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1、豆制品污水处理项目设计方案2017年3月目 录一、设计概况61.1项目概况61.2项目建设必要性6二、处理水量、进水质和排放标准7三、设计依据7四、设计原则8五、设计范围9六、工艺比选96.1污水处理工艺比选96.1.1预处理工艺96.1.2生化处理工艺选择106.2臭气处理工艺选择406.3工艺流程416.3.1污水处理工艺流程416.3.2臭气处理工艺44七、工艺设计447.1格栅渠447.2集水井457.3气浮池467.4调节池467.5BUASB反应池477.6缺氧池487.7接触氧化池487.8沉淀池497.9污泥池497.10设备间507.11臭气吸收塔51八、电控设计518.1系
2、统电气工程设计518.1.1电气设计规范518.1.2电气设计原则528.1.3电气设计范围528.1.4电气负荷528.1.5电气设计538.2自控系统设计548.2.1控制方式558.2.2中央控制室558.2.3控制柜558.3监测仪表设计558.3.1监控方式558.3.2检测仪表568.4自控系统说明568.4.1控制系统组成568.4.2自控电源598.4.3控制机柜和接线598.4.4环境60九、结构设计609.1设计内容609.2设计依据及原则609.3总平面设计构思609.4建筑装修与构造619.4.1装修619.4.2构造619.5建筑设计629.6结构设计629.6.1地
3、形、地貌及地层构造639.6.2地震烈度639.6.3主要建筑材料639.6.4主要构筑物结构形式649.6.5技术要求64十、给排水及消防设计6510.1给水设计6510.2排水设计6510.3管道铺设6510.4消防设计6610.4.1消防对象及防火等级6710.4.2消防措施67十一、机械、通风设计6711.1机械设计6711.2通风设计68十二、投资估算6912.1土建费用6912.2设备费用6912.3总投资费用71十三、运行费用估算71一、设计概况1.1项目概况豆制品企业的废水主要来源于原料黄豆的浸豆、泡豆及压榨废水和冲洗废水，该废水有机物含量高，可生化性强，是污染环境的高浓度废水
4、。废水的污染物大都为可降解有机物，可生化性达到0.60.7，适合微生物的生长，对于该类型的废水的处理关键是选择合适的处理工艺和相关参数的合理设计是至关重要的。豆制品废水主要来源于洗豆水、泡豆水、浆渣分离水、压滤水、各生产工艺容器的洗涤水、地面冲洗水等。其中CODCr高达9000mg/L,根据实际工程经验,豆制品废水处理易出现以下问题:豆制品生产属于间歇生产方式,排水时间较集中,水量和水质很不均匀;SS高达10001500mg/L,厌氧条件下易在废水表面形成浮渣层;高浓度废水在厌氧处理过程中易酸化,使厌氧单元的处理效果恶化;好氧阶段,采用活性污泥法处理,易产生污泥膨胀。1.2项目建设必要性近几年
5、来，随着科技的进步和工业的迅速发展，各种工厂相继兴建起来，大量的污水未经处理排入河流湖泊，大大的污染了水质，破坏了环境，影响了人们的生活。业主为了响应国家的号召，适应当地环保工作的需要和建设项目三同时规定，保护好我们的环境，使出水水质达到污水综合排放标准(GB89781996)三级排放标准，该厂决定建立一污水处理配套设施，将污水处理达标后再进行排放入当地管网。二、处理水量、进水质和排放标准1、最大日处理水量：1000m/d2、设计时处理水量：50m/h3、进水水质：pH值4.68-8.26悬浮物SS1200mg/LCODCr9000mg/LBOD55000mg/L氨氮NH3-N180mg/L4
6、、出水水质标准达到污水综合排放标准三级标准pH值6-9悬浮物SS400mg/LCODCr500mg/LBOD5300mg/L氨氮NH3-N45mg/L三、设计依据 污水综合排放标准（GB89781996） 给排水工程结构设计规范（GBJ6984） 地表水环境标准（GB38382002） 建筑给水排水设计规范(GB50015-2010) 工业建筑防腐蚀设计规范(GB50046-2008) 工业企业设计卫生标准(GBZ1-2010) 建筑结构荷载设计规范(GB50009-2012) 给水排水工程构筑物设计规范(GB50069-2002) 混凝土结构设计规范(GB50010-2010) 建筑抗震设计
