水污染控制工程第十章厌氧生物处理.ppt

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1、5流化床和膨胀床系统 厌氧流化床是一种具有很大比表面积的惰性载体颗粒的反应器，厌氧微生物在其上附着生长。它的一部分出水回流，使载体颗粒在整个反应器内处于流化状态。最初采用的颗粒载体是沙子，但随后采用低密度载体如无烟煤和塑料物质以减少所需的液体上升流速，从而减少提升费用。由于流化床使用了比表面积很大的填料，使得厌氧微生物浓度增加。根据流速大小和颗粒膨胀程度可分成膨胀床和流化床，流化床一般按20一40的膨胀率运行。膨胀床运行流速应控制在比初始流化速度略高的水平，相应的膨胀率为520。,6厌氧生物转盘反应器 图15-5 厌氧生物转盘 在厌氧生物转盘这种反应器中，微生物附着在惰性(塑料)介质上，介质可

2、部分地或全部浸没在废水中(图15-5)。介质在废水中转动时，可适当限制生物膜的厚度。剩余污泥和处理后的水从反应器排除。,7厌氧折流反应器 图15-6 折流反应器结构如图15-6所示。由于折板的阻隔使污水上下折流穿过污泥层，造成了反应器推流的性质，并且每一单元相当于一个单独的反应器，各单元中微生物种群分布不同，可以取得好的处理效果。,8厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)反应器 EGSB反应器实际上是改进的UASB反应器，其运行在高的上升流速下使颗粒污泥处于悬浮状态，从而保持了进水与污泥颗粒的充分接触。EGSB反应器的特点是颗粒污泥床通过采用高的上升流速(与小于12m/h的UASB反应器相比)即612

3、m/h，运行在膨胀状态。EGSB特别适于低温和低浓度污水。当沼气产率低、混合强度低时，在此条件下较高的进水动能和颗粒污泥床的膨胀高度将获得比“通常的”UASB反应器好的运行结果。EGSB反应器由于采用高的上升流速因而不适于颗粒有机物的去除。进水悬浮固体“流过”颗粒污泥床并随出水离开反应器，胶体物质被污泥絮体吸附而部分去除。下面是两种不同类型的EGSB反应器：,a厌氧内循环反应器(IC)IC工艺是基于UASB反应器颗粒化和三相分离器的概念而改进的新型反应器，属于EGSB的一种。厌氧内循环反应器(IC)可以看成是由两个UASB反应器的单元相互重叠而成。它的特点是在一个高的反应器内将沼气的分离分两个

4、阶段。底部一个处于极端的高负荷，上部一个处于低负荷。,b厌氧升流式流化床工艺(UFB BIOBED)厌氧升流式流化床工艺是由Bio-thane系统国际公司所开发的一种新型反应器。它可以在极高的水、气上升流速(两者都可达到57m/h)下产生和保持颗粒污泥，所以不需采用载体物质。由于高的液体和气体的上升流速造成了进水和污泥之间的良好混合状态，因此系统可以采用CODl530kg/(m3d)的高负荷。,9复合床反应器(UASB+AF)许多研究者为了充分发挥升流式厌氧污泥床与厌氧滤池的优点，采用了将两种工艺相结合的反应器结构，被称为复合床反应器(UASB+AF)，也称为UBF反应器。复合床反应器的结构见

5、图15-8，一般是将厌氧滤池置于污泥床反应器的上部。一般认为这种结构可发挥AF和UASB反应器的优点，改善运行效果。当处理含颗粒性有机物组分的污水(如生活污水)时，采用两级厌氧工艺可能更有优势：第一级是絮状污泥的水解反应器并运行在相对低的上升流速下。颗粒有机物在第一级被截留，并部分转变为溶解性化合物，重新进入到液相而在随后的第二个反应器内消化。,10水解酸化 水解酸化反应器即水解池，可以在短的停留时间(HRT=2.5h)和相对高的水力负荷下获得高的悬浮物去除率(SS去除率平均为85),并可以改善和提高原污水的可生化性和溶解性，以利于好氧后处理工艺。其COD去除率相对UASB较低，仅有40一50

