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1、5 5 5 5流化床和膨胀床系统流化床和膨胀床系统流化床和膨胀床系统流化床和膨胀床系统 厌厌氧氧流流化化床床是是一一种种具具有有很很大大比比表表面面积积的的惰惰性性载载体体颗颗粒粒的的反反应应器器，厌厌氧氧微微生生物物在在其其上上附附着着生生长长。它它的的一一部部分分出出水水回回流流，使使载载体体颗颗粒粒在在整整个个反反应应器器内内处处于于流流化化状状态态。最最初初采采用用的的颗颗粒粒载载体体是是沙沙子子，但但随随后后采采用用低低密密度度载载体体如如无无烟烟煤煤和和塑塑料料物物质质以以减减少少所所需需的的液液体体上上升升流流速速，从从而而减减少少提提升升费费用用。由由于于流流化化床床使使用用了
2、了比比表表面面积积很很大大的的填填料料，使使得得厌厌氧氧微微生生物物浓浓度度增增加加。根根据据流流速速大大小小和和颗颗粒粒膨膨胀胀程程度度可可分分成成膨膨胀胀床床和和流流化化床床，流流化化床床一一般般按按2020一一4040的的膨膨胀胀率率运运行行。膨膨胀胀床床运运行行流流速速应应控控制制在在比比初初始始流流化化速速度度略略高高的的水水平平，相相应应的膨胀率为的膨胀率为5 52020。6 6 6 6厌氧生物转盘反应器厌氧生物转盘反应器厌氧生物转盘反应器厌氧生物转盘反应器 图图15-5 15-5 厌氧生物转盘厌氧生物转盘 在在厌厌氧氧生生物物转转盘盘这这种种反反应应器器中中，微微生生物物附附着着
3、在在惰惰性性(塑塑料料)介介质质上上，介介质质可可部部分分地地或或全全部部浸浸没没在在废废水水中中(图图15-515-5)。介介质质在在废废水水中中转转动动时时，可可适适当当限制生物膜的厚度。剩余污泥和处理后的水从反应器排除。限制生物膜的厚度。剩余污泥和处理后的水从反应器排除。7 7 7 7厌氧折流反应器厌氧折流反应器厌氧折流反应器厌氧折流反应器 图图15-615-6 折折流流反反应应器器结结构构如如图图15-615-6所所示示。由由于于折折板板的的阻阻隔隔使使污污水水上上下下折折流流穿穿过过污污泥泥层层，造造成成了了反反应应器器推推流流的的性性质质，并并且且每每一一单单元元相相当当于于一一个
4、个单单独独的的反反应应器，各单元中微生物种群分布不同，可以取得好的处理效果。器，各单元中微生物种群分布不同，可以取得好的处理效果。8 8 8 8厌氧颗粒污泥膨胀床厌氧颗粒污泥膨胀床厌氧颗粒污泥膨胀床厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)EGSB)EGSB)EGSB)反应器反应器反应器反应器 EGSBEGSB反反应应器器实实际际上上是是改改进进的的UASBUASB反反应应器器，其其运运行行在在高高的的上上升升流流速速下下使使颗颗粒粒污污泥泥处处于于悬悬浮浮状状态态，从从而而保保持持了了进进水水与与污污泥泥颗颗粒粒的的充充分分接接触触。EGSBEGSB反反应应器器的的特特点点是是颗颗粒粒污污泥泥床床通通过
5、过采采用用高高的的上上升升流流速速(与与小小于于1 12 2m/hm/h的的UASBUASB反反应应器器相相比比)即即6 61212m/hm/h，运运行行在在膨膨胀胀状状态态。EGSBEGSB特特别别适适于于低低温温和和低低浓浓度度污污水水。当当沼沼气气产产率率低低、混混合合强强度度低低时时，在在此此条条件件下下较较高高的的进进水水动动能能和和颗颗粒粒污污泥泥床床的的膨膨胀胀高高度度将将获获得得比比“通通常常的的”UASBUASB反反应应器器好好的的运运行行结结果果。EGSBEGSB反反应应器器由由于于采采用用高高的的上上升升流流速速因因而而不不适适于于颗颗粒粒有有机机物物的的去去除除。进进水
6、水悬悬浮浮固固体体“流流过过”颗颗粒粒污污泥泥床床并并随随出出水水离离开开反反应应器器，胶胶体体物物质质被被污污泥泥絮絮体体吸吸附附而而部部分分去去除除。下面是两种不同类型的下面是两种不同类型的EGSBEGSB反应器：反应器：a a a a厌氧内循环反应器厌氧内循环反应器厌氧内循环反应器厌氧内循环反应器(IC)IC)IC)IC)ICIC工工艺艺是是基基于于UASBUASB反反应应器器颗颗粒粒化化和和三三相相分分离离器器的的概概念念而而改改进进的的新新型型反反应应器器，属属于于EGSBEGSB的的一一种种。厌厌氧氧内内循循环环反反应应器器(IC)IC)可可以以看看成成是是由由两两个个UASBUA