7、规范(GB50011-2010) 建筑地基基础设计规范(GB50007-2011) 水工混凝土结构设计规范(SL191-2008) 建筑设计防火规范(GB50016-2014) 工业企业噪声控制设计规范(GB/T50087-2013) 10KV及以下变电所设计规范(GB50053-94) 供配电系统设计规范(GB50052-2009) 低压配电装置及线路设计规范(GB50054-2011) 电力装置的继电保护和自动装置设计规范(GB50062-2008) 建筑防雷设计规范(GB50057-2010) 通用用电设备配电设计规范(GB50055-2011) 电力装置的电测量仪表装置设计规范（GB/
8、T50063-2008） 业主提供相关资料四、设计原则 贯彻国家关于环境保护的基本国策，执行国家的相关法规、政策、规范和标准。 统筹考虑废水近、远期的具体情况,因地制宜，优选工艺，合理平面布置，减少工程量。 设计工艺流程必须适应废水水质水量的变化及排放规律的要求。 设计的废水处理工艺流程应技术先进、稳定可靠、处理效率高。 设计要考虑到投资省，占地面积小，自动化程度高，运行费用低、操作劳动强度低的特点。 处理工艺流程要简洁高效，以便方便管理。 采用能耗低效率高的动力设备，保证运行成本的尽可能低，做到经济节能。 设置必要监控仪表，采用先进的监控设备，使污水污泥处理过程能在受控条件下进行，选用的监控
9、仪表能运行稳定，维修方便。 设计中应尽量减少处理站本身的对环境的负面影响，如气味、噪音、固体废弃物等，防止产生二次污染。五、设计范围本方案的废水处理系统工程范围为从废水处理系统格栅渠进水开始至本系统处理后排至排放渠的土建构筑物、工艺设备的选型、管道设计（包括工艺和电力通讯管道等）、电气自动控制设计。不包括车间至废水站的来水管路系统和排水渠至工厂排口的出水管路系统，站外至站内的供电、自来水供应。六、工艺比选6.1污水处理工艺比选6.1.1预处理工艺常见的预处理方法有格栅、气浮、沉淀等。1.沉淀池沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物。沉淀池在废水处理中广为使用。它的型式很多，按池内水流方
10、向可分为平流式、竖流式和辐流式三种。可实现污水处理中的固液分离2.气浮池气浮法，是在水中形成高度分散的微小气泡，粘附废水中疏水基的固体或液体颗粒，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附气泡后，形成表观密度小于水的絮体而上浮到水面，形成浮渣层被刮除，从而实现固液或者液液分离的过程。3.格栅去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，截留较大的悬浮物或漂浮物,如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等,并保证后续处理设施能正常运行。格栅是由一组(或多组)相平行的金属栅条与框架组成。倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。栅渣的含水率约为7080，容重
11、约为750kg/m。经过压榨，可将含水率降至40以下，便于运输和处置。本项目污水SS高达1500多，污水氨氮浓度较高，所以预处理采用“格栅+气浮”的工艺。6.1.2生化处理工艺选择1.厌氧工艺比选（1）厌氧生物处理工艺的发展简史实际上，厌氧生物过程广泛地存在于自然界中，但人类第一次有意识地利用厌氧生物过程来处理废弃物，则是在1881年由法国的Louis Mouras所发明的“自动净化器”开始的，随后人类开始较大规模地应用厌氧消化过程来处理城市污水（如化粪池、双层沉淀池等）和剩余污泥（如各种厌氧消化池等）。这些厌氧反应器现在通称为“第一代厌氧生物反应器”，它们的共同特点是：水力停留时间（HRT）
