UASB厭氧反應器的設計
概述
厭氧(yang)(yang)處(chu)理(li)已經(jing)成功地(di)于各種高、中(zhong)濃(nong)度(du)(du)的(de)(de)廢(fei)水處(chu)理(li)中(zhong)。雖然中(zhong)、高濃(nong)度(du)(du)的(de)(de)廢(fei)水在相當程度(du)(du)上得到了解決，但是當污(wu)水中(zhong)含(han)有抑(yi)制性(xing)物質時，如(ru)含(han)有硫酸(suan)鹽的(de)(de)味(wei)精廢(fei)水在處(chu)理(li)上仍有一(yi)定(ding)的(de)(de)難度(du)(du)。在厭氧(yang)(yang)處(chu)理(li)領(ling)域應(ying)用最(zui)為(wei)廣(guang)泛的(de)(de)是UASB反(fan)應(ying)器，所以本文重(zhong)點討論UASB反(fan)應(ying)器的(de)(de)設計方法。但是，其與其它(ta)的(de)(de)厭氧(yang)(yang)處(chu)理(li)工(gong)藝有一(yi)定(ding)的(de)(de)共同點，例(li)如(ru)，流(liu)化(hua)床和(he)UASB都有三相分離器。而UASB和(he)厭氧(yang)(yang)濾床對于布水的(de)(de)要求是一(yi)致的(de)(de)，所以結果也可以作為(wei)其他反(fan)應(ying)器設計。
包(bao)含厭氧(yang)處(chu)理(li)(li)單元(yuan)的(de)水處(chu)理(li)(li)過(guo)程(cheng)一般包(bao)括(kuo)預處(chu)理(li)(li)、厭氧(yang)處(chu)理(li)(li)(包(bao)括(kuo)沼氣的(de)收(shou)集(ji)、處(chu)理(li)(li)和利(li)用)、好(hao)氧(yang)后處(chu)理(li)(li)和污泥處(chu)理(li)(li)等部分，可以用圖1所示的(de)流程(cheng)表示。
二、UASB系統設計
1、預處理設施
一般預(yu)處理系統(tong)包括粗格柵(zha)、細(xi)格柵(zha)或水(shui)力篩、沉砂(sha)(sha)池、調節(jie)(酸化)池、營養鹽和pH調控系統(tong)。格柵(zha)和沉砂(sha)(sha)池的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是去(qu)(qu)除粗大固體(ti)物和無機的(de)(de)(de)(de)可沉固體(ti)，這對對于保護各種類(lei)型厭氧反(fan)應器的(de)(de)(de)(de)布水(shui)管免于堵塞是必需(xu)的(de)(de)(de)(de)。當(dang)污水(shui)中含有砂(sha)(sha)礫(li)(li)時，例(li)如以(yi)薯干為原料的(de)(de)(de)(de)釀酒廢水(shui)，怎么強調去(qu)(qu)除砂(sha)(sha)礫(li)(li)的(de)(de)(de)(de)重要性也不(bu)過分。不(bu)可生物降解的(de)(de)(de)(de)固體(ti)，在厭氧反(fan)應器內積累會占據大量的(de)(de)(de)(de)池容(rong)，反(fan)應器池容(rong)的(de)(de)(de)(de)不(bu)斷減少最終將導致系統(tong)完全失效。
由于厭(yan)氧反應對水(shui)(shui)質、水(shui)(shui)量和沖擊負荷(he)較為敏感，所以對于工業廢(fei)水(shui)(shui)適當(dang)尺寸的(de)調節池(chi)，對水(shui)(shui)質、水(shui)(shui)量的(de)調節是厭(yan)氧反應穩(wen)定運行的(de)保證(zheng)。調節池(chi)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)是均質和均量，一般還可考(kao)慮兼有(you)沉(chen)淀(dian)、混合(he)、加藥、中(zhong)和和預(yu)酸(suan)化等(deng)功能。在調節池(chi)中(zhong)設(she)有(you)沉(chen)淀(dian)池(chi)時(shi)，容積需(xu)(xu)扣除沉(chen)淀(dian)區的(de)體積;根據(ju)顆粒化和pH調節的(de)要求，當(dang)廢(fei)水(shui)(shui)堿度(du)和營養(yang)鹽不夠需(xu)(xu)要補充(chong)堿度(du)和營養(yang)鹽(N、P)等(deng);可采(cai)用(yong)(yong)計量泵自動(dong)投加酸(suan)、堿和藥劑，通過調節池(chi)水(shui)(shui)力或機械攪拌達中(zhong)和作(zuo)用(yong)(yong)。