7、SB反反应应器器的的单单元元相相互互重重叠叠而而成成。它它的的特特点点是是在在一一个个高高的的反反应应器器内内将将沼沼气气的的分分离离分分两两个个阶阶段段。底底部部一一个个处处于于极极端端的的高高负负荷，上部一个处于低负荷。荷，上部一个处于低负荷。b b b b厌氧升流式流化床工艺厌氧升流式流化床工艺厌氧升流式流化床工艺厌氧升流式流化床工艺(UFB UFB UFB UFB BIOBED)BIOBED)BIOBED)BIOBED)厌氧升流式流化床工艺是由厌氧升流式流化床工艺是由Bio-thaneBio-thane系统国际公司所开发的系统国际公司所开发的一种新型反应器。它可以在极高的一种新型反应器
8、。它可以在极高的水、气上升流速水、气上升流速(两者都可达到两者都可达到5 57 7m/h)m/h)下产生和保持颗粒污泥，所下产生和保持颗粒污泥，所以不需采用载体物质。由于高的液以不需采用载体物质。由于高的液体和气体的上升流速造成了进水和体和气体的上升流速造成了进水和污泥之间的良好混合状态，因此系污泥之间的良好混合状态，因此系统可以采用统可以采用CODl5CODl530kg/(m30kg/(m3 3d)d)的高负荷。的高负荷。9 9 9 9复合床反应器复合床反应器复合床反应器复合床反应器(UASB+AF)UASB+AF)UASB+AF)UASB+AF)许多研究者为了充分发挥升流式许多研究者为了充
9、分发挥升流式厌氧污泥床与厌氧滤池的优点，采用了厌氧污泥床与厌氧滤池的优点，采用了将两种工艺相结合的反应器结构，被称将两种工艺相结合的反应器结构，被称为复合床反应器为复合床反应器(UASB+AF)UASB+AF)，也称为也称为UBFUBF反应器。复合床反应器的结构见图反应器。复合床反应器的结构见图15-815-8，一般是将厌氧滤池置于污泥床反应器，一般是将厌氧滤池置于污泥床反应器的上部。一般认为这种结构可发挥的上部。一般认为这种结构可发挥AFAF和和UASBUASB反应器的优点，改善运行效果。反应器的优点，改善运行效果。当处理含颗粒性有机物组分的污水当处理含颗粒性有机物组分的污水(如如生活污水生
10、活污水)时，采用两级厌氧工艺可能时，采用两级厌氧工艺可能更有优势：更有优势：第一级第一级是絮状污泥的水解反是絮状污泥的水解反应器并运行在相对低的上升流速下。颗应器并运行在相对低的上升流速下。颗粒有机物在第一级被截留，并部分转变粒有机物在第一级被截留，并部分转变为溶解性化合物，为溶解性化合物，重新进入到液相而在重新进入到液相而在随后的第二个反应器内消化随后的第二个反应器内消化。10101010水解酸化水解酸化水解酸化水解酸化 水水解解酸酸化化反反应应器器即即水水解解池池，可可以以在在短短的的停停留留时时间间(HRT=2.5h)HRT=2.5h)和和相相对对高高的的水水力力负负荷荷下下获获得得高高
11、的的悬悬浮浮物物去去除除率率(SSSS去去除除率率平平均均为为8585),),并并可可以以改改善善和和提提高高原原污污水水的的可可生生化化性性和和溶溶解解性性，以以利利于于好好氧氧后后处处理理工工艺艺。其其CODCOD去去除除率率相相对对UASBUASB较较低低，仅仅有有4040一一5050，第三节第三节第三节第三节 UASBUASBUASBUASB厌氧反应器厌氧反应器厌氧反应器厌氧反应器一一一一.UASBUASBUASBUASB反应器的原理反应器的原理反应器的原理反应器的原理1.1.1.1.结构形式结构形式结构形式结构形式图图15-915-9为为UASBUASB的结构形式。的结构形式。2 2
12、 2 2工作原理工作原理工作原理工作原理 废废水水引引入入反反应应器器的的底底部部，污污水水向向上上通通过过包包含含颗颗粒粒污污泥泥或或絮絮状状污污泥泥的的污污泥泥床床。厌厌氧氧反反应应发发生生在在废废水水与与污污泥泥颗颗粒粒的的接接触触过过程程。在在厌厌氧氧状状态态下下产产生生的的沼沼气气(主主要要是是甲甲烷烷和和二二氧氧化化碳碳)引引起起了了内内部部的的循循环环，这这对对于颗粒污泥的形成和维持有利。于颗粒污泥的形成和维持有利。在在污污泥泥层层形形成成的的一一些些气气体体附附着着在在污污泥泥颗颗粒粒上上，附附着着和和没没有有附附着着的的气气体体向向反反应应器器顶顶部部上上升升。上上升升到到表
