(shui)均(jun)勻性和經濟性考慮(lv)，矩形(xing)池在(zai)長(chang)(chang)(chang)(chang)/寬比(bi)(bi)在(zai)2:1以下(xia)較(jiao)為合(he)適。長(chang)(chang)(chang)(chang)/寬比(bi)(bi)在(zai)4:1時費用增加(jia)十分顯著。
圓形反應(ying)器(qi)在同樣的(de)面積下(xia)，其(qi)周長比正方形的(de)少12%。但這一優(you)點僅僅在采用(yong)單個(ge)(ge)池子時(shi)才成立。當(dang)建立兩個(ge)(ge)或兩個(ge)(ge)以(yi)上反應(ying)器(qi)時(shi)，矩(ju)形反應(ying)器(qi)可以(yi)采用(yong)共(gong)用(yong)壁。對(dui)于(yu)采用(yong)公共(gong)壁的(de)矩(ju)形反應(ying)器(qi)，池型的(de)長寬比對(dui)造價也有較(jiao)大的(de)影(ying)響。如果不(bu)考慮(lv)其(qi)他因素(su)，這是一個(ge)(ge)在設計中需要優(you)化的(de)參數。
4) 單元反應器zui大體積和分格(ge)化的(de)反應器
在(zai)UASB反(fan)應(ying)器(qi)的(de)(de)設計中，采用分格化對運(yun)行(xing)操作是有益的(de)(de)。首先，分格化的(de)(de)單元尺(chi)寸(cun)不(bu)會過大，可(ke)避免體(ti)積過大帶來的(de)(de)布水均勻(yun)性等問題；同時多個反(fan)應(ying)器(qi)對系統的(de)(de)啟動(dong)也是有益的(de)(de)，可(ke)首先啟動(dong)一(yi)個反(fan)應(ying)器(qi)，再用這個反(fan)應(ying)器(qi)的(de)(de)污泥去接種其他(ta)反(fan)應(ying)器(qi)；另外，有利(li)于維護和檢修，可(ke)放空一(yi)個反(fan)應(ying)器(qi)進行(xing)檢修，而不(bu)影(ying)響系統的(de)(de)運(yun)行(xing)。從目前實踐(jian)看zui大的(de)(de)單體(ti)UASB反(fan)應(ying)器(qi)(不(bu)是*的(de)(de))可(ke)為1000-2000m3。
5) 單元反應(ying)器的系(xi)列化
單(dan)(dan)元的(de)(de)(de)(de)(de)標(biao)準化根(gen)據三(san)相(xiang)分(fen)離(li)器(qi)(qi)尺(chi)寸(cun)進行，三(san)相(xiang)分(fen)離(li)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)型式(shi)趨(qu)向(xiang)于多(duo)(duo)層箱體的(de)(de)(de)(de)(de)設備化結(jie)構。以(yi)2×5m的(de)(de)(de)(de)(de)三(san)相(xiang)分(fen)離(li)器(qi)(qi)為(wei)(wei)例，原則(ze)上講(jiang)有多(duo)(duo)種(zhong)配合形式(shi)。但(dan)從標(biao)準化和系列化考慮，要(yao)(yao)求具有通用(yong)(yong)性和簡單(dan)(dan)性。所以(yi)，池子(zi)寬度是以(yi)5m為(wei)(wei)模(mo)數，長度方向(xiang)是以(yi)2m為(wei)(wei)模(mo)數。布(bu)(bu)置單(dan)(dan)元尺(chi)寸(cun)的(de)(de)(de)(de)(de)方式(shi)可分(fen)成單(dan)(dan)池單(dan)(dan)個(ge)分(fen)離(li)器(qi)(qi)和單(dan)(dan)池兩個(ge)分(fen)離(li)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)形式(shi)。原則(ze)上如果采用(yong)(yong)管(guan)道或渠道布(bu)(bu)水，池子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)長度是不受(shou)限制。