同時，酸(suan)化(hua)(hua)池或兩相系統是去除和改變，對厭氧過程有抑制作(zuo)用的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)、改善生(sheng)物(wu)反應(ying)條件和可生(sheng)化(hua)(hua)性也是厭氧預(yu)處理(li)的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)(yao)手段，也是厭氧預(yu)處理(li)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)之一。僅(jin)考(kao)(kao)慮溶解性廢(fei)水(shui)時，一般(ban)不需考(kao)(kao)慮酸(suan)化(hua)(hua)作(zuo)用。對于復雜廢(fei)水(shui)，可在調節池中取得一定程度的(de)(de)(de)酸(suan)化(hua)(hua)，但是完(wan)全的(de)(de)(de)酸(suan)化(hua)(hua)是沒有必要(yao)(yao)的(de)(de)(de)，甚(shen)至是有害處的(de)(de)(de)。因為達到完(wan)全酸(suan)化(hua)(hua)后，污水(shui)pH會下降，需采用投藥調整pH值。另外有證據表(biao)明完(wan)全酸(suan)化(hua)(hua)對UASB反應(ying)器的(de)(de)(de)顆粒過程有不利的(de)(de)(de)。對以下情況考(kao)(kao)慮酸(suan)化(hua)(hua)或相分(fen)離可能是有利的(de)(de)(de)：
1) 當采(cai)用預酸化可去除或改變對甲烷(wan)菌有毒(du)或抑制性(xing)化合物的結構時;
2) 當廢(fei)水存在有較高(gao)的Ca2+時(shi)，部分酸化可避免顆粒污泥表面產生CaCO3結垢;
3) 當處理含高含懸浮(fu)物和/或采用高負(fu)荷(he)，對非(fei)溶(rong)解性組分(fen)去除有(you)限時;
4) 在(zai)調節池中取(qu)得(de)部分(fen)酸化效果可(ke)以通過(guo)調節池的合(he)理設(she)計取(qu)得(de)。例如，上向流進水方式(shi)，在(zai)反應器底(di)部形成(cheng)污泥層(1.0m)。底(di)部布水孔(kong)口設(she)計為5～10m2/孔(kong)即可(ke)。
2、UASB反應器(qi)體積的設計
a) 負荷設計法
采(cai)用有機負荷(he)(q)或(huo)水力停留時間(HRT) 設計(ji)UASB反(fan)應器(qi)(qi)是最為主要(yao)的(de)(de)方法(fa)。一(yi)旦(dan)q或(huo)HRT確(que)定(ding)，反(fan)應器(qi)(qi)的(de)(de)體積(V)可以(yi)很容(rong)易根(gen)據公式(1或(huo)2)計(ji)算。對某種特(te)定(ding)廢水，反(fan)應器(qi)(qi)的(de)(de)容(rong)積負荷(he)一(yi)般應通過試驗確(que)定(ding)。
V = QSo/q (1)
V =KQ.HRT (2)
式中：Q---廢水流量(liang)，m3/d;
So---進水(shui)有機(ji)物濃度(du)，gCOD/L或(huo)gBOD5/L。
表1給出不同類(lei)(lei)型廢(fei)水(shui)國內外采用(yong)(yong)UASB反(fan)應器處理的(de)負(fu)荷數據，需要(yao)說(shuo)明的(de)是表中無法一(yi)一(yi)注(zhu)明采用(yong)(yong)的(de)預處理條件(jian)和厭氧污泥類(lei)(lei)型等情況，這(zhe)些條件(jian)對(dui)選擇設計負(fu)荷是至關(guan)重要(yao)的(de)。下表供設計人員設計時(shi)參(can)考，選用(yong)(yong)前必須進行必要(yao)的(de)實驗(yan)和進一(yi)步查詢有(you)關(guan)的(de)技術資料。
表(biao)1國內外(wai)生產性UASB裝置的設計(ji)(ji)負(fu)(fu)荷(he)(he)統計(ji)(ji)表(biao)負(fu)(fu)荷(he)(he)kgCOD/m3·d(國外(wai)資料) 負(fu)(fu)荷(he)(he)kgCOD/m3·d(國內資料)
b) 經(jing)驗(yan)公式方法(fa)