13、表面面的的污污泥泥碰碰击击三三相相分分离离器器气气体体发发射射板板的的底底部部，引引起起附附着着气气泡泡的的污污泥泥絮絮体体脱脱气气。气气泡泡释释放放后后污污泥泥颗颗粒粒将将沉沉淀淀到到污污泥泥床床的的表表面面，产产生生的的气气体体被被收收集集到到反反应应器器顶顶部部的的集集气气室室。三三相相分分离离器器挡挡板板的的作作用用为为气气体体反反射射器器和和防防止止沼沼气气气气泡泡进进入入沉沉淀淀区区，以以免免引引起起沉沉淀淀区区的的紊紊动动，阻阻碍碍颗颗粒粒沉沉淀淀。包包含含一一些些剩剩余余固固体体和和污污泥泥颗粒的液体经过分离器缝隙进入沉淀区。颗粒的液体经过分离器缝隙进入沉淀区。由由于于分分离离
14、器器的的斜斜壁壁沉沉淀淀区区的的过过流流面面积积在在接接近近水水面面时时增增加加，因因此此上上升升流流速速在在接接近近排排放放点点降降低低。由由于于流流速速降降低低污污泥泥絮絮体体在在沉沉淀淀区区可可以以絮絮凝凝和和沉沉淀淀。累累积积在在三三相相分分离离器器上上的的污污泥泥絮絮体体在在一一定定程程度度将将超超过过其其保保持持在在斜斜壁壁上上的的摩摩擦擦力力，其其将将滑滑回回到到反反应应区区，这这部部分分污泥又可与进水有机物发生反应。污泥又可与进水有机物发生反应。二、二、二、二、UASBUASBUASBUASB反应器的构成反应器的构成反应器的构成反应器的构成 UASBUASB反反应应器器包包括括
15、以以下下几几个个部部分分：进进进进水水水水和和和和配配配配水水水水系系系系统统统统、反反反反应应应应器器器器的的的的池池池池体体体体和和三三三三相相相相分分分分离离离离器器器器。如如果考虑整个厌氧系统还应该包括果考虑整个厌氧系统还应该包括沼气收集和利用系统沼气收集和利用系统。三、三相分离器的原理三、三相分离器的原理三、三相分离器的原理三、三相分离器的原理1 1 1 1三相分离器的功能三相分离器的功能三相分离器的功能三相分离器的功能 在在UASBUASB反应器中的三相分离器是反应器中的三相分离器是UASBUASB反应器反应器最有特点和最重要的装置最有特点和最重要的装置。它同时具有两个功能：它同时
16、具有两个功能：能收集从分离器下的反应室产生的沼气；能收集从分离器下的反应室产生的沼气；使得在分离器之上的悬浮物沉淀下来。使得在分离器之上的悬浮物沉淀下来。上上述述两两种种功功能能均均要要求求三三相相分分离离器器的的设设计计避避免免沼沼气气气气泡泡上上升升到到沉沉淀淀区区，如如其其上上升升到到表面将引起出水混浊，降低沉淀效率，并且损失了所产生的沼气。表面将引起出水混浊，降低沉淀效率，并且损失了所产生的沼气。2 2 2 2设计三相分离器的原则是：设计三相分离器的原则是：设计三相分离器的原则是：设计三相分离器的原则是：(1)(1)间隙和出水面的截面积比影响到进入沉淀区和保持在污泥相中的絮体的沉淀速度
17、。间隙和出水面的截面积比影响到进入沉淀区和保持在污泥相中的絮体的沉淀速度。(2)(2)分分离离器器相相对对于于出出水水液液面面的的位位置置确确定定反反应应区区(下下部部)和和沉沉淀淀区区(上上部部)的的比比例例。在在多多数数UASBUASB反应器中内部沉淀区是总体积的反应器中内部沉淀区是总体积的15152020。(3)(3)三三相相分分离离器器的的倾倾角角要要使使固固体体可可滑滑回回到到反反应应器器的的反反应应区区，在在实实际际中中是是45456060之之间间。这个角度也确定了三相分离器的高度，从而确定了所需的材料。这个角度也确定了三相分离器的高度，从而确定了所需的材料。(4)(4)分离器下气
18、液界面的面积确定了沼气的释放速率。适当的释放率大约是分离器下气液界面的面积确定了沼气的释放速率。适当的释放率大约是1 13 3m m3 3(m(m2 2h)h)。速率低有形成浮渣层的趋势，非常高导致形成气沫层，两者都导致堵塞释放管。速率低有形成浮渣层的趋势，非常高导致形成气沫层，两者都导致堵塞释放管。四、布水系统要求四、布水系统要求四、布水系统要求四、布水系统要求 进水系统兼有进水系统兼有配水和水力搅拌配水和水力搅拌的功能，需要满足如下原则：的功能，需要满足如下原则：(1)(1)进进水水装装置置的的设设计计使使分分配配到到各各点点的的流流量量相相同同，确确保保单单位位面面积积的的进进水水量量基
19、本相同，防止发生短路等现象。基本相同，防止发生短路等现象。(2)(2)很容易观察进水管的堵塞，当堵塞发现后，必须很容易被清除。很容易观察进水管的堵塞，当堵塞发现后，必须很容易被清除。(3)(3)应应尽尽可可能能满满足足污污泥泥床床水水力力搅搅拌拌的的需需要要，保保证证进进水水有有机机物物与与污污泥泥迅迅速速混混合，防止局部产生酸化现象。合，防止局部产生酸化现象。为为确确保保进进水水等等量量地地分分布布在在池池底底，每每个个进进水水管管仅仅与与一一个个进进水水点点相相连连接接是是最最理想状态。如图理想状态。如图15-1015-10所示。所示。图图15-10 15-10 连续流布水器连续流布水器图