6、，,第三节 UASB厌氧反应器,一.UASB反应器的原理1.结构形式图15-9为UASB的结构形式。,2工作原理 废水引入反应器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反应发生在废水与污泥颗粒的接触过程。在厌氧状态下产生的沼气(主要是甲烷和二氧化碳)引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没有附着的气体向反应器顶部上升。上升到表面的污泥碰击三相分离器气体发射板的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，产生的气体被收集到反应器顶部的集气室。三相分离器挡板的作用为气体反射器和防止沼气气泡进入沉

7、淀区，以免引起沉淀区的紊动，阻碍颗粒沉淀。包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过分离器缝隙进入沉淀区。由于分离器的斜壁沉淀区的过流面积在接近水面时增加，因此上升流速在接近排放点降低。由于流速降低污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀。累积在三相分离器上的污泥絮体在一定程度将超过其保持在斜壁上的摩擦力，其将滑回到反应区，这部分污泥又可与进水有机物发生反应。,二、UASB反应器的构成 UASB反应器包括以下几个部分：进水和配水系统、反应器的池体和三相分离器。如果考虑整个厌氧系统还应该包括沼气收集和利用系统。三、三相分离器的原理1三相分离器的功能 在UASB反应器中的三相分离器是UASB反应器最有特点和最重要

8、的装置。它同时具有两个功能：能收集从分离器下的反应室产生的沼气；使得在分离器之上的悬浮物沉淀下来。上述两种功能均要求三相分离器的设计避免沼气气泡上升到沉淀区，如其上升到表面将引起出水混浊，降低沉淀效率，并且损失了所产生的沼气。,2设计三相分离器的原则是：(1)间隙和出水面的截面积比影响到进入沉淀区和保持在污泥相中的絮体的沉淀速度。(2)分离器相对于出水液面的位置确定反应区(下部)和沉淀区(上部)的比例。在多数UASB反应器中内部沉淀区是总体积的1520。(3)三相分离器的倾角要使固体可滑回到反应器的反应区，在实际中是4560之间。这个角度也确定了三相分离器的高度，从而确定了所需的材料。(4)分

9、离器下气液界面的面积确定了沼气的释放速率。适当的释放率大约是13m3(m2h)。速率低有形成浮渣层的趋势，非常高导致形成气沫层，两者都导致堵塞释放管。,四、布水系统要求 进水系统兼有配水和水力搅拌的功能，需要满足如下原则：(1)进水装置的设计使分配到各点的流量相同，确保单位面积的进水量基本相同，防止发生短路等现象。(2)很容易观察进水管的堵塞，当堵塞发现后，必须很容易被清除。(3)应尽可能满足污泥床水力搅拌的需要，保证进水有机物与污泥迅速混合，防止局部产生酸化现象。为确保进水等量地分布在池底，每个进水管仅与一个进水点相连接是最理想状态。如图15-10所示。,图15-10 连续流布水器,图15-

10、11 连续流布水器,五沼气的处理 厌氧反应器中产生的沼气从污泥的表面散逸出来，聚集在反应器的上部。集气室建于厌氧反应器的顶部，顶部的集气室应有足够尺寸和高度，以保持一定的容积，并保持气室的气密性，防止沼气外逸和空气渗入（为什么？）。沼气中含有饱和蒸汽和硫化氢，具有一定的腐蚀性。对于混凝土结构的气室应进行防腐蚀处理，喷涂涂料，或内衬环氧树脂玻璃布等。对于钢结构的集气室除进行防腐处理外，还应防止电化学腐蚀（为什么？）。沼气由集气室的最高处用管道引出，集气室至贮气柜间的沼气管称为输气管，贮气柜至用户之间的沼气管称为配气管。沼气管道一般采用防腐镀锌钢管或铸铁管。在沼气管道上的适当地点应设水封罐，以便调