如前所述，由(you)于長寬比涉及到反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)經濟性，所以(yi)要(yao)(yao)結(jie)合池子(zi)組數考慮適當的(de)(de)(de)(de)(de)長寬比。對寬度為(wei)(wei)10m的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)(dan)個(ge)反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)，2:1的(de)(de)(de)(de)(de)長寬比的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)可達到2000m3的(de)(de)(de)(de)(de)池容。對更大的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)，如果需(xu)要(yao)(yao)也可采用(yong)(yong)雙池共用(yong)(yong)壁的(de)(de)(de)(de)(de)型式(shi)。
三、反應器的(de)(de)配水系(xi)統的(de)(de)設(she)計
1、配水孔(kong)口負荷
一個進(jin)(jin)水點服務的(de)zui大面積是應該(gai)進(jin)(jin)行(xing)深(shen)入(ru)的(de)實驗。對(dui)于UASB反應器在完成了起動之后，每個進(jin)(jin)水點負擔2.0到4.0m2對(dui)獲得滿(man)意的(de)去除(chu)效率是足夠的(de)。但是在溫度低于20℃或低負荷的(de)情況(kuang)，產氣率較(jiao)低并且污泥和進(jin)(jin)水的(de)混合不充(chong)分時，需要較(jiao)高密度的(de)布水點。對(dui)于城市污水建議1～2m2/孔。表4是根據UASB反應器的(de)大量(liang)實踐推薦的(de)進(jin)(jin)水管負荷。
表4 采用UASB處(chu)理主(zhu)要為溶解性廢水(shui)時進(jin)水(shui)管(guan)口負(fu)荷每個進(jin)水(shui)口負(fu)荷(m2) 負(fu)荷(kgCOD/m3·d) 凝絮狀(zhuang)污泥(ni)
> 40kgDS/m3 中等濃度絮(xu)狀污泥
120～40kg/m3
2、進水分配系統
進(jin)(jin)(jin)水(shui)(shui)分配(pei)系統的(de)合理設計對UASB處理廠的(de)良好運(yun)轉是至關重要(yao)的(de)，進(jin)(jin)(jin)水(shui)(shui)系統兼有配(pei)水(shui)(shui)和(he)水(shui)(shui)力攪(jiao)拌(ban)的(de)功(gong)能(neng)，為(wei)了這兩個功(gong)能(neng)的(de)實(shi)現(xian)，需要(yao)滿足如(ru)下原則：a) 確保(bao)單位面積的(de)進(jin)(jin)(jin)水(shui)(shui)量基本相同，以防(fang)止短路等(deng)現(xian)象(xiang)發(fa)生；b) 盡可能(neng)滿足水(shui)(shui)力攪(jiao)拌(ban)需要(yao)，保(bao)證進(jin)(jin)(jin)水(shui)(shui)有機物(wu)與污泥迅速混合；c) 很容易(yi)觀(guan)察到進(jin)(jin)(jin)水(shui)(shui)管的(de)堵(du)塞(sai)(sai)；d) 當(dang)堵(du)塞(sai)(sai)被發(fa)現(xian)后，很容易(yi)被清(qing)除。
在(zai)生產裝置中采用的(de)進水方(fang)式(shi)(shi)大致可分(fen)為間歇式(shi)(shi)(脈(mo)沖式(shi)(shi))、連續(xu)流、連續(xu)與(yu)間歇相(xiang)結合等方(fang)式(shi)(shi)；從(cong)布水管的(de)形(xing)式(shi)(shi)有一(yi)管多(duo)(duo)孔(kong)、一(yi)管一(yi)孔(kong)和分(fen)枝狀等多(duo)(duo)種形(xing)式(shi)(shi)。