20、图15-11 15-11 连续流布水器连续流布水器 五沼气的处理五沼气的处理五沼气的处理五沼气的处理 厌厌氧氧反反应应器器中中产产生生的的沼沼气气从从污污泥泥的的表表面面散散逸逸出出来来，聚聚集集在在反反应应器器的的上上部部。集集气气室室建建于于厌厌氧氧反反应应器器的的顶顶部部，顶顶部部的的集集气气室室应应有有足足够够尺尺寸寸和和高高度度，以以保保持持一一定定的的容容积积，并并保保持持气气室室的的气气密密性性，防防止止沼沼气气外外逸逸和和空空气气渗渗入（入（为什么？为什么？）。）。沼沼气气中中含含有有饱饱和和蒸蒸汽汽和和硫硫化化氢氢，具具有有一一定定的的腐腐蚀蚀性性。对对于于混混凝凝土土结结构
21、构的的气气室室应应进进行行防防腐腐蚀蚀处处理理，喷喷涂涂涂涂料料，或或内内衬衬环环氧氧树树脂脂玻玻璃璃布布等等。对对于于钢钢结结构构的的集集气气室室除除进进行行防防腐腐处处理理外外，还还应应防防止止电电化化学学腐腐蚀蚀（为为什什么么？）。沼沼气气由由集集气气室室的的最最高高处处用用管管道道引引出出，集集气气室室至至贮贮气气柜柜间间的的沼沼气气管管称称为为输输输输气气气气管管管管，贮贮气气柜柜至至用用户户之之间间的的沼沼气气管管称称为为配配配配气气气气管管管管。沼沼气气管管道道一一般般采采用用防防腐腐镀镀锌锌钢钢管管或或铸铸铁铁管管。在在沼沼气气管管道道上上的的适适当当地地点点应应设设水水封封罐
22、罐，以以便便调调整整和和稳稳定定压压力力，在在厌厌氧氧UASBUASB反反应应器器、贮贮气气柜柜、压压缩缩机机、锅锅炉炉房房等等构构筑筑物物之之间起隔绝作用。间起隔绝作用。第四节第四节第四节第四节 UASBUASBUASBUASB反应器的设计反应器的设计反应器的设计反应器的设计 厌厌氧氧水水处处理理过过程程一一一一般般般般包包包包括括括括预预处处理理、厌厌氧氧处处理理(包包括括沼沼气气的的收收集集、处处理理和利用和利用)、污泥处理等部分。、污泥处理等部分。一预处理设施一预处理设施一预处理设施一预处理设施 厌厌氧氧污污水水处处理理的的预预处处理理的的目目的的是是去去除除粗粗大大固固体体物物和和无
23、无机机的的可可沉沉固固体体，避避免免不不可可生生物物降降解解的的固固体体在在厌厌氧氧反反应应器器内内积积累累。一一般般恰恰当当的的预预处处理理系系统统包包括去除大的固体的格栅和去除砂的沉砂池。括去除大的固体的格栅和去除砂的沉砂池。预预处处理理部部分分包包括括如如下下的的技技术术环环节节：一一般般恰恰当当的的预预处处理理系系统统包包括括去去除除大大的的固固体体的的粗粗格格栅栅和和去去除除细细小小颗颗粒粒的的细细格格栅栅或或水水力力筛筛、调调节节(酸酸化化)池池、营营养养盐和盐和pHpH调控系统。调控系统。1 1 1 1、格栅、格栅、格栅、格栅 格格栅栅的的设设计计在在物物理理处处理理章章节节已已
24、介介绍绍，主主要要有有固固定定筛筛和和回回转转筛两种常用的形式。筛两种常用的形式。2 2 2 2、除砂池、除砂池、除砂池、除砂池 除砂池的设计在物理处理章节已介绍除砂池的设计在物理处理章节已介绍3 3 3 3、调节池和中和系统、调节池和中和系统、调节池和中和系统、调节池和中和系统 与与城城市市污污水水相相比比，工工业业废废水水的的水水质质和和水水量量波波动动比比较较大大，因因此此一一般般工工业业废废水水处处理理装装置置都都设设有有调调节节池池。调调节节池池的的设设计计和和选选取取主主要要考考虑虑的的因因素素是是对对于于水水质质和和水水量量的的调调节节，调调节节池池的的作作用用是是均均质和均量，
25、一般调节池设计停留时间为质和均量，一般调节池设计停留时间为6 61212h h。4 4 4 4、酸化池、酸化池、酸化池、酸化池 仅仅考考虑虑溶溶解解性性废废水水时时，一一般般不不需需考考虑虑酸酸化化作作用用。对对于于复复杂杂废废水水，在在调调节节池池中中取取得得一一定定程程度度的的酸酸化化，会会有有益益后后续续的的厌厌氧氧处处理理。对对于于以以下下情情况况可可考考虑酸化：虑酸化：(1)(1)当当废废水水中中存存在在有有对对于于甲甲烷烷菌菌具具有有毒毒性性或或抑抑制制性性的的化化合合物物，采采用用预预酸酸化可以去除或改变有毒或抑制性化合物的结构；化可以去除或改变有毒或抑制性化合物的结构；(2)(