11、整和稳定压力，在厌氧UASB反应器、贮气柜、压缩机、锅炉房等构筑物之间起隔绝作用。,第四节 UASB反应器的设计 厌氧水处理过程一般包括预处理、厌氧处理(包括沼气的收集、处理和利用)、污泥处理等部分。一预处理设施 厌氧污水处理的预处理的目的是去除粗大固体物和无机的可沉固体，避免不可生物降解的固体在厌氧反应器内积累。一般恰当的预处理系统包括去除大的固体的格栅和去除砂的沉砂池。预处理部分包括如下的技术环节：一般恰当的预处理系统包括去除大的固体的粗格栅和去除细小颗粒的细格栅或水力筛、调节(酸化)池、营养盐和pH调控系统。,1、格栅 格栅的设计在物理处理章节已介绍，主要有固定筛和回转筛两种常用的形式。

12、2、除砂池 除砂池的设计在物理处理章节已介绍3、调节池和中和系统 与城市污水相比，工业废水的水质和水量波动比较大，因此一般工业废水处理装置都设有调节池。调节池的设计和选取主要考虑的因素是对于水质和水量的调节，调节池的作用是均质和均量，一般调节池设计停留时间为612h。,4、酸化池 仅考虑溶解性废水时，一般不需考虑酸化作用。对于复杂废水，在调节池中取得一定程度的酸化，会有益后续的厌氧处理。对于以下情况可考虑酸化：(1)当废水中存在有对于甲烷菌具有毒性或抑制性的化合物，采用预酸化可以去除或改变有毒或抑制性化合物的结构；(2)当废水存在有较高的Ca2+时，部分酸化保持偏酸性进水可以避免在颗粒污泥表面

13、和内部产生CaC03结垢；(3)当处理含高悬浮物浓度废水采用高负荷时，对于非溶解性组分去除有限。这时考虑酸化或二相系统对颗粒物的降解是有利的；在调节池中取得部分酸化效果可以通过调节池的合理设计取得。例如，采用底部布水上向流进水的方式，并在反应器的底部形成一定的污泥层(1.Om)。底部布水不需太讲究，一般孔口设计为5lOm2/孔即可。,5、pH调节和加药系统 为使酸、碱混合均匀，可以采用在线管道混合器。同样道理为均匀水质，调节池可以设置液下式搅拌器。加酸、碱采用比例控制式计量泵。对于高负荷的系统，根据颗粒化和pH调节的要求，当废水碱度不够需要补充碱度，甚至营养盐N、P等。营养物的添加比例可按CO

14、D:N:P=200:5:1计算。,1UASB反应器体积的设计 UASB反应器体积主要采用负荷计算法和水力停留时间计算法。UASB反应器一个重要的设计参数是有机负荷或水力停留时间。这个参数还不能从理论上推导得到，往往通过实验取得。对于颗粒污泥和絮状污泥反应器的设计负荷是不相同的，各种工业废水的有机负荷的参考值，可参有关设计手册。一旦所需的有机负荷(或停留时间)确定，反应器的体积可以很容易根据公式(15-1)计算：（15-1）而采用停留时间可用（15-2）式计算反应器的体积：（15-2）式中：V 反应器有效容积(m3)；Q 废水流量(m3/d)；q 容积负荷kgCOD/(m3d)；HRT 水力停留

15、时间(h)；So 进水有机物浓度，gCOD/L或gBOD5/L；K 常数。,在有机负荷选取时，对某种特定废水，反应器的容积负荷一般应通过试验确定，容积负荷值与反应器的温度、废水的性质和浓度有关。如果有同类型的废水处理资料，可以作为参考选用。2反应器池体 厌氧反应器一般可采用矩形和圆形结构。对于圆形反应器在同样的面积下，其周长比正方形的少12。但是圆形反应器的这一优点仅仅在采用单个池子时才成立。当建立两个或两个以上反应器时，矩形反应器可以采用共用壁。对于采用公共壁的矩形反应器，池型的长宽比对造价也有较大的影响。因此如果不考虑地形和其他因素，这是一个在设计中需要优化的参数。,3反应器的几何尺寸(1