采用同樣經(jing)驗公式描述不同厭(yan)氧處理系統(tong)處理生活(huo)污(wu)(wu)水HRT與去除率(E)之間的關系，并(bing)且對不同反應器(qi)處理生活(huo)污(wu)(wu)水的數據進行了統(tong)計(ji)，得(de)出(chu)了參(can)數值。
式中：C1 ,C2——反應常數。
c) 動(dong)力學方法(fa)
許多者致力(li)于動力(li)學的(de)(de)研(yan)究(jiu)，根據眾多研(yan)究(jiu)結(jie)果(guo)匯總了酸性(xing)發酵和甲烷發酵過(guo)程(cheng)重(zhong)要(yao)的(de)(de)動力(li)學常數。到(dao)目前為(wei)止(zhi)，動力(li)學的(de)(de)，還沒(mei)有使它能夠在(zai)選(xuan)擇(ze)和設(she)(she)計厭(yan)氧(yang)處(chu)理系統過(guo)程(cheng)中(zhong)成(cheng)為(wei)有力(li)的(de)(de)工具，通過(guo)評價所獲得(de)的(de)(de)實驗(yan)結(jie)果(guo)的(de)(de)經驗(yan)方法現在(zai)仍(reng)是設(she)(she)計和優化厭(yan)氧(yang)消(xiao)化系統的(de)(de)唯一的(de)(de)選(xuan)擇(ze)。
表2 厭(yan)氧(yang)動力學(xue)參數mm(d-1)
3、UASB反(fan)應器的詳細(xi)設計
1) 反應器的體積和高(gao)度
采用(yong)水(shui)(shui)力停(ting)留時間進行設計時，體(ti)積(ji)(V)按公式(shi)(1)或(huo)(2)計算。選(xuan)擇反應(ying)器(qi)高(gao)(gao)(gao)度(du)(du)的(de)原(yuan)則是設計、運(yun)行和上(shang)綜(zong)合考慮的(de)結果。從設計、運(yun)行方面考慮：高(gao)(gao)(gao)度(du)(du)會(hui)影(ying)響上(shang)升流(liu)速(su)，高(gao)(gao)(gao)流(liu)速(su)增加系統(tong)擾動和污泥與進水(shui)(shui)之間的(de)接觸。但流(liu)速(su)過(guo)高(gao)(gao)(gao)會(hui)引起污泥流(liu)失，為保持足夠(gou)多的(de)污泥，上(shang)升流(liu)速(su)不能(neng)超過(guo)一定(ding)的(de)限(xian)值，從而使反應(ying)器(qi)的(de)高(gao)(gao)(gao)度(du)(du)受到限(xian)制;高(gao)(gao)(gao)度(du)(du)與CO2溶解(jie)度(du)(du)有關，反應(ying)器(qi)越(yue)高(gao)(gao)(gao)溶解(jie)的(de)CO2濃度(du)(du)越(yue)高(gao)(gao)(gao)，因此，pH值越(yue)低。如pH值低于最(zui)優值，會(hui)危害系統(tong)的(de)效(xiao)率。
從(cong)經(jing)濟(ji)上(shang)考慮(lv): 土方工(gong)程隨池深增(zeng)加(jia)而增(zeng)加(jia)，但占地(di)(di)面積(ji)則相(xiang)反;考慮(lv)當地(di)(di)的氣候和地(di)(di)形條件，一般將反應器建造在(zai)(zai)半地(di)(di)下減少(shao)建筑和保溫費用(yong)。最經(jing)濟(ji)的反應器高度(深度)一般是(shi)在(zai)(zai)4到6m之間，并且在(zai)(zai)大多數情況下這(zhe)也(ye)是(shi)系統最優的運行(xing)范圍。
2) 反應器的升流(liu)速度
對(dui)(dui)于UASB反(fan)應器還有其他的流速關系(圖2)。對(dui)(dui)于日平均上升流速的推薦值見表3，應該注意對(dui)(dui)短時間(jian)(如(ru)2～6h)的高(gao)峰值是可以承受的(即暫時的高(gao)峰流量可以接(jie)收)。
表(biao)3 UASB和(he)EGSB允許上(shang)升(sheng)流速(平均日流量) Vr=0.25~3.0m/h
0.75~1.0m/h 顆粒污泥
絮狀污泥 Vs≤1.5m/h
顆(ke)粒污泥 Vo≤12m/h Vg=1m/h
3) 反(fan)應器的截面(mian)積和反(fan)應器的長、寬(kuan)(或直徑)