12、很长，有时在污泥处理时，污泥消化池的HRT会长达90天，即使是目前在很多现代化城市污水处理厂内所采用的污泥消化池的HRT也还长达2030天；虽然HRT相当长，但处理效率仍十分低，处理效果还很不好；具有浓臭的气味，因为在厌氧消化过程中原污泥中含有的有机氮或硫酸盐等会在厌氧条件下分别转化为氨氮或硫化氢，而它们都具有十分特别的臭味。以上这些特点使得人们对于进一步开发和利用厌氧生物过程的兴趣大大降低，而且此时利用活性污泥法或生物膜法处理城市污水已经十分成功。但是，当进入上世纪50、60年代，特别是70年代的中后期，随着世界范围的能源危机的加剧，人们对利用厌氧消化过程处理有机废水的研究得以强化，相继出现
13、了一批被称为现代高速厌氧消化反应器的处理工艺，从此厌氧消化工艺开始大规模地应用于废水处理，真正成为一种可以与好氧生物处理工艺相提并论的废水生物处理工艺。这些被称为现代高速厌氧消化反应器的厌氧生物处理工艺又被统一称为“第二代厌氧生物反应器”，它们的主要特点有：HRT大大缩短，有机负荷大大提高，处理效率大大提高；主要包括：厌氧接触法、厌氧滤池（AF）、上流式厌氧污泥床（UASB）反应器、厌氧流化床（AFB）、AAFEB、厌氧生物转盘（ARBC）和挡板式厌氧反应器等；HRT与SRT分离，SRT相对很长，HRT则可以较短，反应器内生物量很高。以上这些特点彻底改变了原来人们对厌氧生物过程的认识，因此其实
14、际应用也越来越广泛。进入20世纪90年代以后，随着以颗粒污泥为主要特点的UASB反应器的广泛应用，在其基础上又发展起来了同样以颗粒污泥为根本的颗污泥膨胀床（EGSB）反应器和厌氧内循环（IC）反应器。其中EGSB反应器利用外加的出水循环可以使反应器内部形成很高的上升流速，提高反应器内的基质与微生物之间的接触和反应，可以在较低温度下处理较低浓度的有机废水，如城市废水等；而IC反应器则主要应用于处理高浓度有机废水，依靠厌氧生物过程本身所产生的大量沼气形成内部混合液的充分循环与混合，可以达到更高的有机负荷。这些反应器又被统一称为“第三代厌氧生物反应器”。（2）厌氧生物处理的主要特征1）主要优点与废水
15、的好氧生物处理工艺相比，废水的厌氧生物处理工艺具有以下主要优点：能耗大大降低，而且还可以回收生物能（沼气）；因为厌氧生物处理工艺无需为微生物提供氧气，所以不需要鼓风曝气，减少了能耗，而且厌氧生物处理工艺在大量降低废水中的有机物的同时，还会产生大量的沼气，其中主要的有效成分是甲烷，是一种可以燃烧的气体，具有很高的利用价值，可以直接用于锅炉燃烧或发电；污泥产量很低；这是由于在厌氧生物处理过程中废水中的大部分有机污染物都被用来产生沼气甲烷和二氧化碳了，用于细胞合成的有机物相对来说要少得多；同时，厌氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多，产酸菌的产率Y为0.150.34kgVSS/kgCOD，产甲烷菌的
16、产率Y为0.03kgVSS/kgCOD左右，而好氧微生物的产率约为0.250.6kgVSS/kgCOD。厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的一些有机物进行降解或部分降解；因此，对于某些含有难降解有机物的废水，利用厌氧工艺进行处理可以获得更好的处理效果，或者可以利用厌氧工艺作为预处理工艺，可以提高废水的可生化性，提高后续好氧处理工艺的处理效果。2）主要缺点与废水的好氧生物处理工艺相比，废水厌氧生物处理工艺也存在着以下的明显缺点：厌氧生物处理过程中所涉及到的生化反应过程较为复杂，因为厌氧消化过程是由多种不同性质、不同功能的厌氧微生物协同工作的一个连续的生化过程，不同种属间细菌的相互配合或平衡较难
17、控制，因此在运行厌氧反应器的过程中需要很高的技术要求；厌氧微生物特别是其中的产甲烷细菌对温度、pH等环境因素非常敏感，也使得厌氧反应器的运行和应用受到很多限制和困难；虽然厌氧生物处理工艺在处理高浓度的工业废水时常常可以达到很高的处理效率，但其出水水质仍通常较差，一般需要利用好氧工艺进行进一步的处理；厌氧生物处理的气味较大；对氨氮的去除效果不好，一般认为在厌氧条件下氨氮不会降低，而且还可能由于原废水中含有的有机氮在厌氧条件下的转化导致氨氮浓度的上升。因此，一般厌氧处理工艺作为好氧处理工艺的前置工艺。（3）厌氧处理工艺分析1）早期的厌氧生物反应器这是厌氧消化应用于废水处理的初级阶段，是从1881年