16、)反应器的高度从运行方面考虑，采用反应器高度的选择要考虑如下影响因素：高流速。增加污水系统扰动，从而增加污泥与进水有机物之间的接触 但过高的流速会引起污泥流失，为保持足够多的污泥，上升流速不能超过一定的限值，从而反应器的高度也就会受到限制 在采用传统的UASB系统的情况下，上升流速的平均值一般不超过0.5m/h 从经济上反应器高度的选择要考虑如下影响因素：土方工程随池深增加而增加，但占地面积则相反；高程选择应该使得污水(或出水)可不用或少用提升 考虑当地的气候和地形条件，一般将反应器建造在半地下减少建筑和保温费用 最经济的反应器高度(深度)一般是在4到6m之间，并且在大多数情况下这也是系统最优

17、的运行范围,(2)反应器的面积和反应器的长、宽在反应器的高度已知的情况下，反应器的截面积的关系式如下：(15-3)式中：A 厌氧反应器截面积；H 厌氧反应器的高度。在确定反应器的容积和高度之后，对矩形池必须确定反应器的长和宽。对于矩形和正方形池在同样的面积下正方形池的周长比矩形池要小，从而矩形UASB需要更多的建筑材料。长宽比在4:1以上费用增加十分显著。以表面积为600m2的反应器为例，长宽=30m20m的反应器与15m40m的反应器周长相差10，这意味着建筑费用要增加10。但是从布水均匀性考虑，矩形在长宽比较大较为合适。单池从布水均匀性和经济性考虑，矩形池在长/宽在2:1以下较为合适。长/

18、宽比在4:l时费用增加十分显著；,4反应器的升流速度高度确定后，UASB反应器的高度与上升流速之间的关系表达如下：(1)反应器的高度与上升流速(V)之间的关系表达如下：(15-4)(2)厌氧反应器的上升流速V的选择范围为：0.1O.9m/h；对于厌氧(UASB)反应器还有其他的流速关系(图15-12)。,Vs沉淀器表面流速(mh)Vg气体的上升流速(mh)V0在沉淀器缝隙处流速(mh)对于日平均上升流速的推荐值见下表：,第五节 反应器的详细设计一反应器的配水系统1配水孔口负荷 为了在反应器底部获得进水均匀的分布，有必要采用将进水分配到多个进水点的分配装置。一个进水点服务的最大面积可按下表设计：

19、采用UASB处理主要为溶解性废水时进水管口负荷：,2进水分配系统 UASB反应器进水系统有多种形式，进水系统兼有配水和水力搅拌的功能，为了保证这两个功能的实现，需要满足如下原则：确保各单位面积的进水量基本相同，以防止短路等现象发生 尽可能满足水力搅拌需要，保证进水有机物与污泥迅速混合 很容易观察到进水管的堵塞 当堵塞被发现后，很容易被清除 UASB反应器底部设计按多槽形式设计，有利于布水均匀与克服死区。配水系统的形式有以下几种：,(1)一管多孔配水方式(丰字穿孔管）采用沿池长方向设置总布水管，沿池间隔设置配水横管。在管上开孔方式为一管多孔布水。在一根管上均匀布水在理论上是可行，但实际仅能取得近

20、似效果。应尽可能避免在一个管上有过多的孔口。几个进水孔由一个进水管负担，孔口流速不小于2m/s 为了增大出水孔的流速，也可采用脉冲间歇进水 配水管直径不小于50cm，配水管中心距池底一般为2025cm(2)分枝式配水方式 在一管多孔布水的形式上，沿各布水管采用分枝方式布水为分枝式配水方式。为了配水均匀一般采用对称布置。这种配水系统的特点是采用较长的配水支管增加沿程阻力，以达到布水均匀的目的。支管出水口向下距池底约20cm，位于所服务面积的中心 出水管孔最小孔径不宜15mm，一般在1525mm之间 出水孔处需设45导流板使出水散布池底，出水孔正对池底,(3)一管一孔配水方式 采用特殊的布水分配装