1) 連續進(jin)水方式(一管(guan)一孔)
為了(le)確保(bao)(bao)進(jin)(jin)水均(jun)勻分(fen)(fen)布(bu)，每個(ge)進(jin)(jin)水管線僅僅與(yu)一個(ge)進(jin)(jin)水點相連接，是zui為理想的(de)情況(圖3a)。為保(bao)(bao)證(zheng)每一個(ge)進(jin)(jin)水點的(de)流量(liang)相等，建議用(yong)高于反應器的(de)水箱(或(huo)渠道式(shi))進(jin)(jin)行分(fen)(fen)配(pei)，通過渠道或(huo)分(fen)(fen)配(pei)箱之(zhi)間的(de)三角(jiao)堰(yan)來保(bao)(bao)證(zheng)等量(liang)的(de)進(jin)(jin)水。這種系統的(de)好處是容易觀(guan)察到堵塞情況。
2) 脈(mo)沖進水方(fang)式(shi)
UASB反應器與國外的(de)zui為顯(xian)著的(de)特點是很多(duo)采用脈沖(chong)進(jin)水(shui)方(fang)式。有(you)些研究者認(ren)為脈沖(chong)方(fang)式進(jin)水(shui)，使底(di)層(ceng)污(wu)(wu)泥交替進(jin)行收縮(suo)和膨脹，有(you)助于底(di)層(ceng)污(wu)(wu)泥的(de)混合。 3) 一管多(duo)孔(kong)配水(shui)方(fang)式
采用在反應(ying)器(qi)池底配(pei)(pei)水(shui)(shui)橫(heng)管(guan)上(shang)開(kai)孔的方(fang)式布(bu)水(shui)(shui)，為(wei)了配(pei)(pei)水(shui)(shui)均(jun)勻，要(yao)求出水(shui)(shui)流(liu)速不(bu)小于2.0m/s。這種配(pei)(pei)水(shui)(shui)方(fang)式可用于脈(mo)沖(chong)進水(shui)(shui)系統。一管(guan)多(duo)孔式配(pei)(pei)水(shui)(shui)方(fang)式的問題是容易發生(sheng)堵塞，因此，應(ying)該盡可能避免在一個管(guan)上(shang)有過多(duo)的孔口。
4) 分(fen)枝式配水方式
這種配水(shui)(shui)系(xi)(xi)統(tong)的特(te)點采(cai)用(yong)較長的配水(shui)(shui)支管增加沿程(cheng)阻力(li)，以(yi)達到布水(shui)(shui)均勻的目的(圖3c)。根據筆(bi)者的實踐，zui大(da)(da)的分枝(zhi)布水(shui)(shui)系(xi)(xi)統(tong)的負荷面積(ji)為54m2。大(da)(da)阻力(li)系(xi)(xi)統(tong)配水(shui)(shui)均勻度好，但水(shui)(shui)頭損失大(da)(da)。小阻力(li)系(xi)(xi)統(tong)水(shui)(shui)頭損失小，如果(guo)不處理效率，可(ke)減少系(xi)(xi)統(tong)的復雜程(cheng)度。
對其他類型布水方式，我國(guo)也有(you)很(hen)多設計和(he)運行(xing)經(jing)驗(yan)。與三相分離器(qi)一樣，不同(tong)型式的布水裝置之(zhi)間，很(hen)難比較孰(shu)優孰(shu)劣。事(shi)實上，各種(zhong)類型的布水器(qi)都有(you)成(cheng)功的經(jing)驗(yan)和(he)業績(ji)。
3、配(pei)水管道設計
對重(zhong)力布水(shui)(shui)方式，污水(shui)(shui)進(jin)入(ru)反應器時(shi)可(ke)能(neng)(neng)吸入(ru)空(kong)氣(qi)，會(hui)引起(qi)對甲烷菌的(de)(de)抑制；進(jin)入(ru)大量氣(qi)體與產生的(de)(de)沼(zhao)氣(qi)會(hui)形成有(you)爆炸可(ke)能(neng)(neng)的(de)(de)混合氣(qi)體；同時(shi)，氣(qi)泡(pao)太(tai)多(duo)可(ke)能(neng)(neng)還會(hui)影響沉淀功能(neng)(neng)。