18、法国Mouras设计的自动净化器开始到本世纪的20年代；主要代表有：1881年法国Mouras的自动净化器：1891年英国Moncriff的装有填料的升流式反应器：1895年，英国设计的化粪池（SepticTank）；1905年，德国的Imhoff池（又称隐化池、双层沉淀池）；其他。这些早期的厌氧生物反应器的共同特点是：处理废水的同时，也处理从废水中沉淀下来的污泥；前几种构筑物由于废水与污泥不分隔而影响出水水质；双层沉淀池则有了很大改进，有上层沉淀池和下层消化池；停留时间很长，出水水质也较差；后两种反应器曾在英、美、德、法等国得到广泛推广，在我国目前仍有应用。2）厌氧消化池随着活性污泥法、生物
19、滤池等好氧生物处理工艺的开发和推广应用，厌氧生物处理被认为是效率低、HRT长、受温度等环境条件的影响大，因此处于一种被遗弃的状态；但好氧生物处理工艺的广泛应用，产生的剩余污泥也越来越多，其稳定化处理的主要手段是厌氧消化，这是第二阶段的主要特征；1927年，首次在消化池中加上了加热装置，使产气速率显著提高；随后，又增加了机械搅拌器，反应速率进一步提高；50年代初又开发了利用沼气循环的搅拌装置；带加热和搅拌装置的消化池被称为高速消化池，至今仍是城市污水处理厂中污泥处理的主要技术。3）现代高速厌氧生物反应器厌氧消化技术发展上的第三个时期；1955年，Schroepter提出了厌氧接触法，主要是在参考
20、好氧活性污泥法的基础上，在高速消化池之后增设沉淀池和污泥回流系统，并将其应用于有机废水的处理；处理能力提高，应用于食品包装废水的处理；标志着厌氧技术应用于有机废水处理的开端。随后又相继出现了厌氧生物滤池AF(Anaerobic Filter)、上流式厌氧污泥床反应器UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket)、厌氧附着膜膨胀床反应器AAFEB(Anaerobic Attached Film Expanded Bed)、厌氧流化床AFB(Anaerobic Fluidized Bed)、厌氧折板反应器ABR（Anaerobic Baffled Reactor）等高效
21、厌氧反应器，在这些厌氧反应器中，主要具有如下特点：微生物不呈悬浮生长状态，而是呈附着生长；有机容积负荷大大提高，水力停留时间显著缩短；首先应用于高浓度有机工业废水的处理，如食品工业废水、酒精工业废水、发酵工业废水、造纸废水、制药工业废水、食品废水等；也有应用于城市废水的处理；如果与好氧生物处理工艺进行串联或组合，还可以同时实现脱氮和除磷；并对含有难降解有机物的工业废水具有较好的处理效果。a.接触厌氧法（Anaerobic Contact Process）工艺流程与特点从上述的工艺流程图中可看出，厌氧接触法工艺的最大的特点是污泥回流，由于增加了污泥回流，就使得消化池的HRT与SRT得以分离。与普
22、通厌氧消化池相比，厌氧接触法的特点有： 污泥浓度高，一般为510gVSS/l，抗冲击负荷能力强； 有机容积负荷高，中温时，COD负荷16kgCOD/m.d，去除率为7080%；BOD负荷0.52.5kgBOD/m.d，去除率8090%； 出水水质较好； 增加了沉淀池、污泥回流系统、真空脱气设备，流程较复杂； 适合于处理悬浮物和有机物浓度均很高的废水。在厌氧接触法工艺中，最大的问题是污泥的沉淀，因为厌氧污泥上一般总是附着有小的气泡，且由于污泥在沉淀池中还具有活性，还会继续产生沼气，有可能导致已下沉的污泥上浮。因此，必须采用有效的改进措施，主要有以下两种，即：真空脱气设备（真空度为500mmH2O
23、）；增加热交换器，使污泥骤冷，暂时抑制厌氧污泥的活性。b.厌氧生物滤池工艺特征与主要型式60年代末，美国的Young和McCarty首先开发出厌氧生物滤池；1972年以后，一批生产规模的厌氧生物滤池投入运行，它们所处理的废水的COD浓度范围较宽，约在30085000mg/l之间，处理效果良好，运行管理方便；与好氧生物滤池相似，厌氧生物滤池是装填有滤料的厌氧生物反应器，在滤料的表面形成了以生物膜形态生长的微生物群体，在滤料的空隙中则截留了大量悬浮生长的厌氧微生物，废水通过滤料层向上流动或向下流动时，废水中的有机物被截留、吸附及分解转化为甲烷和二氧化碳等。根据废水在厌氧生物滤池中的流向的不同，可分
