高效單元

1、1高濃度有機廢水高效處理技術(shù)裝備的新進展一、前言通過近二十多年來科技工作者的努力，我國在水污染防治方面已研究和開發(fā)了不少新工藝、新材料和新設(shè)備。目前我國在水污染治理技術(shù)上，已能提供下列技術(shù)的工藝參數(shù)：活性污泥法技術(shù)(包括傳統(tǒng)曝氣、延時曝氣、純氧曝氣、射流曝氣、SBR和AB等等工藝)；生物膜法技術(shù)(生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化、流化床、曝氣生物濾池工藝等等)；厭氧技術(shù)(UASB、厭氧生物濾池、厭氧流化床等等工藝)；除磷脫氮技術(shù)(AO法

2、、A2－O法)；水解—好氧技術(shù)等等。事實上。對污水處理工藝中所涉及的單元進行深入研究。以每一個單元設(shè)備為基礎(chǔ)，構(gòu)成污水處理的技術(shù)單元庫。這樣可實現(xiàn)不同工藝現(xiàn)有設(shè)備的不同的最優(yōu)組合形式。因為，各種處理工藝的組成都是以一些單元技術(shù)為基礎(chǔ)組合而成的，技術(shù)單元是以反應器為基礎(chǔ)的。而反應器是微生物棲息的場所，應能為微生物創(chuàng)造適宜的條件，使微生物的生長狀況最佳，其使作用得到最大的發(fā)揮。一個合理的水處理工藝的成功最后是要落實到反應器的造型和設(shè)計上。本

3、文選擇了一些近年來在我國發(fā)展迅速的(BAF、SBR工藝)、具有發(fā)展?jié)摿?水解好氧、三相內(nèi)循環(huán)流化床)的技術(shù)，以及涉及到工業(yè)廢水技術(shù)發(fā)展方向性問題(高效厭氧UASB技術(shù))新工藝進行介紹。一、厭氧UASB反應器1、UASB反應器的原理升流式厭氧污泥床(UASB)反應器是由Lettinga在70年代開發(fā)。圖1是UASB反應器及其設(shè)備的示意圖。UASB反應器包括以下幾個部分：配水系統(tǒng)、反應器的池體和三相分離器。如果考慮整個厭氧系統(tǒng)還應該包括沼氣

4、收集和利用系統(tǒng)。在UASB反應器中最重要的設(shè)備是三相分離器，這一設(shè)備安裝在反應器的頂部并將反應器分為下部的反應區(qū)和上部的沉淀區(qū)。圖1UASB反應器原理圖3、UASB反應器的設(shè)備化1)矩形結(jié)構(gòu)反應器的系列化混凝土結(jié)構(gòu)的UASB反應器是最為常見的結(jié)構(gòu)和材料型式，采用標準化和系列化的設(shè)計必須考慮結(jié)構(gòu)的通用性和簡單性，池體的標準化主要是根據(jù)三相分離器的尺寸進行布置的，一般三相分離器的尺寸是25m。根據(jù)這一形式布置池體有以下幾種方式(圖2)。圖2

5、b是池頂?shù)囊徊糠植捎贸伢w本身結(jié)構(gòu)構(gòu)成氣室。這樣可以節(jié)省一部分三相分離器的投資。大型結(jié)構(gòu)可采用雙池公用壁的形式。三三三三三三三三三三層層層層層三三三三三三三三三三三3規(guī)格和Lipp制罐機械在機械壓緊強度，咬口緊密度等方面的限制，罐體的選用材料壁厚一般最大為4mm。所以，這兩種技術(shù)國內(nèi)制作的最大罐體直徑在30~40m。對于特殊的超大超高的罐體，可選用高強度材料。由于價格成本和池形的限制，拼裝預制和Lipp制罐不適用對于容積小和直徑小于5m的

6、反應器。從結(jié)構(gòu)上考慮拼裝和Lipp技術(shù)不適用于地下池和方形結(jié)構(gòu)池。4、三相分離器的設(shè)備化1)設(shè)計原則在UASB反應器中，三相分離器是最有特點和最重要的裝置。該裝置安裝在反應器的頂部，并將反應器分為下部的反應區(qū)和上部的沉淀區(qū)。它同時具有兩個功能：(1)能收集從分離器下的反應室產(chǎn)生的沼氣；(2)使得在分離器之上的懸浮物沉淀下來。生產(chǎn)性裝置需要考慮三相分離器的型式和水力學的一些問題以及工程放大和安裝等問題。三相分離器的設(shè)計原理比較簡單，只要遵

7、循基本原理，就可設(shè)計合理實用的三相分離器。設(shè)計三相分離器有如下的原則：a)分離器相對于出水液面的位置：這個位置確定反應區(qū)(下部)和沉淀區(qū)(上部)的比例。在多數(shù)UASB反應器中，沉淀區(qū)是總體積的1520%；b)三相分離器的傾角：這個角度要使固體可滑回到反應器的反應區(qū)，在實際中是在4560o之間。這個角度也確定了三相分離器的高度，從而確定了所需的材料；c)分離器下氣液界面的面積：確定了沼氣單位界面面積的釋放速率，適當?shù)臄?shù)值是13m3m2h(

8、低濃度污水不能達到這個速率)。過低有形成浮渣層的趨勢，高產(chǎn)氣率將導致在界面形成氣沫層，兩者都可能導致堵塞氣體的釋放管。d)另外，某些污水容易產(chǎn)生浮渣、泡沫或污泥上浮時，需要考慮防范措施。2)國外的三相分離器國際上一些主要的厭氧公司的三相分離器的形式是大不相同的，在生產(chǎn)實際中都很成功。圖4為這三個公司基于基本原理進一步改進和開發(fā)的設(shè)備化的三相分離器。從圖可看出，從事UASB工藝開發(fā)和設(shè)備生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的三相分離器都逐步走向設(shè)備化，并以箱式

9、的三相分離器為主。圖4PAQUES、Biothane和Biotim的UASB反應器三相分離器的設(shè)備化3)我國三相分離器的設(shè)備化a)矩形UASB反應器筆者承擔了“九五”攻關(guān)UASB反應器設(shè)備化項目。采用設(shè)備化的三相分離器除了高效的氣固液分離外，其使得UASB反應器的設(shè)計得到了最大程度的簡化，并使UASB的設(shè)計標準化、規(guī)范化和簡單化。圖5是不同單位在“九五”攻關(guān)期間的三相分離器實用新型專利。b)圓形UASB池的三相分離器圓形UASB池的三相