21、置，使进水以等量分布在池底。以保证一根配水管只服务一个配水点，为了保证每一个进水点达到其应得的进水流量，建议采用高于反应器的水箱式(或渠道式)进水分配系统。,3配水管道设计 在污水中存在大的物体可能堵塞进水管，设计时良好的进水系统要求可以疏通堵塞。进水渠到进水立管应该是直管，并且在进水立管正上方应该设有三通，在发生堵塞时可以打开三通清通。对于采用重力布水方式，当污水通过三角堰进入反应器时可能吸入空气泡。会引起对甲烷菌的抑制；进入大量气体与产生的沼气会形成有爆炸可能的混合气体；同时，气泡太多可能还会影响沉淀功能。在反应器底部采用较小直径管道是有利的，因为它产生高的流速从而产生了较强的扰动和进水与

22、污泥之间更密切的接触。为了取得这一效果，在三相分离器之上管径应该比其下的部分大一些。这样顶部低的流速可以使吸入的空气泡逸出，而在反应器底部高的流速可增加扰动确保进水和污泥之间的良好接触。,(1)对于压力流采用穿孔管布水器(一管多孔或分枝状)需考虑设液体反冲洗或清堵装置，可以采用停水分池分段反冲，用液体反冲时，压力为1.O2.Okg/cm2，流量为正常进水量的35倍 当水力筛缝隙=3.5mm时，出水孔15mm，一般在1525mm之间 采用一管多孔布水管道，布水管道尾端最好兼作放空和排泥管，以利于清除堵塞(2)采用重力流布水方式(一管一孔)如果进水水位差仅仅比反应器的水位稍高(水位差小于lOcm)

23、将经常发生堵塞。因为进水的水头不足以消除阻塞。在水箱中的水位(三角堰的底部)与反应器中的水位差大于30cm很少发生这种堵塞。用布水器时从布水器到布水口应尽可能少地采用弯头等非直管 上部管径应大于下部，可适当地避免大的空气泡进入反应器 在反应器底部采用较小直径可以产生高的流速，从而产生较强的扰动，使进水与污泥之间密切的接触 为了增强底部污泥和废水之间的接触，建议进水点距反应器池底100200mm,二、出水收集设备 出水装置设置应该在UASB反应器的顶部尽可能均匀地收集处理过的废水。大部分厌氧反应器的出水堰与传统沉淀池的出水装置相同，即水平汇水槽在一定距离间隔设三角堰。为了出水均匀大部分的UASB

24、反应器采用多槽式的出水方式，而每个槽两侧带有三角堰的方式。出水槽设置浮渣挡板，可以截留飘浮的固体。但是设有出水挡板容易形成污渣层，是否设挡板需根据处理的情况而定。以上所述，出水装置设计具体的原则如下：(1)厌氧反应器出水堰与沉淀池出水装置相同，即汇水槽上加设三角堰；(2)出水设置应设在厌氧反应器顶部，尽可能均匀地收集处理过的废水；(3)采用矩形反应器时出水采用几组平行出水堰的多槽出水方式；(4)采用圆形反应器时可采用放射状的多槽出水；(5)出水负荷参考二沉池负荷。,三、气、固、液三相分离装置1三相分离器 在UASB反应器中的三相分离器同时具有两个功能：能收集从分离器下的反应室产生的沼气 使得在

25、分离器之上的悬浮物沉淀下来 设计三相分离器的原则是：(1)间隙和出水面的截面积比 这一面积比影响到进入沉淀区和保持在污泥相中的絮体的沉淀速度。(2)分离器相对于出水液面的位置这个位置确定反应区(下部)和沉淀区(上部)的比例。在多数UASB反应器中内部沉淀区是总体积的1520。(3)三相分离器的倾角 这个角度要使固体可滑回到反应器的反应区，在实际中是在4560之间。这个角度也确定了三相分离器的高度，从而确定了所需的材料。,三相分离器设计要点汇总：进沉淀区的缝隙面积应该占反应器全部截面积的1520 在反应器高度为57m时，集气室的高度应该在1.52m 反射板与隙缝之间的遮盖应该在100200mm以

