厌氧处理技术.docx

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1、第五章厌氧处理技术目录5.1全混合厌氧消化池15.1.1原理和特点15.1.2构造25.1.3设备与装置25.1.3.1消化池搅拌设备25.1.3.2加热保温设备35.1.4设计计算35.1.4.1消化池池体设计35.1.4.2沼气搅拌计算45.1.4.3加热设备计算55.2卧式推流厌氧消化器75.3升流式厌氧污泥床85.3.1升流式厌氧污泥床的特点85.3.2三相分离器911沼气工程常用的厌氧反应器按物料流态可分为完全混合厌氧消化器（CSTR）、卧式推流厌氧消化器（HCPF）、升流式厌氧污泥床（UASB）等。几种典型的厌氧反应器适用性能比较见表

2、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5S含量很高的污泥处理HCPF投资较小、运行管理简单，容积负荷率较低停留时间相对较长，出水水质相对较差适用于高浓度、高悬浮物的有机废水UASB污水处理效率较高，投资较小、容积负荷率较高对进水SS要求很高，三相分离器较复杂适用于SS含量很低的污水处理从表5-1可知，各种类型的厌氧工艺都有其优缺点和使用范围，选择具有局部搅拌功能的完全混合厌氧消化器处理工艺，使反应器的固体滞留期（SRT）和微生物滞留期（MRT）大于水

3、力滞留期（HRT）有利于提高厌氧发酵的效率。沼气工程选择能源生态模式时，一般选用CSTR和HCPF工艺，当处理的废弃物为牛粪时，多选用HCPF工艺；沼气工程选择能源环保模式时，一般选择UASB工艺。5.1全混合厌氧消化池5.1.1原理和特点传统的完全混合厌氧消化器（CSTR）即普通厌氧消化池，借助于消化池内的厌氧活性污泥来净化有机污染物，其工作原理如图5-1所示，工程实例照片如图5-2所示。畜禽粪便废水从池子上部或顶部投入池内，经与池中原有的厌氧活性污泥混合和接触后，通过厌氧微生物的吸附、吸收和生物降解作用，废水中的有机物转化为沼气。CSTR体积

4、大，负荷低，其根本原因是它的污泥停留时间等于水力停留时间。图5-1完全混合厌氧消化器原理图图5-2完全混合厌氧消化器工程实例照片完全混合厌氧消化器是在常规消化器内安装了搅拌装置，使发酵原料和微生物处于完全混合状态，与常规消化器相比使活性区遍布整个消化器，其效率比常规消化器有明显提高，故名高速消化器。该消化器常采用恒温连续投料或半连续投料运行，适用于高浓度及含有大量悬浮固体原料的处理，例如，污水处理厂好氧活性污泥的厌氧消化多采用该工艺。在该消化器内，新进入的原料由于搅拌作用很快与发酵器中的全部发酵液混合，使发酵底物浓度始终保持相对较低状态。而其排出

5、的料液又与发酵液的底物浓度相等。在出料时微生物也一起被排出，所以出料浓度一般较高。该消化器是典型的HRT，SRT和MRT完全相等的消化器，为了使生长缓慢的产甲烷菌的增殖和冲出速度保持平衡，所以要求HRT较长，一般要10~1511天或更长的时间。中温发酵时负荷为3~4kgCOD/（m3·d），高温发酵时负荷为5~6kgCOD/（m3·d）。由于人们认识了完全混合厌氧消化器的缺点，所以在应用过程中常加以改进，以延长SRT，从而达到提高产气率的目的。普通厌氧消化池是应用最早的水处理构筑物之一。在我国，普通厌氧消化池是推行较早的一种传统的处理工艺，在设计

6、施工及运行管理方面都积累了较为丰富的资料。现将该消化器的优缺点加以总结。优点如下：①工艺可以进入高悬浮固体含量的原料；②消化器内物料分布均匀，避免了分层状态，增加了底物和微生物接触的机会；③消化器内温度分布均匀；④进入消化器内任何一点的抑制物质，能够迅速分散保持在最低浓度水平；⑤避免了浮渣结壳、堵塞、气体逸出不畅和沟流现象；⑥易于建立数学模型。缺点如下:①由于该消化器无法做到使SRT和MRT在大于HRT的情况下运行，所以需要消化器体积较大；②要有足够的搅拌，所以能量消耗较高；③生产用大型消化器难以做到完全混合；④底物流出该系统时未完全消化，微生物

7、随出料而流失。5.1.2构造普通厌氧消化池的特点是在一个池内实现厌氧发酵反应和液体与污泥的分离。为了使进料和厌氧污泥密切接触，一般设有搅拌装置。一般情况下，每隔2~4h搅拌一次，在排放消化液时停止搅拌，然后从消化池上部排出上清液。消化池由集气罩、池盖、池体、下锥体、进料管、排料管等部分组成，此外还有加温和搅拌设备。国内建造的厌氧消化池大多数呈圆筒形。池底安装排料（泥）管，池中部（中位）或顶部（高位）安装加料（泥）管，池顶安装沼气管。加热及搅拌设施根据采用的方法不同而异。液面附近安装溢流管。根据要求在不同部位装取样管及控制装置。池盖上还应设置人孔，

8、供检修时用。普通厌氧消化池应采用水密性、气密性和耐腐蚀的材料建造，通常为钢筋混凝土结构。沼气中的H2S及消化液中的H2S、NH3和有机酸