在確定(ding)反(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)的(de)容(rong)積(ji)和高度(H)之后(hou)，可確定(ding)反(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)的(de)截面積(ji)(A)。從而(er)確定(ding)反(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)的(de)長(chang)(chang)(chang)和寬(kuan)(kuan)，在同樣的(de)面積(ji)下(xia)正方形池的(de)周長(chang)(chang)(chang)比矩形池要(yao)小(xiao)，矩形UASB需要(yao)更(geng)多的(de)建筑材料(liao)。以(yi)表面積(ji)為600m2的(de)反(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)為例(li)，30×20m的(de)反(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)與(yu)15m×40m的(de)反(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)周長(chang)(chang)(chang)相(xiang)差10%，這(zhe)意味(wei)著建筑費用要(yao)增(zeng)加10%。但從布水(shui)均(jun)勻(yun)性(xing)考慮(lv)，矩形在長(chang)(chang)(chang)/寬(kuan)(kuan)比較(jiao)(jiao)(jiao)大較(jiao)(jiao)(jiao)為合(he)適。從布水(shui)均(jun)勻(yun)性(xing)和經(jing)濟(ji)性(xing)考慮(lv)，矩形池在長(chang)(chang)(chang)/寬(kuan)(kuan)比在2:1以(yi)下(xia)較(jiao)(jiao)(jiao)為合(he)適。長(chang)(chang)(chang)/寬(kuan)(kuan)比在4:1時費用增(zeng)加十分(fen)顯著。
圓形(xing)(xing)反(fan)應(ying)器在(zai)同樣(yang)的(de)(de)面(mian)積下(xia)，其(qi)周(zhou)長(chang)比(bi)正方形(xing)(xing)的(de)(de)少(shao)12%。但(dan)這一優點僅僅在(zai)采用(yong)單個(ge)池子(zi)時才成(cheng)立。當建立兩個(ge)或兩個(ge)以(yi)上反(fan)應(ying)器時，矩(ju)形(xing)(xing)反(fan)應(ying)器可以(yi)采用(yong)共(gong)用(yong)壁(bi)(bi)。對于采用(yong)公共(gong)壁(bi)(bi)的(de)(de)矩(ju)形(xing)(xing)反(fan)應(ying)器，池型的(de)(de)長(chang)寬比(bi)對造價也有較大的(de)(de)影(ying)響。如果不考慮(lv)其(qi)他(ta)因(yin)素(su)，這是一個(ge)在(zai)設(she)計中(zhong)需要優化(hua)的(de)(de)參數。
4) 單元(yuan)反應(ying)器最大體積和分格化(hua)的反應(ying)器
在UASB反(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)的(de)(de)設計中，采(cai)用分格化對運(yun)行(xing)操作是(shi)有(you)益(yi)的(de)(de)。首(shou)先(xian)，分格化的(de)(de)單元尺寸不(bu)會(hui)過(guo)大，可(ke)避免體(ti)積過(guo)大帶(dai)來的(de)(de)布水均勻性等問題;同時多個反(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)對系統的(de)(de)啟動也(ye)是(shi)有(you)益(yi)的(de)(de)，可(ke)首(shou)先(xian)啟動一個反(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)，再用這(zhe)個反(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)的(de)(de)污(wu)泥去接(jie)種其(qi)他反(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi);另外，有(you)利(li)于維護和檢修，可(ke)放空一個反(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)進行(xing)檢修，而(er)不(bu)影響系統的(de)(de)運(yun)行(xing)。從目前實踐看最大的(de)(de)單體(ti)UASB反(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(不(bu)是(shi)最優(you)的(de)(de))可(ke)為1000-2000m3。