26、2)当当废废水水存存在在有有较较高高的的CaCa2+2+时时，部部分分酸酸化化保保持持偏偏酸酸性性进进水水可可以以避避免免在在颗粒污泥表面和内部产生颗粒污泥表面和内部产生CaC0CaC03 3结垢；结垢；(3)(3)当当处处理理含含高高悬悬浮浮物物浓浓度度废废水水采采用用高高负负荷荷时时，对对于于非非溶溶解解性性组组分分去去除除有限。这时考虑酸化或二相系统对颗粒物的降解是有利的；有限。这时考虑酸化或二相系统对颗粒物的降解是有利的；在在调调节节池池中中取取得得部部分分酸酸化化效效果果可可以以通通过过调调节节池池的的合合理理设设计计取取得得。例例如如，采采用用底底部部布布水水上上向向流流进进水水的
27、的方方式式，并并在在反反应应器器的的底底部部形形成成一一定定的的污污泥泥层层(1.(1.OmOm)。底部布水不需太讲究，一般孔口设计为底部布水不需太讲究，一般孔口设计为5 5lOmlOm2 2/孔即可。孔即可。5 5 5 5、pHpHpHpH调节和加药系统调节和加药系统调节和加药系统调节和加药系统 为为使使酸酸、碱碱混混合合均均匀匀，可可以以采采用用在在线线管管道道混混合合器器。同同样样道道理理为为均均匀匀水水质质，调调节节池池可可以以设设置置液液下下式式搅搅拌拌器器。加加酸酸、碱碱采采用用比比例例控控制制式式计计量量泵泵。对对于于高高负负荷荷的的系系统统，根根据据颗颗粒粒化化和和pHpH调调
28、节节的的要要求求，当当废废水水碱碱度度不不够够需需要要补补充充碱碱度度，甚甚至至营营养养盐盐N N、P P等等。营养物的添加比例可按营养物的添加比例可按COD:N:P=200:5:1COD:N:P=200:5:1计算。计算。1 1 1 1UASBUASBUASBUASB反应器体积的设计反应器体积的设计反应器体积的设计反应器体积的设计 UASBUASBUASBUASB反应器体积主要采用负荷计算法和水力停留时间计算法。反应器体积主要采用负荷计算法和水力停留时间计算法。反应器体积主要采用负荷计算法和水力停留时间计算法。反应器体积主要采用负荷计算法和水力停留时间计算法。UASBUASB反反应应器器一一
29、个个重重要要的的设设计计参参数数是是有有机机负负荷荷或或水水力力停停留留时时间间。这这个个参参数数还还不不能能从从理理论论上上推推导导得得到到，往往往往通通过过实实验验取取得得。对对于于颗颗粒粒污污泥泥和和絮絮状状污污泥泥反反应应器器的的设设计计负负荷荷是是不不相相同同的的，各各种种工工业业废废水水的的有有机机负负荷荷的的参参考考值值，可可参参有有关关设设计计手手册册。一一旦旦所所需需的的有有机机负负荷荷(或或停停留留时时间间)确确定定，反反应应器器的的体体积积可以很容易根据公式可以很容易根据公式(15-1)(15-1)计算：计算：（15-115-1）而采用停留时间可用（而采用停留时间可用（1
30、5-215-2）式计算反应器的体积：）式计算反应器的体积：（15-215-2）式中：式中：V V 反应器有效容积反应器有效容积(m m3 3)；Q Q 废水流量废水流量(m m3 3/d)/d)；q q 容积负荷容积负荷kgCODkgCOD/(m/(m3 3d)d)；HRT HRT 水力停留时间水力停留时间(h)h)；S So o 进水有机物浓度，进水有机物浓度，gCODgCOD/L/L或或gBODgBOD5 5/L/L；K K 常数。常数。在在有有机机负负荷荷选选取取时时，对对某某种种特特定定废废水水，反反应应器器的的容容积积负负荷荷一一般般应应通通过过试试验验确确定定，容容积积负负荷荷值值
31、与与反反应应器器的的温温度度、废废水水的的性性质质和和浓浓度度有有关关。如如果果有有同类型的废水处理资料，可以作为参考选用。同类型的废水处理资料，可以作为参考选用。2 2 2 2反应器池体反应器池体反应器池体反应器池体 厌氧反应器一般可采用矩形和圆形结构。厌氧反应器一般可采用矩形和圆形结构。对对于于圆圆形形反反应应器器在在同同样样的的面面积积下下，其其周周长长比比正正方方形形的的少少1212。但但是是圆圆形形反反应应器器的的这这一一优优点点仅仅仅仅在在采采用用单单个个池池子子时时才才成成立立。当当建建立立两两个个或或两两个个以以上反应器时，矩形反应器可以采用共用壁。对于采用公共壁的矩形反应上反