24、为升流式厌氧生物滤池、降流式厌氧生物滤池和升流式混合型厌氧生物滤池等三种形式，即分别如下图所示：从工艺运行的角度，厌氧生物滤池具有以下特点： 厌氧生物滤池中的厌氧生物膜的厚度约为14mm； 与好氧生物滤池一样，其生物固体浓度沿滤料层高度而有变化； 降流式较升流式厌氧生物滤池中的生物固体浓度的分布更均匀； 厌氧生物滤池适合于处理多种类型、浓度的有机废水，其有机负荷为0.216kgCOD/m.d； 当进水COD浓度过高(8000或12000mg/l)时，应采用出水回流的措施：减少碱度的要求；降低进水COD浓度；增大进水流量，改善进水分布条件。与传统的厌氧生物处理工艺相比，厌氧滤池的突出优点是：生物
25、固体浓度高，有机负荷高；SRT长，可缩短HRT，耐冲击负荷能力强；启动时间较短，停止运行后的再启动也较容易；无需回流污泥，运行管理方便；运行稳定性较好。而主要缺点是易堵塞，会给运行造成困难。c.升流式厌氧污泥层(床)(UASB)反应器UASB反应器的英文全称为Upflow Anaerobic Sludge Blanket(Bed) Reactor,中文为上（升）流式厌氧污泥床（层）反应器，是由荷兰Wageningen农业大学的Gatze Lettinga教授于上世纪70年代初开发出来的。UASB反应器的基本原理与特征UASB反应器具有如下的主要工艺特征： 在反应器的上部设置了气、固、液三相分离
26、器； 在反应器底部设置了均匀布水系统； 反应器内的污泥能形成颗粒污泥，所谓的颗粒污泥的特点是：直径为0.10.5cm，湿比重为1.041.08；具有良好的沉降性能和很高的产甲烷活性。上述工艺特征使得UASB反应器与前面已经述及的两种厌氧工艺厌氧接触法以及厌氧生物滤池相比，具有如下的主要特点： 污泥的颗粒化使反应器内的平均浓度50gVSS/l以上，污泥龄一般为30天以上； 反应器的水力停留时间相应较短； 反应器具有很高的容积负荷； 不仅适合于处理高、中浓度的有机工业废水，也适合于处理低浓度的城市污水； UASB反应器集生物反应和沉淀分离于一体，结构紧凑； 无需设置填料，节省了费用，提高了容积利用
27、率； 一般也无需设置搅拌设备，上升水流和沼气产生的上升气流起到搅拌的作用； 构造简单，操作运行方便。d.厌氧膨胀床和厌氧流化床基本原理在厌氧反应器内添加固体颗粒载体，常用的有石英砂、无烟煤、活性炭、陶粒和沸石等，粒径一般为0.21mm。一般需要采用出水回流的方法使载体颗粒在反应器内膨胀或形成流化状态；一般将床体内载体略有松动，载体间空隙增加但仍保持互相接触的反应器称为膨胀床反应器；将上升流速增大到可以使载体在床体内自由运动而互不接触的反应器称为流化床反应器。主要特点：细颗粒的载体为微生物的附着生长提供了较大的比表面积，使床内的微生物浓度很高（一般可达30gVSS/l）；具有较高的有机容积负荷（
28、1040kgCOD/m.d），水力停留时间较短；具有较好的耐冲击负荷的能力，运行较稳定；载体处于膨胀或流化状态，可防止载体堵塞；床内生物固体停留时间较长，运行稳定，剩余污泥量较少；既可应用于高浓度有机废水的处理，也应用于低浓度城市废水的处理。膨胀床或流化床的主要缺点是：载体的流化耗能较大；系统设计运行的要求也较高。影响生物浓度的主要因素厌氧膨胀床或流化床中的微生物浓度与载体粒径和密度、上升流速、生物膜厚度和孔隙率等有关；在一定的上升流速、生物膜厚度、不同载体粒径时，微生物浓度也不同；对于不同生物膜厚度，有一个污泥量最大的载体粒径；载体的物理性质对流化床的特性也有影响：如：颗粒粒径过大时，颗粒自
29、由沉降速度大，为保证一定的接触时间必须增加流化床的高度；水流剪切力大，生物膜易于脱落；比表面积较小，容积负荷低；但过小时，则操作运行较困难。e.厌氧生物转盘基本原理厌氧生物转盘的基本原理与好氧生物转盘类似，只是，在厌氧生物转盘中，所有转盘盘片均完全浸没在废水之中，处于厌氧状态。主要特点微生物浓度高，有机负荷高，水力停留时间短；废水沿水平方向流动，反应槽高度小，节省了提升高度；一般不需回流；不会发生堵塞，可处理含较高悬浮固体的有机废水；多采用多级串联，厌氧微生物在各级中分级，处理效果更好；运行管理方便；但盘片的造价较高。f.厌氧折板反应器ABR基本原理ABR被称为第三代厌氧反应器，其不仅生物固体