5) 單(dan)元反應器的系列化
單(dan)元的(de)標準(zhun)化(hua)根據三相(xiang)分(fen)離(li)(li)器(qi)(qi)(qi)尺寸進行，三相(xiang)分(fen)離(li)(li)器(qi)(qi)(qi)的(de)型式趨向于(yu)多(duo)層箱體的(de)設備化(hua)結構。以(yi)2×5m的(de)三相(xiang)分(fen)離(li)(li)器(qi)(qi)(qi)為例(li)，原則(ze)上講有(you)多(duo)種(zhong)配合形式。但(dan)從標準(zhun)化(hua)和系列化(hua)考(kao)慮，要(yao)求具有(you)通(tong)用(yong)(yong)性(xing)和簡單(dan)性(xing)。所以(yi)，池(chi)子寬度(du)是以(yi)5m為模數(shu)，長度(du)方向是以(yi)2m為模數(shu)。布置單(dan)元尺寸的(de)方式可(ke)分(fen)成(cheng)單(dan)池(chi)單(dan)個分(fen)離(li)(li)器(qi)(qi)(qi)和單(dan)池(chi)兩個分(fen)離(li)(li)器(qi)(qi)(qi)的(de)形式。原則(ze)上如果(guo)采(cai)用(yong)(yong)管道或渠道布水，池(chi)子的(de)長度(du)是不(bu)受(shou)限制(zhi)。如前(qian)所述(shu)，由于(yu)長寬比涉及到反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)的(de)經(jing)濟性(xing)，所以(yi)要(yao)結合池(chi)子組(zu)數(shu)考(kao)慮適當的(de)長寬比。對寬度(du)為10m的(de)單(dan)個反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)，2:1的(de)長寬比的(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)可(ke)達到2000m3的(de)池(chi)容。對更(geng)大的(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)，如果(guo)需(xu)要(yao)也(ye)可(ke)采(cai)用(yong)(yong)雙(shuang)池(chi)共(gong)用(yong)(yong)壁的(de)型式。
三、反應器的配水系(xi)統的設計(ji)
1、配(pei)水孔口負荷
一個(ge)進水點服務的(de)(de)最大面積(ji)是(shi)應該進行深(shen)入的(de)(de)實驗(yan)。對(dui)于UASB反(fan)應器在完(wan)成了(le)起動之后，每個(ge)進水點負擔2.0到4.0m2對(dui)獲得滿意的(de)(de)去除效率是(shi)足夠(gou)的(de)(de)。但是(shi)在溫度低(di)于20℃或低(di)負荷(he)(he)的(de)(de)情(qing)況，產氣(qi)率較(jiao)低(di)并且污(wu)泥和進水的(de)(de)混合(he)不(bu)充分(fen)時(shi)，需要較(jiao)高密度的(de)(de)布水點。對(dui)于城市污(wu)水建(jian)議1～2m2/孔。表4是(shi)根據(ju)UASB反(fan)應器的(de)(de)大量實踐推薦的(de)(de)進水管(guan)負荷(he)(he)。
表4 采用UASB處理(li)主要為溶解性廢水(shui)時進(jin)(jin)水(shui)管口(kou)負荷每個(ge)進(jin)(jin)水(shui)口(kou)負荷(m2) 負荷(kgCOD/m3·d) 凝絮狀(zhuang)污(wu)泥
> 40kgDS/m3 中等濃度絮狀污泥
120～40kg/m3
2、進水分配系統