32、应器时，矩形反应器可以采用共用壁。对于采用公共壁的矩形反应器器，池池型型的的长长宽宽比比对对造造价价也也有有较较大大的的影影响响。因因此此如如果果不不考考虑虑地地形形和和其其他他因因素，这是一个在设计中需要优化的参数。素，这是一个在设计中需要优化的参数。3 3 3 3反应器的几何尺寸反应器的几何尺寸反应器的几何尺寸反应器的几何尺寸(1)(1)(1)(1)反应器的高度反应器的高度反应器的高度反应器的高度从运行方面考虑从运行方面考虑，采用反应器高度的选择要考虑如下影响因素：，采用反应器高度的选择要考虑如下影响因素：高流速。高流速。高流速。高流速。增加污水系统扰动，从而增加污泥与进水有机物之间的接触
33、增加污水系统扰动，从而增加污泥与进水有机物之间的接触 但但过过高高的的流流速速会会引引起起污污泥泥流流失失，为为保保持持足足够够多多的的污污泥泥，上上升升流流速速不不能能超超过一定的限值，从而反应器的高度也就会受到限制过一定的限值，从而反应器的高度也就会受到限制 在采用传统的在采用传统的UASBUASB系统的情况下，上升流速的平均值系统的情况下，上升流速的平均值一般不超过一般不超过0.50.5m/hm/h 从从经经济济上上反反应应器器高高度度的的选选择择要要考考虑虑如如下下影影响响因因素素：土土方方工工程程随随池池深深增增加加而而增增加加，但但占占地地面面积积则则相相反反；高高程程选选择择应应
34、该该使使得得污污水水(或或出出水水)可可不不用用或少用提升或少用提升 考考虑虑当当地地的的气气候候和和地地形形条条件件，一一般般将将反反应应器器建建造造在在半半地地下下减减少少建建筑筑和和保保温费用温费用 最最经经济济的的反反应应器器高高度度(深深度度)一一般般是是在在4 4到到6 6m m之之间间，并并且且在在大大多多数数情情况况下下这也是系统最优的运行范围这也是系统最优的运行范围(2)(2)(2)(2)反应器的面积和反应器的长、宽反应器的面积和反应器的长、宽反应器的面积和反应器的长、宽反应器的面积和反应器的长、宽在反应器的高度已知的情况下，反应器的截面积的关系式如下：在反应器的高度已知的情
35、况下，反应器的截面积的关系式如下：(15-3)(15-3)式中：式中：A A 厌氧反应器截面积；厌氧反应器截面积；H H 厌氧反应器的高度。厌氧反应器的高度。在在确确定定反反应应器器的的容容积积和和高高度度之之后后，对对矩矩形形池池必必须须确确定定反反应应器器的的长长和和宽宽。对对于于矩矩形形和和正正方方形形池池在在同同样样的的面面积积下下正正方方形形池池的的周周长长比比矩矩形形池池要要小小，从从而而矩矩形形UASBUASB需需要要更更多多的的建建筑筑材材料料。长长宽宽比比在在4:14:1以以上上费费用用增增加加十十分分显显著著。以以表表面面积积为为600600m m2 2的的反反应应器器为为
36、例例，长长宽宽=30=30m20mm20m的的反反应应器器与与1515m40mm40m的的反反应应器器周周长长相相差差1010，这这意意味味着着建建筑筑费费用用要要增增加加1010。但但是是从从布布水水均均匀匀性性考考虑虑，矩形在长宽比较大较为合适。矩形在长宽比较大较为合适。单单池池从从布布水水均均匀匀性性和和经经济济性性考考虑虑，矩矩形形池池在在长长/宽宽在在2:12:1以以下下较较为为合合适适。长长/宽比在宽比在4:4:l l时费用增加十分显著；时费用增加十分显著；4 4 4 4反应器的升流速度反应器的升流速度反应器的升流速度反应器的升流速度高度确定后，高度确定后，UASBUASB反应器的
37、高度与上升流速之间的关系表达如下：反应器的高度与上升流速之间的关系表达如下：(1)(1)反应器的高度与上升流速反应器的高度与上升流速(V)V)之间的关系表达如下：之间的关系表达如下：(15-4)(15-4)(2)(2)厌氧反应器的上升流速厌氧反应器的上升流速V V的选择范围为：的选择范围为：0.10.1O.9m/hO.9m/h；对于厌氧对于厌氧(UASB)UASB)反应器还有其他的流速关系反应器还有其他的流速关系(图图15-12)15-12)。V Vs s沉淀器表面流速沉淀器表面流速(m mh)h)V Vg g气体的上升流速气体的上升流速(m mh)h)V V0 0在沉淀器缝隙处流速在沉淀器缝