30、截留能力强，而且水力混合条件好。随着厌氧技术的发展，其工艺的水力设计已由简单的推流式或完全混合式发展到了混合型复杂水力流态。第三代厌氧反应器所具有的特点包括：反应器具有良好的水力流态，这些反应器通过构造上的改进，使其中的水流大多呈推流与完全混合流相结合的复合型流态，因而具有高的反应器容积利用率，可获得较强的处理能力；具有良好的生物固体的截留能力，并使一个反应器内微生物在不同的区域内生长，与不同阶段的进水相接触，在一定程度上实现生物相的分离，从而可稳定和提高设施的处理效果；通过构造上改进，延长水流在反应器内的流径，从而促进废水与污水的接触。厌氧折流反应器是在UASB基础上开发出的一种新型高效厌氧
31、反应器，厌氧折流反应器（ABR）的优点：在反应器中设置多个垂直挡板，将反应器分隔为数个上向流和下向流的小室，使废水循序流过这些小室；有人认为，厌氧挡板式反应器相当于多个UASB反应器的串联；当废水浓度过高时，可将处理后的出水回流。ABR反应器中使用一系列垂直安装的折流板使被处理的废水在反应器内沿折流板作上下流动，借助于处理过程中反应器内产生的沼气应器内的微生物固体在折流板所形成的各个隔室内作上下膨胀和沉淀运动，而整个反应器内的水流则以较慢的速度作水平流动。由于污水在折流板的作用下，水流绕折流板流动而使水流在反应器内的流径的总长度增加，再加之折流板的阻挡及污泥的沉降作用，生物固体被有效地截留在反
32、应器内。由此可见，虽然在构造上ABR可以看作是多个UASB的简单串联，但在工艺上与单个UASB有着显著的不同，UASB可近似看作是一种完全混合式反应器，ABR则由于上下折流板的阻挡和分隔作用，使水流在不同隔室中的流态呈完全混合态（水流的上升及产气的搅拌作用），而在反应器的整个流程方向则表现为推流态。在反应动力学的角度，这种完全混合与推流相结合的复合型流态十分利于保证反应器的容积利用率、提高处理效果及促进运行的稳定性，是一种极佳的流态形式。同时，在一定处理能力下，这个复合型流态所需的反应器容积也比单个完全混合式的反应器容积低很多。ABR工艺在反应器中设置了上下折流板而在水流方向形成依次串联的隔室
33、，从而使其中的微生物种群沿长度方向的不同隔室实现产酸和产甲烷相的分离，在单个反应器中进行两相或多相的运行。也就是说，ABR工艺可在一个反应器内实现一体化的两相或多相处理过程。在结构构造上，ABR比UASB更为简单，不需要结构较为复杂的三相分离器，每个隔室的产气可单独收集以分析各隔室的降解效果、微生物对有机物的分解途径、机理及其中的微生物类型，也可将反应器内的产气一起集中收集。ABR反应器有两种不同的构造型式。图一为改进前的ABR反应器构造型式。这种反应器中的折流板是等间距均匀设置的，折板上不设转角。这种构造型式的ABR反应器所存在的不足是，由于均匀地设置了上下折流板，加之进水一般为下向流形式的
34、，因而容易产生短流、死区及生物固体的流失等问题。图二为改进后的ABR反应器构造型式。改进后的ABR反应器中，其折流板的设置间距是不均等的，且每一块折流板的末端都带有一定角度的转角。主要特点 结构简单、无运动部件、无需机械混合装置、造价低、容积利用率高、不易阻塞、污泥床膨胀程度较低而可降低反应器的总高度、投资成本和运转费用低。 对生物体的沉降性能无特殊要求、污泥产率低、剩余污泥量少、泥龄高、污泥无需在载体表面生长、不需后续沉淀池进行泥水分离。 水力停留时间短、可以间歇的方式运行、耐水力和有机冲击负荷能力强，对进水中的有毒有害物质具有良好的承受力、可长运行时间而无需排泥。g.两相厌氧消化工艺基本原
35、理：两相厌氧消化工艺是在上世纪70年代后期随着厌氧微生物学的研究不断深入应运而生的；它着重于工艺流程的变革，而不是向上述多种现代高速厌氧反应器那样着重于反应器构造变革；其基本出发点是，在单相反应器中，存在着脂肪酸的产生与被利用之间的平衡，维持两类微生物之间的协调与平衡十分不易；两相厌氧消化工艺就是为了克服单相厌氧消化工艺的上述缺点而提出的；两个反应器中分别培养发酵细菌和产甲烷菌，并控制不同的运行参数，使其分别满足两类不同细菌的最适生长条件；反应器可以采用前述任一种反应器，二者可以相同也可以不同。在两相厌氧工艺中，最本质的特征是实现相的分离，方法主要有：化学法：投加抑制剂或调整氧化还原电位，抑制