進水(shui)(shui)分配系(xi)統的合(he)理(li)設(she)計對UASB處理(li)廠的良好運轉是至關重要(yao)的，進水(shui)(shui)系(xi)統兼有配水(shui)(shui)和水(shui)(shui)力攪(jiao)拌的功能(neng)，為了(le)這兩個功能(neng)的實現，需要(yao)滿足(zu)如(ru)下(xia)原則(ze)：a) 確保單位面(mian)積的進水(shui)(shui)量基本相(xiang)同，以防止短路等現象發(fa)生;b) 盡可能(neng)滿足(zu)水(shui)(shui)力攪(jiao)拌需要(yao)，保證進水(shui)(shui)有機物與污泥(ni)迅速混合(he);c) 很(hen)容易觀察到進水(shui)(shui)管的堵(du)塞(sai);d) 當堵(du)塞(sai)被(bei)發(fa)現后，很(hen)容易被(bei)清除。
在生產裝置中采用的進水方(fang)式(shi)(shi)(shi)大致(zhi)可(ke)分為間歇式(shi)(shi)(shi)(脈沖式(shi)(shi)(shi))、連(lian)續流、連(lian)續與(yu)間歇相(xiang)結合等方(fang)式(shi)(shi)(shi);從(cong)布水管的形式(shi)(shi)(shi)有一(yi)管多(duo)孔(kong)、一(yi)管一(yi)孔(kong)和分枝狀(zhuang)等多(duo)種(zhong)形式(shi)(shi)(shi)。
1) 連續進水(shui)方式(shi)(一管一孔)
為(wei)了確(que)保進(jin)(jin)(jin)水(shui)(shui)均(jun)勻分(fen)布，每個進(jin)(jin)(jin)水(shui)(shui)管(guan)線僅(jin)僅(jin)與一(yi)個進(jin)(jin)(jin)水(shui)(shui)點(dian)相(xiang)連接(jie)，是(shi)最為(wei)理想(xiang)的(de)(de)(de)情況(圖(tu)3a)。為(wei)保證(zheng)每一(yi)個進(jin)(jin)(jin)水(shui)(shui)點(dian)的(de)(de)(de)流(liu)量(liang)相(xiang)等(deng)，建(jian)議用高于反應器(qi)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)箱(或(huo)渠道式)進(jin)(jin)(jin)行分(fen)配，通(tong)過渠道或(huo)分(fen)配箱之間(jian)的(de)(de)(de)三角堰來保證(zheng)等(deng)量(liang)的(de)(de)(de)進(jin)(jin)(jin)水(shui)(shui)。這種系統的(de)(de)(de)好處是(shi)容易觀察到堵塞情況。
2) 脈沖(chong)進(jin)水方式
UASB反應器與國外的(de)最(zui)為顯(xian)著(zhu)的(de)特點是很多采用脈沖(chong)進水方式(shi)(shi)。有些研(yan)究者認為脈沖(chong)方式(shi)(shi)進水，使底(di)層(ceng)污泥交替進行收縮和(he)膨(peng)脹，有助于(yu)底(di)層(ceng)污泥的(de)混合。 3) 一管多孔配水方式(shi)(shi)
采用在反應器(qi)池底配水(shui)(shui)橫管上開(kai)孔的(de)方式布水(shui)(shui)，為了配水(shui)(shui)均勻，要(yao)求(qiu)出水(shui)(shui)流速不小于2.0m/s。這種配水(shui)(shui)方式可(ke)用于脈沖進水(shui)(shui)系統。一管多(duo)孔式配水(shui)(shui)方式的(de)問(wen)題是容易(yi)發生(sheng)堵塞，因此，應該盡可(ke)能避(bi)免在一個管上有過多(duo)的(de)孔口。
4) 分(fen)枝(zhi)式配(pei)水(shui)方式
這種配水(shui)系(xi)統的特點采用(yong)較長(chang)的配水(shui)支(zhi)管增加沿程(cheng)阻(zu)力(li)，以達(da)到布水(shui)均勻的目的(圖3c)。根據筆者的實踐(jian)，最大(da)的分枝布水(shui)系(xi)統的負荷(he)面積為(wei)54m2。大(da)阻(zu)力(li)系(xi)統配水(shui)均勻度(du)好，但(dan)水(shui)頭損(sun)失(shi)大(da)。小阻(zu)力(li)系(xi)統水(shui)頭損(sun)失(shi)小，如果不(bu)處理(li)效率，可減(jian)少(shao)系(xi)統的復雜程(cheng)度(du)。
對其他類型布水方式，我國(guo)也有很(hen)多設計和運行經驗。與(yu)三(san)相分(fen)離器(qi)(qi)一樣，不同(tong)型式的布水裝置之間，很(hen)難比較孰(shu)優孰(shu)劣。事實上，各種類型的布水器(qi)(qi)都有成功的經驗和業績(ji)。
3、配水管(guan)道設(she)計