38、隙处流速(m mh)h)对于日平均上升流速的推荐值见下表：对于日平均上升流速的推荐值见下表：第五节第五节第五节第五节 反应器的详细设计反应器的详细设计反应器的详细设计反应器的详细设计一反应器的配水系统一反应器的配水系统一反应器的配水系统一反应器的配水系统1 1 1 1配水孔口负荷配水孔口负荷配水孔口负荷配水孔口负荷 为为了了在在反反应应器器底底部部获获得得进进水水均均匀匀的的分分布布，有有必必要要采采用用将将进进水水分分配配到到多个进水点的分配装置。一个进水点服务的最大面积可按下表设计：多个进水点的分配装置。一个进水点服务的最大面积可按下表设计：采用采用UASBUASB处理主要为溶解性废水时进
39、水管口负荷：处理主要为溶解性废水时进水管口负荷：污泥类型每个进水口负荷（m2）负荷（kgCOD/m3d)颗粒污泥0.512122424絮状污泥0.5122 2 2 2进水分配系统进水分配系统进水分配系统进水分配系统 UASBUASB反反应应器器进进水水系系统统有有多多种种形形式式，进进水水系系统统兼兼有有配配水水和和水水力力搅搅拌拌的的功功能，为了保证这两个功能的实现，需要满足如下原则：能，为了保证这两个功能的实现，需要满足如下原则：确保各单位面积的进水量基本相同，以防止短路等现象发生确保各单位面积的进水量基本相同，以防止短路等现象发生确保各单位面积的进水量基本相同，以防止短路等现象发生确保各
40、单位面积的进水量基本相同，以防止短路等现象发生 尽可能满足水力搅拌需要，保证进水有机物与污泥迅速混合尽可能满足水力搅拌需要，保证进水有机物与污泥迅速混合尽可能满足水力搅拌需要，保证进水有机物与污泥迅速混合尽可能满足水力搅拌需要，保证进水有机物与污泥迅速混合 很容易观察到进水管的堵塞很容易观察到进水管的堵塞很容易观察到进水管的堵塞很容易观察到进水管的堵塞 当堵塞被发现后，很容易被清除当堵塞被发现后，很容易被清除当堵塞被发现后，很容易被清除当堵塞被发现后，很容易被清除 UASBUASB反反应应器器底底部部设设计计按按多多槽槽形形式式设设计计，有有利利于于布布水水均均匀匀与与克克服服死死区区。配水系
41、统的形式有以下几种：配水系统的形式有以下几种：(1)(1)(1)(1)一管多孔配水方式一管多孔配水方式一管多孔配水方式一管多孔配水方式(丰字穿孔管）丰字穿孔管）丰字穿孔管）丰字穿孔管）采采用用沿沿池池长长方方向向设设置置总总布布水水管管，沿沿池池间间隔隔设设置置配配水水横横管管。在在管管上上开开孔孔方方式式为为一一管管多多孔孔布布水水。在在一一根根管管上上均均匀匀布布水水在在理理论论上上是是可可行行，但但实实际际仅仅能取得近似效果。应尽可能避免在一个管上有过多的孔口。能取得近似效果。应尽可能避免在一个管上有过多的孔口。几个进水孔由一个进水管负担，孔口流速不小于几个进水孔由一个进水管负担，孔口流
42、速不小于2 2m/sm/s 为了增大出水孔的流速，也可采用脉冲间歇进水为了增大出水孔的流速，也可采用脉冲间歇进水 配水管直径不小于配水管直径不小于5050cmcm，配水管中心距池底一般为配水管中心距池底一般为20202525cmcm(2)(2)(2)(2)分枝式配水方式分枝式配水方式分枝式配水方式分枝式配水方式 在在一一管管多多孔孔布布水水的的形形式式上上，沿沿各各布布水水管管采采用用分分枝枝方方式式布布水水为为分分枝枝式式配配水水方方式式。为为了了配配水水均均匀匀一一般般采采用用对对称称布布置置。这这种种配配水水系系统统的的特特点点是是采采用用较长的配水支管增加沿程阻力，以达到布水均匀的目的
43、。较长的配水支管增加沿程阻力，以达到布水均匀的目的。支管出水口向下距池底约支管出水口向下距池底约2020cmcm，位于所服务面积的中心位于所服务面积的中心 出水管孔最小孔径不宜出水管孔最小孔径不宜151515mmmm，一般在一般在15152525mmmm之间之间 采采用用一一管管多多孔孔布布水水管管道道，布布水水管管道道尾尾端端最最好好兼兼作作放放空空和和排排泥泥管管，以以利于清除堵塞利于清除堵塞(2)(2)(2)(2)采用重力流布水方式采用重力流布水方式采用重力流布水方式采用重力流布水方式(一管一孔一管一孔一管一孔一管一孔)如如果果进进水水水水位位差差仅仅仅仅比比反反应应器器的的水水位位稍稍
44、高高(水水位位差差小小于于lOcmlOcm)将将经经常常发发生生堵堵塞塞。因因为为进进水水的的水水头头不不足足以以消消除除阻阻塞塞。在在水水箱箱中中的的水水位位(三三角角堰堰的的底底部部)与反应器中的水位差大于与反应器中的水位差大于3030cmcm很少发生这种堵塞。很少发生这种堵塞。用布水器时从布水器到布水口应尽可能少地采用弯头等非直管用布水器时从布水器到布水口应尽可能少地采用弯头等非直管 上部管径应大于下部，可适当地避免大的空气泡进入反应器上部管径应大于下部，可适当地避免大的空气泡进入反应器 在在反反应应器器底底部部采采用用较较小小直直径径可可以以产产生生高高的的流流速速，从从而而产产生生较
