高效單元

1、1高濃度有機(jī)廢水高效處理技術(shù)裝備的新進(jìn)展一、前言通過近二十多年來科技工作者的努力，我國(guó)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(guó)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(shí)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(shí)上。對(duì)污水處理工藝中所涉及的單元進(jìn)行深入研究。以每一個(gè)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(shí)現(xiàn)不同工藝現(xiàn)有設(shè)備的不同的最優(yōu)組合形式。因?yàn)?，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(yīng)器為基礎(chǔ)的。而反應(yīng)器是微生物棲息的場(chǎng)所，應(yīng)能為微生物創(chuàng)造適宜的條件，使微生物的生長(zhǎng)狀況最佳，其使作用得到最大的發(fā)揮。一個(gè)合理的水處理工藝的成功最后是要落實(shí)到反應(yīng)器的造型和設(shè)計(jì)上。本

3、文選擇了一些近年來在我國(guó)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(jìn)行介紹。一、厭氧UASB反應(yīng)器1、UASB反應(yīng)器的原理升流式厭氧污泥床(UASB)反應(yīng)器是由Lettinga在70年代開發(fā)。圖1是UASB反應(yīng)器及其設(shè)備的示意圖。UASB反應(yīng)器包括以下幾個(gè)部分：配水系統(tǒng)、反應(yīng)器的池體和三相分離器。如果考慮整個(gè)厭氧系統(tǒng)還應(yīng)該包括沼氣

4、收集和利用系統(tǒng)。在UASB反應(yīng)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(yīng)器的頂部并將反應(yīng)器分為下部的反應(yīng)區(qū)和上部的沉淀區(qū)。圖1UASB反應(yīng)器原理圖3、UASB反應(yīng)器的設(shè)備化1)矩形結(jié)構(gòu)反應(yīng)器的系列化混凝土結(jié)構(gòu)的UASB反應(yīng)器是最為常見的結(jié)構(gòu)和材料型式，采用標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的設(shè)計(jì)必須考慮結(jié)構(gòu)的通用性和簡(jiǎn)單性，池體的標(biāo)準(zhǔn)化主要是根據(jù)三相分離器的尺寸進(jìn)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(jī)械在機(jī)械壓緊強(qiáng)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(guó)內(nèi)制作的最大罐體直徑在30~40m。對(duì)于特殊的超大超高的罐體，可選用高強(qiáng)度材料。由于價(jià)格成本和池形的限制，拼裝預(yù)制和Lipp制罐不適用對(duì)于容積小和直徑小于5m的

6、反應(yīng)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(jì)原則在UASB反應(yīng)器中，三相分離器是最有特點(diǎn)和最重要的裝置。該裝置安裝在反應(yīng)器的頂部，并將反應(yīng)器分為下部的反應(yīng)區(qū)和上部的沉淀區(qū)。它同時(shí)具有兩個(gè)功能：(1)能收集從分離器下的反應(yīng)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(xué)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(jì)原理比較簡(jiǎn)單，只要遵

7、循基本原理，就可設(shè)計(jì)合理實(shí)用的三相分離器。設(shè)計(jì)三相分離器有如下的原則：a)分離器相對(duì)于出水液面的位置：這個(gè)位置確定反應(yīng)區(qū)(下部)和沉淀區(qū)(上部)的比例。在多數(shù)UASB反應(yīng)器中，沉淀區(qū)是總體積的1520%；b)三相分離器的傾角：這個(gè)角度要使固體可滑回到反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)，在實(shí)際中是在4560o之間。這個(gè)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(dāng)?shù)臄?shù)值是13m3m2h(

8、低濃度污水不能達(dá)到這個(gè)速率)。過低有形成浮渣層的趨勢(shì)，高產(chǎn)氣率將導(dǎo)致在界面形成氣沫層，兩者都可能導(dǎo)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(shí)，需要考慮防范措施。2)國(guó)外的三相分離器國(guó)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(shí)際中都很成功。圖4為這三個(gè)公司基于基本原理進(jìn)一步改進(jìn)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(yīng)器三相分離器的設(shè)備化3)我國(guó)三相分離器的設(shè)備化a)矩形UASB反應(yīng)器筆者承擔(dān)了“九五”攻關(guān)UASB反應(yīng)器設(shè)備化項(xiàng)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(yīng)器的設(shè)計(jì)得到了最大程度的簡(jiǎn)化，并使UASB的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和簡(jiǎn)單化。圖5是不同單位在“九五”攻關(guān)期間的三相分離器實(shí)用新型專利。b)圓形UASB池的三相分離器圓形UASB池的三相