對重力布水(shui)(shui)方式，污水(shui)(shui)進入(ru)反應器時可(ke)(ke)(ke)(ke)能(neng)(neng)吸入(ru)空氣，會引(yin)起對甲烷菌的(de)抑制;進入(ru)大量(liang)氣體與產生(sheng)的(de)沼氣會形成有爆(bao)炸可(ke)(ke)(ke)(ke)能(neng)(neng)的(de)混合氣體;同(tong)時，氣泡(pao)太多可(ke)(ke)(ke)(ke)能(neng)(neng)還會影(ying)響(xiang)沉淀功能(neng)(neng)。因為，大于(yu)(yu)2.0mm直徑(jing)的(de)氣泡(pao)在水(shui)(shui)中以大約0.2～0.3m/s速(su)度上升，采用較(jiao)大的(de)管徑(jing)使液體在管道的(de)垂直部(bu)分的(de)流速(su)低于(yu)(yu)這(zhe)一數值，可(ke)(ke)(ke)(ke)適(shi)當(dang)地(di)避免超(chao)過2mm直徑(jing)的(de)空氣泡(pao)進入(ru)反應器，同(tong)時還可(ke)(ke)(ke)(ke)避免氣阻。在反應器底部(bu)用較(jiao)小直徑(jing)，形成高的(de)流速(su)產生(sheng)較(jiao)強的(de)擾動，使進水(shui)(shui)與污泥之間混合加強。
污水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)存在大的物體(ti)可能堵(du)(du)塞(sai)(sai)進水(shui)(shui)(shui)(shui)管，設計良好(hao)的進水(shui)(shui)(shui)(shui)系統要求可疏通(tong)堵(du)(du)塞(sai)(sai);對(dui)于壓力流采(cai)用(yong)穿孔管布水(shui)(shui)(shui)(shui)器(qi)(一(yi)管多孔或(huo)分枝狀)，需考慮(lv)設液體(ti)反(fan)(fan)沖洗或(huo)清堵(du)(du)裝置，可采(cai)用(yong)停(ting)水(shui)(shui)(shui)(shui)分池分段反(fan)(fan)沖;采(cai)用(yong)一(yi)管多孔布水(shui)(shui)(shui)(shui)管道(dao)，布水(shui)(shui)(shui)(shui)管道(dao)尾端最好(hao)兼作放空和排泥管，以利于清除(chu)堵(du)(du)塞(sai)(sai);采(cai)用(yong)重力流布水(shui)(shui)(shui)(shui)方式(一(yi)管一(yi)孔)，如果進水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)位(wei)(wei)差(cha)僅僅比反(fan)(fan)應器(qi)的水(shui)(shui)(shui)(shui)位(wei)(wei)稍高(水(shui)(shui)(shui)(shui)位(wei)(wei)差(cha)小(xiao)于10cm)將經常發(fa)生堵(du)(du)塞(sai)(sai)。在水(shui)(shui)(shui)(shui)箱中(zhong)的水(shui)(shui)(shui)(shui)位(wei)(wei)(三角堰的底部)與反(fan)(fan)應器(qi)中(zhong)的水(shui)(shui)(shui)(shui)位(wei)(wei)差(cha)大于30cm很少(shao)發(fa)生這種堵(du)(du)塞(sai)(sai)。無論采(cai)用(yong)那一(yi)種布水(shui)(shui)(shui)(shui)方式，盡可能少(shao)地(di)采(cai)用(yong)彎頭(tou)等非直管。
四、氣、固、液三(san)相分離裝置(zhi)
1、三相分離器(qi)是UASB反應(ying)器(qi)最(zui)有(you)特點和最(zui)重要的裝置。它同時具有(you)兩(liang)個功能(neng)：1) 能(neng)收集從分離器(qi)下(xia)的反應(ying)室產生的沼氣;
2) 使得在分(fen)離器(qi)之上(shang)的(de)懸(xuan)浮物沉淀(dian)下(xia)來。
2、三相(xiang)分離器設計要點匯(hui)總：
1) 集氣室的(de)隙縫部(bu)分的(de)面積應(ying)該占反應(ying)器(qi)全部(bu)面積的(de)15～20%;
2) 在反(fan)應器高(gao)度為5～7m時(shi)，集(ji)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，防止浮渣(zha)或泡沫層的形成;