45、较强强的的扰扰动动，使进水与污泥之间密切的接触使进水与污泥之间密切的接触 为为了了增增强强底底部部污污泥泥和和废废水水之之间间的的接接触触，建建议议进进水水点点距距反反应应器器池池底底100100200200mmmm二、出水收集设备二、出水收集设备二、出水收集设备二、出水收集设备 出出水水装装置置设设置置应应该该在在UASBUASB反反应应器器的的顶顶部部尽尽可可能能均均匀匀地地收收集集处处理理过过的的废废水水。大大部部分分厌厌氧氧反反应应器器的的出出水水堰堰与与传传统统沉沉淀淀池池的的出出水水装装置置相相同同，即即水水平平汇汇水水槽槽在在一一定定距距离离间间隔隔设设三三角角堰堰。为为了了出出
46、水水均均匀匀大大部部分分的的UASBUASB反反应应器器采采用用多多槽槽式式的的出出水水方方式式，而而每每个个槽槽两两侧侧带带有有三三角角堰堰的的方方式式。出出水水槽槽设设置置浮浮渣渣挡挡板板，可可以以截截留留飘飘浮浮的的固固体体。但但是是设设有有出出水水挡挡板板容容易易形形成成污污渣渣层层，是是否否设设挡挡板板需需根据处理的情况而定。根据处理的情况而定。以上所述，出水装置设计具体的原则如下：以上所述，出水装置设计具体的原则如下：(1)(1)厌氧反应器出水堰与沉淀池出水装置相同，即汇水槽上加设三角堰；厌氧反应器出水堰与沉淀池出水装置相同，即汇水槽上加设三角堰；(2)(2)出水设置应设在厌氧反应
47、器顶部，尽可能均匀地收集处理过的废水；出水设置应设在厌氧反应器顶部，尽可能均匀地收集处理过的废水；(3)(3)采用矩形反应器时出水采用几组平行出水堰的多槽出水方式；采用矩形反应器时出水采用几组平行出水堰的多槽出水方式；(4)(4)采用圆形反应器时可采用放射状的多槽出水；采用圆形反应器时可采用放射状的多槽出水；(5)(5)出水负荷参考二沉池负荷。出水负荷参考二沉池负荷。三、气、固、液三相分离装置三、气、固、液三相分离装置三、气、固、液三相分离装置三、气、固、液三相分离装置1 1 1 1三相分离器三相分离器三相分离器三相分离器 在在UASBUASB反应器中的三相分离器同时具有两个功能：反应器中的三
48、相分离器同时具有两个功能：能收集从分离器下的反应室产生的沼气能收集从分离器下的反应室产生的沼气 使得在分离器之上的悬浮物沉淀下来使得在分离器之上的悬浮物沉淀下来 设计三相分离器的原则是：设计三相分离器的原则是：(1)(1)间隙和出水面的截面积比间隙和出水面的截面积比 这一面积比影响到进入沉淀区和保持在污泥相中的絮体的沉淀速度。这一面积比影响到进入沉淀区和保持在污泥相中的絮体的沉淀速度。(2)(2)分离器相对于出水液面的位置分离器相对于出水液面的位置这这个个位位置置确确定定反反应应区区(下下部部)和和沉沉淀淀区区(上上部部)的的比比例例。在在多多数数UASBUASB反反应应器器中内部沉淀区是总体
49、积的中内部沉淀区是总体积的15152020。(3)(3)三相分离器的倾角三相分离器的倾角 这个角度要使固体可滑回到反应器的反应区，在实际中是在这个角度要使固体可滑回到反应器的反应区，在实际中是在45456060之间。这个角度也确定了三相分离器的高度，从而确定了所需的材之间。这个角度也确定了三相分离器的高度，从而确定了所需的材料。料。三相分离器设计要点汇总：三相分离器设计要点汇总：三相分离器设计要点汇总：三相分离器设计要点汇总：进沉淀区的缝隙面积应该占反应器全部截面积的进沉淀区的缝隙面积应该占反应器全部截面积的15152020 在反应器高度为在反应器高度为5 57m7m时，集气室的高度应该在时，
50、集气室的高度应该在1.51.52 2m m 反反射射板板与与隙隙缝缝之之间间的的遮遮盖盖应应该该在在100100200200mmmm以以避避免免上上升升的的气气体体进进入入沉淀室沉淀室 在出水堰之间应该设置浮渣挡板在出水堰之间应该设置浮渣挡板 出出气气管管的的直直管管应应该该充充足足以以保保证证从从集集气气室室引引出出沼沼气气，特特别别是是有有泡泡沫沫的的情况情况 在在集集气气室室的的上上部部应应该该设设置置消消泡泡喷喷嘴嘴，当当处处理理污污水水有有严严重重泡泡沫沫问问题题时时消泡消泡2 2 2 2气体收集装置气体收集装置气体收集装置气体收集装置 气气体体收收集集装装置置应应能能有有效效地地收