36、产甲烷菌在产酸相中的生长；物理法：采用选择性的半透明膜使进入两个反应器的基质有显著的差别，以实现相的分离；动力学控制法：利用产酸菌和产甲烷菌在生长速率上的差异，控制两个反应器的水力停留时间，使产甲烷菌无法在产酸相中生长。目前应用的最多的相分离的方法，是最后一种，即动力学控制法。但实际上，很难做到相的完全分离。主要优点：与常规单相厌氧生物处理工艺相比，两相厌氧工艺主要具有如下优点： 有机负荷比单相工艺明显提高； 产甲烷相中的产甲烷菌活性得到提高，产气量增加； 运行更加稳定，承受冲击负荷的能力较强； 当废水中含有SO42-等抑制物质时，其对产甲烷菌的影响由于相的分离而减弱； 对于复杂有机物（如纤维
37、素等），可以提高其水解反应速率，因而提高了其厌氧消化的效果。h.厌氧内循环（IC）反应器IC（Internal Circulation）反应器是新一代高效厌氧反应器，即内循环厌氧反应器，相似由2层UASB反应器串联而成。其由上下两个反应室组成。废水在反应器中自下而上流动，污染物被细菌吸附并降解，净化过的水从反应器上部流出。UASB与IC在运行上最大的差别表现在抗冲击负荷方面，IC可以通过内循环自动稀释进水，有效保证了第一反应室的进水浓度的稳定性。其次是它仅需要较短的停留时间，对可生化性好的废水的确是优点。IC运行温度的设计完全和UASB一样，在调试运行上和UASB区别不大，只是在刚进水调试时尽
38、可能采用水力负荷高些，然后逐步交互提升水力、有机负荷，尽可能在负荷提升过程中保证第一反应室上升流速大于10m/h，但最大水力负荷最好控制在20m/h以下，这样即保证第一反应室污泥床的传质效果，也避免污泥流失。冬季进水管道及反应器最好保保温，因为厌氧菌对温度波动特敏感，对负荷波动适应要相对好的多。它相似由2层UASB反应器串联而成。按功能划分，反应器由下而上共分为5个区：混合区、第1厌氧区、第2厌氧区、沉淀区和气液分离区。混合区：反应器底部进水、颗粒污泥和气液分离区回流的泥水混合物有效地在此区混合。第1厌氧区：混合区形成的泥水混合物进入该区，在高浓度污泥作用下，大部分有机物转化为沼气。混合液上升
39、流和沼气的剧烈扰动使该反应区内污泥呈膨胀和流化状态，加强了泥水表面接触，污泥由此而保持着高的活性。随着沼气产量的增多，一部分泥水混合物被沼气提升至顶部的气液分离区。气液分离区：被提升的混合物中的沼气在此与泥水分离并导出处理系统，泥水混合物则沿着回流管返回到最下端的混合区，与反应器底部的污泥和进水充分混合，实现了混合液的内部循环。第2厌氧区：经第1厌氧区处理后的废水，除一部分被沼气提升外，其余的都通过三相分离器进入第2厌氧区。该区污泥浓度较低，且废水中大部分有机物已在第1厌氧区被降解，因此沼气产生量较少。沼气通过沼气管导入气液分离区，对第2厌氧区的扰动很小，这为污泥的停留提供了有利条件。沉淀区：
40、第2厌氧区的泥水混合物在沉淀区进行固液分离，上清液由出水管排走，沉淀的颗粒污泥返回第2厌氧区污泥床。从IC反应器工作原理中可见，反应器通过2层三相分离器来实现SRT和HRT，获得高污泥浓度；通过大量沼气和内循环的剧烈扰动，使泥水充分接触，获得良好的传质效果。主要特点： 容积负荷高：IC反应器内污泥浓度高，微生物量大，且存在内循环，传质效果好，进水有机负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上。 节省投资和占地面积：IC反应器容积负荷率高出普通UASB反应器3倍左右，其体积相当于普通反应器的1/4-1/3左右，大大降低了反应器的基建投资；而且IC反应器高径比很大（一般为48），所以占地面积少。 抗冲击负
41、荷能力强：处理低浓度废水（COD=2000-3000mg/L）时，反应器内循环流量可达进水量的2-3倍；处理高浓度废水（COD=10000-15000mg/L）时，内循环流量可达进水量的10-20倍。大量的循环水和进水充分混合，使原水中的有害物质得到充分稀释，大大降低了毒物对厌氧消化过程的影响。 抗低温能力强：温度对厌氧消化的影响主要是对消化速率的影响。IC反应器由于含有大量的微生物，温度对厌氧消化的影响变得不再显著和严重。通常IC反应器厌氧消化可在常温条件（20-25）下进行，这样减少了消化保温的困难，节省了能量。 具有缓冲pH值的能力：内循环流量相当于第1厌氧区的出水回流，可利用COD转化