26、避免上升的气体进入沉淀室 在出水堰之间应该设置浮渣挡板 出气管的直管应该充足以保证从集气室引出沼气，特别是有泡沫的情况 在集气室的上部应该设置消泡喷嘴，当处理污水有严重泡沫问题时消泡,2气体收集装置 气体收集装置应能有效地收集产生的沼气，同时保持正常的气液界面（保持一定的气体释放负荷）。气体管径应该足够大，避免气体夹带的固体(或泡沫)产生堵塞。一般在产生的气体送往储气柜之前，需被引导至通过水保持一定气体压力的水封罐中释放，并可吸收气体中的H2S,以及防止明火回罐。四、排泥设备 一般来讲随着反应器内污泥浓度的增加，出水水质会得到改善。但污泥超过一定高度，污泥将随出水一起冲出反应器。因此，当反应器

27、内的污泥达到某一预定最大高度之后需要排泥。一般污泥排放应该遵循事先建立的规程，在一定的时间间隔(如每周)排放一定体积的污泥，其等于这一期间所积累的量。更加可靠的方法是确定污泥浓度分布曲线排泥。原则上有两种污泥排放方法：(1)从所希望的高程直接排放；(2)采用泵将污泥泵出。,污泥排泥的高度是重要的，它应是排出低活性的污泥并将最好的高活性的污泥保留在反应器中。一般在污泥床的底层将形成浓污泥，而在上层是稀的絮状污泥。剩余污泥应该从污泥床的上部排出。在反应器底部的“浓”污泥可能由于积累颗粒和小沙粒使活性变低，这时建议偶尔从反应器的底部排泥。这样可以避免或减少在反应器内积累的砂砾。(1)建议清水区高度O

28、.51.5m；(2)污泥排放可采用定时排泥，周排泥一般为l2次；(3)需要设置污泥液面监测仪，可根据污泥面高度确定排泥时间；(4)剩余污泥排泥点以设在污泥区中上部为宜；(5)对于矩形池排泥应沿池纵向多点排泥；(6)由于反应器底部可能会积累颗粒物质和小沙粒，应考虑下部排泥的可能性，这样可以避免或减少在反应器内积累的砂砾；(7)对一管多孔式布水管，可以考虑进水管兼作排泥或放空管。,五、加热和保温 六、建筑材料 厌氧消化工艺产生腐蚀的环境，应该尽可能的避免采用金属材料。一般反应器池壁最合适的建筑材料是钢筋混凝土结构，也可采用经过防腐或非腐蚀性材料。七、特殊设施1不同深度的污泥取样点 从反应器内取出污

29、泥样品用来获得污泥浓度沿深度的分布曲线，用来确定污泥的生物、化学或物理特性，以获得关于污泥浓度和活性沿池深的函数关系。2监测和控制设备 要使厌氧处理系统操作良好，就需要合适的控制系统以及维持最佳环境条件。所需要的监测和控制设备如下：进液流量、温度和PH的测量和记录设备 反应器温度和PH(特别是在反应器较低部位)的测量和记录 沼气产率、产气组成(主要测CO2和H2S含量)的测量和记录,3防止臭气和有害气体释放的装置 厌氧过程常伴有臭气产生，特别是会有相当量的H2S形成。为了避免臭气污染操作环境，必须采取足够的措施防止H2S从液面进入空气。为此应当将反应器覆盖起来并收集含有H2S的气体，必要时可真

30、空抽吸，然后适当处置。通过覆盖反应器上部的沉降区也可以减少腐蚀问题，因为在此情况下空气进入的机会减少。从安全角度讲，应当避免空气中的氧同这些气体(甲烷、二氧化碳和硫化氢)混合。当出水硫化氢含量较多时，也可以使用后处理除去，例如使用化学沉淀法使其以FeS形式沉淀，或采用生物化学或化学氧化的方法将其转变为单质硫或硫酸盐。,第六节 水解酸化1 水解工艺的基本原理 水解工艺属于升流式厌氧污泥床反应器技术范畴，伯力特等人根据微生物的生理种群，提出了厌氧消化三阶段理论，该理论是当前较为公认的理论模式。第一阶段，是在水解与发酵细菌作用下，使碳水化合物，蛋白质和脂肪水解发酵转化成单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二