因為，大于(yu)2.0mm直徑(jing)的(de)(de)氣(qi)泡(pao)在(zai)水(shui)(shui)中以(yi)大約0.2～0.3m/s速(su)度上升，采用(yong)較(jiao)大的(de)(de)管徑(jing)使(shi)液體在(zai)管道(dao)的(de)(de)垂直部分的(de)(de)流速(su)低(di)于(yu)這一數(shu)值，可(ke)適當地避(bi)免超過2mm直徑(jing)的(de)(de)空(kong)氣(qi)泡(pao)進(jin)入(ru)反應器，同時(shi)還可(ke)避(bi)免氣(qi)阻。在(zai)反應器底部用(yong)較(jiao)小直徑(jing)，形成高的(de)(de)流速(su)產生較(jiao)強的(de)(de)擾動，使(shi)進(jin)水(shui)(shui)與污泥之間混合加(jia)強。
污水(shui)(shui)(shui)中(zhong)存在大的(de)物體(ti)可能堵塞(sai)進(jin)水(shui)(shui)(shui)管(guan)(guan)(guan)，設計良好的(de)進(jin)水(shui)(shui)(shui)系統要求可疏通堵塞(sai)；對于壓力流(liu)(liu)采用(yong)穿孔管(guan)(guan)(guan)布(bu)水(shui)(shui)(shui)器(一(yi)管(guan)(guan)(guan)多孔或(huo)分枝(zhi)狀(zhuang))，需考慮(lv)設液(ye)體(ti)反(fan)沖(chong)洗或(huo)清(qing)堵裝置，可采用(yong)停(ting)水(shui)(shui)(shui)分池(chi)分段(duan)反(fan)沖(chong)；采用(yong)一(yi)管(guan)(guan)(guan)多孔布(bu)水(shui)(shui)(shui)管(guan)(guan)(guan)道，布(bu)水(shui)(shui)(shui)管(guan)(guan)(guan)道尾端兼作放空和排(pai)泥管(guan)(guan)(guan)，以利(li)于清(qing)除堵塞(sai)；采用(yong)重力流(liu)(liu)布(bu)水(shui)(shui)(shui)方(fang)式(shi)(shi)(一(yi)管(guan)(guan)(guan)一(yi)孔)，如(ru)果進(jin)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)位差僅僅比反(fan)應器的(de)水(shui)(shui)(shui)位稍高(水(shui)(shui)(shui)位差小于10cm)將經常發生堵塞(sai)。在水(shui)(shui)(shui)箱中(zhong)的(de)水(shui)(shui)(shui)位(三角堰的(de)底部)與反(fan)應器中(zhong)的(de)水(shui)(shui)(shui)位差大于30cm很少(shao)發生這種堵塞(sai)。無論采用(yong)那(nei)一(yi)種布(bu)水(shui)(shui)(shui)方(fang)式(shi)(shi)，盡可能少(shao)地采用(yong)彎頭等非(fei)直管(guan)(guan)(guan)。
四、氣(qi)、固、液三相(xiang)分(fen)離裝置
1、三相(xiang)分離器是(shi)UASB反應器zui有(you)(you)特點和zui重要的(de)裝(zhuang)置。它同時具(ju)有(you)(you)兩個功能(neng)：1) 能(neng)收(shou)集(ji)從分離器下的(de)反應室產生的(de)沼(zhao)氣；
2) 使(shi)得在分離器之上的(de)懸浮物沉(chen)淀下來(lai)。
2、三相(xiang)分(fen)離(li)器設計要點匯總：
1) 集氣室的隙縫部(bu)(bu)分的面積應(ying)該占反應(ying)器全部(bu)(bu)面積的15～20％；
2) 在反(fan)應器高(gao)度為5～7m時，集氣室的高(gao)度在1.5～2m；
3) 在集(ji)氣室內應保持氣液界面以釋放和(he)收集(ji)氣體，防(fang)止浮渣或泡沫(mo)層的形成；
4) 在集(ji)氣室(shi)的上部應(ying)該設(she)置消泡噴嘴，當處理污水有嚴重泡沫問題(ti)時(shi)消泡；