4) 在集氣室的(de)上部(bu)應該(gai)設置消泡噴嘴，當處理污(wu)水有嚴重泡沫問題時消泡;
5) 反射板與隙縫之間的(de)遮蓋(gai)應該在100～200mm以(yi)避(bi)免上升(sheng)的(de)氣(qi)體進入(ru)沉(chen)淀室;
6) 出氣管的(de)直管應該充足以保(bao)證從集氣室引出沼氣，特別是有泡沫的(de)情況。
對于低濃(nong)度污水(shui)處(chu)理，當(dang)水(shui)力負荷是限制性設(she)計參(can)數時，在(zai)三相分離器縫(feng)隙(xi)處(chu)保持大(da)的(de)過(guo)流(liu)(liu)面(mian)積，使得最大(da)的(de)上升流(liu)(liu)速在(zai)這一過(guo)水(shui)斷面(mian)上盡(jin)可能的(de)低是十分重要的(de)。
五、建筑材料
選擇適當的(de)建筑材料(liao)對于UASB反(fan)應器的(de)持久性是非常重要的(de)。防腐(fu)較差(cha)的(de)UASB反(fan)應器在使(shi)用(yong)3-5年(nian)后都(dou)出現了嚴重腐(fu)蝕，最嚴重的(de)腐(fu)蝕出現在反(fan)應器上部氣、液交(jiao)界面(mian)。此處H2S可能造成(cheng)(cheng)直(zhi)接化(hua)(hua)(hua)學(xue)腐(fu)蝕，同時硫(liu)化(hua)(hua)(hua)氫被(bei)(bei)空氣氧(yang)化(hua)(hua)(hua)為硫(liu)酸或硫(liu)酸鹽，使(shi)局部pH下(xia)(xia)降(jiang)造成(cheng)(cheng)間接化(hua)(hua)(hua)學(xue)腐(fu)蝕。由于厭氧(yang)環境下(xia)(xia)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)-還原(yuan)電(dian)位(wei)為-300mV，而在氣水交(jiao)界面(mian)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)-還原(yuan)電(dian)位(wei)為100mV，這(zhe)就在氣水交(jiao)界面(mian)構成(cheng)(cheng)了微電(dian)池，形成(cheng)(cheng)電(dian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)腐(fu)蝕。無(wu)論普通鋼材和一般不(bu)銹鋼在此處都(dou)會被(bei)(bei)損害(hai)。
厭氧(yang)反應器應該盡可能的(de)(de)避免(mian)采用(yong)金屬材(cai)(cai)料，即(ji)使(shi)昂貴的(de)(de)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)也(ye)會(hui)受到嚴重的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)，而油漆或其他(ta)涂料僅僅能起(qi)到部(bu)分(fen)保(bao)護。一般反應器池壁最合適的(de)(de)建筑材(cai)(cai)料是鋼(gang)筋混(hun)凝土(tu)結構，即(ji)使(shi)混(hun)凝土(tu)也(ye)可能受到化(hua)學侵蝕(shi)。如果碳酸根和鈣離(li)子(zi)的(de)(de)濃(nong)度(du)積低于碳酸鈣的(de)(de)溶(rong)(rong)解度(du)，鈣離(li)子(zi)將從混(hun)凝土(tu)中(zhong)溶(rong)(rong)出，造成(cheng)混(hun)凝土(tu)結構的(de)(de)剝蝕(shi)。混(hun)凝土(tu)結構也(ye)需(xu)要采用(yong)在氣水(shui)交界面上(shang)下一米采用(yong)環(huan)氧(yang)樹脂防(fang)腐(fu)(fu)。對一些特殊(shu)部(bu)件可采用(yong)非腐(fu)(fu)蝕(shi)性材(cai)(cai)料，如PVC用(yong)做(zuo)進出水(shui)管道(dao)，三相(xiang)分(fen)離(li)器的(de)(de)一部(bu)分(fen)或浮渣擋板(ban)采用(yong)玻(bo)璃鋼(gang)或不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。
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