31、氧化碳、氢等；第二阶段，是在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段的产物转化成氢、二氧化碳和乙酸；第三阶段，是通过两组生理上不同的产甲烷菌的作用，一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组是对乙酸脱羧产生甲烷。从原理上讲，水解是厌氧消化过程的第一、二两个阶段。,水解反应器将厌氧消化控制在反应时间较短的水解(酸化)段，将污水中悬浮有机污染物溶解、可溶有机物中部分复杂污染物（长链分子）转化成小分子有机物，使其易于穿越细胞膜而被细胞吸收。水解作用的最终产物主要是短链的挥发性酸，如乙酸、丙酸、戊酸和己酸等。在水解反应器中，起作用的主要是兼氧微生物，它们在自然界中的数量较多，繁殖速度较快。因此水解反应器可在较短的停

32、留时间（HRT=2.5h）和相对高的水力负荷下（1.0m3/m2h）获得较高的有机物和悬浮物去除率。,2.水解池的结构和运行 结构：水解池内分污泥床区和清水层区，待处理污水由反应器底部进入池内，并通过带反射板的布水器与污泥床快速而均匀地混合。污泥床较厚，类似于过滤层，从而将进水中的颗粒物质与胶体物质迅速截留和吸附。运行：由于污泥床内含有高浓度的兼氧微生物，在池内缺氧条件下，被截留下来的有机物质在大量水解产酸菌作用下，将不溶性有机物水解为溶解性物质，将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质（如有机酸类）；经过水解后的污水可生化性进一步提高，并通过清水区而排出池外并进入后续好氧系统进一

33、步处理。在水解酸化池中，主要以兼氧微生物为主，另含有部分甲烷菌。水解酸化池中COD的降低，主要是由于微生物的生长过程中吸收有机污染物作为营养物质，以及大分子物质降解为有机酸过程中产生二氧化碳，同时还包括硫酸盐的还原、氢气的产生及少量的甲烷化过程等所致。,3水解酸化池的特点 水解（酸化）工艺具有以下特点：在城市污水处理中，多功能的水解（酸化）池较功能专一的传统初沉池对各类有机物的去除效率高，节能降耗。水解（酸化）池对各类有机物的去除率远远高于传统的初沉池，其COD、BOD、SS去除率分别达到25-30%、15-25%、65-75%，从数量上降低了对后续处理构筑物的负荷。水解池用较短的时间和较低的

34、能耗完成了部分有机污染物的净化过程较常规工艺节能35-40%。污泥量减少，污泥稳定 水解（酸化）工艺较常规初沉工艺污泥量减少了25-30%，整个工艺的剩余污泥最终从水解酸化池排除，由于采用厌氧处理技术，在处理水的同时，也完成了对大部分污泥的减容处理，使得污水、污泥处理一体化，简化了传统处理工艺流程，水解（酸化）池内污泥龄达1520d，污泥稳定，剩余污泥量少，容易处理与处置。基建费用低，运转管理方便 水解（酸化）工艺基建费用较常规初沉池基建费用低，且不需要大量的水下设备维护，处理效果稳定，管理方便。,4.水解（酸化）池的计算（1）水解（酸化）池池体计算 a.有效池容V有效的计算 水解（酸化）池有

35、效池容V有效是根据污水在池内的水力停留时间计算的。水解（酸化）池内水力停留时间需根据污水可生化性、进水有机物浓度、当地的平均气温情况综合而定，一般为2.54.5hr。对于待处理污水可生化性较好，且工程建设地处南方，气温较高，一般设计中水力停留时间取中间值HRT=3.5hr。例某工程设计流量Q=1667m3/h，取HRT=3.5hr，则有效池容为：V有效=QT式中：V有效水解酸化池的有效容积，单位m3;Q进入水解酸化池的废水平均流量,单位m3/h；T废水在水解酸化池中的水力停留时间，单位hr;本工程Q=1667 m3/h；T=3.5hr，代入公式后：V有效=QHRT=16673.5=5834.5