42、的碱度，对pH值起缓冲作用，使反应器内pH值保持最佳状态，同时还可减少进水的投碱量。 内部自动循环，不必外加动力：普通厌氧反应器的回流是通过外部加压实现的，而IC反应器以自身产生的沼气作为提升的动力来实现混合液内循环，不必设泵强制循环，节省了动力消耗。 出水稳定性好：利用二级UASB串联分级厌氧处理，可以补偿厌氧过程中Ks高产生的不利影响。VanLier在1994年证明，反应器分级会降低出水VFA浓度，延长生物停留时间，使反应进行稳定。 启动周期短：IC反应器内污泥活性高，生物增殖快，为反应器快速启动提供有利条件。IC反应器启动周期一般为12个月，而普通UASB启动周期长达46个月。 沼气利用
43、价值高：反应器产生的生物气纯度高，CH4为70%80%，CO2为20%30%，其它有机物为1%5%，可作为燃料加以利用。 IC缺点尤其在污水可生化性不是太好的情况下，由于水力停留时间比较短去除率远没有UASB高，增加了好氧的负担。另外，IC由于气体内循环，特别是对进水水质不太稳定的厂，导致IC出水水量极不稳定，出水水质也相对不稳定，有时可能还会出现短暂不出水现象，对后序处理工艺是有影响的。 从构造上看，IC反应器内部结构比普通厌氧反应器复杂，设计施工要求高。反应器高径比大，一方面增加了进水泵的动力消耗，提高了运行费用；另一方面加快了水流上升速度，如果三相分离器处理不当将使出水中细微颗粒物比UA
44、SB多，加重了后续处理的负担。另外内循环中泥水混合液的提升管和回流管易产生堵塞，使内循环瘫痪，处理效果变差。 IC厌氧反应器发酵细菌通过胞外酶作用将不溶性有机物水解成可溶性有机物，再将可溶性的大分子有机物转化成脂肪酸和醇类等，该类细菌水解过程相当缓慢。由于IC厌氧反应器相对较短的水力停留时间将会影响不溶性有机物的去除效果。 缺乏在IC反应器水力条件下培养活性和沉降性能良好的颗粒污泥关键技术。i.厌氧膨胀颗粒污泥床（EGSB）反应器EGSB反应器实质上是固体流化技术在有机废水生物处理领域的具体应用。如图为EGSB反应器结构原理图，EGSB反应器中装有一定量的颗粒污泥载体，当有机废水及其产生的沼气
45、自上而下地流过颗粒污泥床层时，载体与液体间会出现不同的相对运动，导致床层成不同的工作状态。EGSB反应器在运行过程中，待处理废水与被回流的出水混合经反应器底部的布水系统均匀进入反应器的反应区。反应区内的泥水混合液及厌氧消化产生的沼气向上流动，部分沉降性能较好的污泥经过膨胀区后自然回落到污泥床上，沼气及其余的泥水混合液继续向上流动，经三相分离器后，沼气进入集气室，部分污泥经沉淀后返回反应区，液相夹带部分沉降性极差的污泥排出反应器EGSB反应器主要有以下四部分成：进水系统进水口设在反应器底部侧面，目的是使废水能够均匀地分配到整个EGSB反应器，使有机物能够完全均匀分布在反应区，有利于废水与微生物充
46、分接触，提高反应器容积利用率。反应区反应区是EGSB反应器的核心区域，该区域集中了大部分的厌氧污泥颗粒，是培养和富集厌氧微生物的地方，有机物主要在该区域内被厌氧菌分解。考虑到微生物对温度要求，因此在反应区外侧制做了保温夹套，从而保证了反应区内水温在所需温度内恒定。三相分离器三相分离器，即气、液、固分离器，由集气室、沉淀区组成。首先，气体进入集气室，气液分离并经由水封后排出。而固体被气体带进集气室，在液面与气体分离后开始下沉至反应区。固液体则在沉淀区进行液固分离后，固体靠重力返回反应区，液体则经过出水口排出。集气室集气室内气液两相界面的高度是很重要的。在集气室内气液表面可能形成浮渣或浮沫，妨碍气泡的释放。并且在液面太高或波动时，这些浮渣或浮沫会堵塞排气管，在反应器产气量很小时这些现象尤其严重，因此通过调节水封水面高度，来保持集气室内液面在一个相对稳定且较低水平位置显得分外的重要。EGSB反应器作为第三代高效厌氧处理工艺的典型，其市场占有率由1997年的6发展到1999年的11，虽然这些工程项目主要集中在欧美发达国家和地区，但是EGSB反应器负荷高、占地面积小及其自身产生沼气创造价值的优点非常适合发展中国家的需要。因此，EGSB反应器未来在发展中国家的市场将有很大的提升。我国对EGSB工艺的研究还主要停留在实验室和理论上，虽然实