5) 反射板與隙縫之間的遮(zhe)蓋應該(gai)在100～200mm以避免(mian)上升的氣體進入沉(chen)淀室；
6) 出(chu)氣管(guan)的直管(guan)應該充(chong)足以保證(zheng)從集(ji)氣室引(yin)出(chu)沼氣，特別是有泡沫(mo)的情況。
對于(yu)低(di)濃度污水(shui)處理，當水(shui)力負荷(he)是(shi)限制性(xing)設(she)計參數時，在三相分離器縫隙處保持(chi)大的(de)過(guo)流面積，使(shi)得zui大的(de)上升流速(su)在這(zhe)一過(guo)水(shui)斷面上盡可能的(de)低(di)是(shi)十分重(zhong)要的(de)。
五、建筑材料
選擇適當的(de)建筑材(cai)料對于UASB反應(ying)器的(de)持久性(xing)是(shi)非常重(zhong)要(yao)的(de)。防(fang)腐較差的(de)UASB反應(ying)器在(zai)(zai)使(shi)(shi)用3-5年后(hou)都出現了(le)嚴重(zhong)腐蝕(shi)，zui嚴重(zhong)的(de)腐蝕(shi)出現在(zai)(zai)反應(ying)器上部氣、液交(jiao)界面(mian)。此處H2S可能(neng)造成(cheng)直接(jie)化(hua)學腐蝕(shi)，同時硫(liu)(liu)化(hua)氫被空氣氧(yang)化(hua)為(wei)硫(liu)(liu)酸(suan)或硫(liu)(liu)酸(suan)鹽，使(shi)(shi)局部pH下(xia)(xia)降造成(cheng)間接(jie)化(hua)學腐蝕(shi)。由于厭氧(yang)環境(jing)下(xia)(xia)的(de)氧(yang)化(hua)-還原(yuan)電(dian)位(wei)為(wei)-300mV，而在(zai)(zai)氣水交(jiao)界面(mian)的(de)氧(yang)化(hua)-還原(yuan)電(dian)位(wei)為(wei)100mV，這就(jiu)在(zai)(zai)氣水交(jiao)界面(mian)構成(cheng)了(le)微電(dian)池，形(xing)成(cheng)電(dian)化(hua)學腐蝕(shi)。無(wu)論普通鋼(gang)材(cai)和一般不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)(zai)此處都會被損害。
厭氧(yang)反應(ying)器(qi)應(ying)該盡可(ke)能的(de)避免采(cai)用金(jin)屬(shu)材(cai)料，即使昂貴的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)也(ye)會受到(dao)嚴(yan)重的(de)腐(fu)(fu)蝕，而油漆或其他(ta)涂(tu)料僅(jin)僅(jin)能起到(dao)部分保護。一般反應(ying)器(qi)池(chi)壁zui合適的(de)建筑材(cai)料是鋼(gang)(gang)筋(jin)混(hun)(hun)(hun)凝土(tu)結(jie)構(gou)，即使混(hun)(hun)(hun)凝土(tu)也(ye)可(ke)能受到(dao)化學侵蝕。如果碳酸根和鈣離(li)子的(de)濃(nong)度積低于碳酸鈣的(de)溶(rong)解度，鈣離(li)子將從混(hun)(hun)(hun)凝土(tu)中溶(rong)出(chu)，造成混(hun)(hun)(hun)凝土(tu)結(jie)構(gou)的(de)剝蝕。混(hun)(hun)(hun)凝土(tu)結(jie)構(gou)也(ye)需要(yao)采(cai)用在氣水(shui)交界面上下(xia)一米(mi)采(cai)用環(huan)氧(yang)樹脂(zhi)防腐(fu)(fu)。對一些特殊部件可(ke)采(cai)用非腐(fu)(fu)蝕性材(cai)料，如PVC用做進(jin)出(chu)水(shui)管道，三相分離(li)器(qi)的(de)一部分或浮渣擋板采(cai)用玻璃鋼(gang)(gang)或不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。
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