36、(m3)。,b.水解池中的流速及高度的计算 为了保持处理的高效率，必须保持池内足够多的活性污泥，同时要使进入反应器的废水尽量快地与活性污泥均匀混合，增加活性污泥与进水有机物的接触，这就要求上升流速越高越好。但过高的上升流速又会破坏活性污泥层对进水中SS的生物截留作用，并对活性污泥床进行冲刷，从而将活性污泥带入反应器的出水系统中，使活性污泥流失并使出水效果变差，所以保持合适的上升流速是必要的。根据实际工程经验，水解酸化池内上升流速v上升一般控制在0.81.8m/h较合适。本工程的上升流速v上升取1.6m/h，所以水解酸化池的有效高度为：H1=V上升HRT=1.63.5=5.6m 为了保证污水进入

37、池内后能与活性污泥层快速均匀地混合，所以本设计在池体下部专门设有多槽布水区。每条布水槽的截面为上宽下窄的梯形，其高度为0.9m，下部水力流速为2.2m/h，上部水力流速为1.6m/h。池内实际有效高度为：H有效=H1+0.9=6.5m，加上池内超高取0.5m，水解池实际总高度为H=H有效+0.5=6.5+0.5=7m。,c.池体平面尺寸的确定 按有效池容计算，水解池有效截面积为：S截面1=V有效/H有效=5834.56.5=897.62(m2)按上升流速计算，水解池有效截面积为：S截面2=Q/V上升=16671.6=1041.875(m2)由于S截面2S截面1，水解池实际截面积取S截面=104

38、1.875(m2)考虑到有效截面积太大不利于布水，同时考虑到设备检修、池体清洗，拟将水解池分成四格，每格截面积为：S单池=1041.8754=260.47(m2)，取单格池宽10m，则单格池长26m。水解（酸化）池的四格为联体建造，并在每两格间设计有一条管廊，管廊长度为26m，净宽为3.3m，用于布水、排泥管及阀门的安装。,（2）水解（酸化）反应池布水系统的设计 本工程选用带反射翼板的单孔反射布水器的一管多孔配水方式，沿配水槽槽长方向间隔布置配水干管，干管两侧沿槽宽方向对称布置配水支管。每根配水支管下部间隔开有布水孔，布水孔正对池底，布水孔两侧安装有45。反射翼板（导流板），使出水均匀散布于池

39、底。配水支管的布置应满足下列条件：a.配水支管出水口向下距池底约20cm，位于所服务面积的中心，一般单孔服务面积约0.51.5m2。b.出水孔最小孔径25mm，以免进水中的杂物堵塞孔眼，孔口流速不小于1.5m/s。c.出水孔处须设45。反射翼板（导流板），使出水均匀散布于池底，出水孔正对池底。d.为增加出水孔的流速，有条件时可采用脉冲间隙进水。根据上述原则，本工程水解酸化池的布水管设计示意图见下图：,（3）出水收集系统 水解酸化池的出水收集系统与常规二沉池的出水收集系统类似，即采用三角堰汇水槽出水，出水负荷参考二沉池负荷计算，在出水堰前宜设置浮渣挡板。但考虑到水解池为长方形结构，且单池面积过大

40、，所以出水采用多组平行出水堰的多槽出水方式，最终四格池的出水汇集到总出水槽，并经管道流入后续处理设施。,（4）排泥系统 一般在水解酸化反应器中，污泥层上部的污泥活性较差，而底部又可能截留有无机杂质，所以排泥应在污泥层上部和反应器底部进行，一般均利用水压排泥。总的来说，水解酸化池的排泥系统设计建议满足以下条件：a.水解酸化池中污泥层的高度一般在2.54m，清水区高度在污泥层顶面以上1.52.5m。本设计中污泥层高度设定约3.6m，清水区高度约2m。b.污泥的排放可采用定时排泥，日排泥夏季一般12次，冬季一般每2天排1次。具体排泥次数最好根据泥层界面高度和污泥浓度综合而定，或根据实际运行经验而定。c.最好在反应器中设置泥层界面仪和污泥浓度计，可根据泥层高度或污泥浓度确定排泥时间。d.剩余污泥的排泥点宜设在污泥层中上部，底部应设无机颗粒物质和沙砾排放点。排泥宜设置穿孔管多点排泥，底部排泥管可与进水布水管合用。,