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厌氧处理已经成功地应用于各种高、中浓度的工业废水处理中。虽然中、高浓度的废水在相当程度上得到了解决，但是当污水中含有抑制性物质时，如含有硫酸盐的味精废水在处理上仍有一定的难度。在厌氧处理领域应用为广泛的是UASB厌氧反应器，所以本文重点讨论反应器的设计方法。但是，其与其它的厌氧处理工艺有一定的共同点，例如，流化床和UASB都有三相分离器。而UASB和厌氧滤床对于布水的要求是一致的，所以结果也可以作为其他反应器设计参考。

包含厌氧处理单元的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）好氧后处理和污泥处理等部分。

二、UASB系统设计

1、预处理设施

一般预处理系统包括粗格栅、细格栅或水力筛、沉砂池、调节池、营养盐和调控系统。格栅和沉砂池的目的是去除粗大固体物和无机的可沉固体，这对对于保护各种类型厌氧反应器的布水管免于堵塞是必需的。当污水中含有砂砾时，例如以薯干为原料的酿酒废水，怎么强调去除砂砾的重要性也不过分。不可生物降解的固体，在厌氧反应器内积累会占据大量的池容，反应器池容的不断减少终将导致系统完全失效。

由于厌氧反应器对水质、水量和冲击负荷较为敏感，所以对于工业废水适当尺寸的调节池，对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。调节池的作用是均质和均量，一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。在调节池中设有沉淀池时，容积需扣除沉淀区的体积；根据颗粒化和调节的要求，当废水碱度和营养盐不够需要补充碱度和营养等；可采用计量泵自动投加酸、碱和药剂，通过调节池水力或机械搅拌达中和作用。

同时，酸化池或两相系统是去除和改变，对厌氧过程有抑制作用的物质、改善生物反应条件和可生化性也是厌氧预处理的主要手段，也是厌氧预处理的目的之一。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，可在调节池中取得一定程度的酸化，但是完全的酸化是没有必要的，甚至是有害处的。因为达到完全酸化后，污水会下降，需采用投药调整ph值。另外有证据表明完全酸化对反应器的颗粒过程有不利的影响。对以下情况考虑酸化或相分离可能是有利的：

（1）、当采用预酸化可去除或改变对甲烷菌有毒或抑制性化合物的结构

（2）、当废水存在有较高的Ca2+时，部分酸化可避免颗粒污泥表面产生Caco3结垢。

（3）、当处理含高含悬浮物和/或采用高负荷，对非溶解性组分去除有限时；

（4）、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，上向流进水方式，在反应器底部形成污泥层，底部布水孔口设计为5-10m2孔即可

2、UASB反应器体积的设计

• 负荷设计法：

• 采用有机负荷或水力停留时间，反应器是目前为主要的方法。一旦确定，反应器的体积可以很容易根据公式计算。对某种特定废水，反应器的容积负荷一般应通过试验确定废水流量。

厌氧技术的发展大致经历了三个阶段：

　　①以厌氧接触池为代表的厌氧反应器，污泥停留时间（SRT）和水力停留时间（HRT）大体相同，反应器内污泥浓度较低，处理效果差。为了达到较好的处理效果，废水在反应器内通常要停留几天到几十天之久。

　　②以UASB为代表的第二代厌氧反应器，依靠颗粒污泥的形成和三相分离器的作用，使污泥在反应器内滞留，实现了SRT>HRT，从而一定幅度地提高了反应器内污泥浓度，但是反应器的传质过程并不理想。要改善传质效果，有效的方法就是提高表面水力负荷和表面产气负荷。然而高负荷产生的剧烈搅动又会使反应器内污泥处于完全膨胀状态，污泥过量流失，不得不靠污泥的大量回流来增加生物量，使原本SRT>HRT向SRT=HRT方向转变，处理效果变差。

　　③作为第三代厌氧反应器的典型代表，我公司自行研究开发的BIC，在第二代厌氧反应器基础上进行优化设计，吸收其优点，克服其缺点，具有自己鲜明特色的厌氧处理反应器。BIC具有投资低、占地少、负荷高、耐冲击、运行费用低且运行稳定等优点。

各组成部分的功能特点分别叙述如下：

① 污泥床：

污泥床位于整个EGSB厌氧反应器的底部，污泥床内具有很高的污泥生物量，其污泥浓度(MLSS)一般为40000-80000mg/L，甚至可达150000mg/L。污泥床中的污泥由活性生物量占70-80%以上的高度发展的颗粒污泥组成，正常运行的EGSB中的颗粒污泥的粒径一般在0.5-5mm，具有优良的沉降性能，其沉降速度一般为1.2-1.4cm/s，其典型的污泥容积指数(SVI)为10-20mg/L。颗粒污泥中的生物相组成比较复杂，主要为球菌和粒状菌等。

污泥床的容积一般占整个EGSB厌氧反应器容积的30%左右，但它对EGSB厌氧反应器的整体处理效率起着极为重要的作用，它对反应器中有机物的降解量一般可占到整个反应器全部降解量的70-90%。污泥床对有机物的如此有效的降解作用，使得在污泥床内产生大量的沼气，微小的沼气气泡经过不断的积累、合并而逐渐形成较大的气泡，并通过其上升的作用而将整个污泥床层得到良好的混合。

② 污泥悬浮层：

污泥悬浮层位于污泥床的上部。它占据整个EGSB厌氧反应器容积的70%左右，其中的污泥浓度要低于污泥床，通常为15000-30000mg/L，由高度絮凝的污泥组成，一般为非颗粒状污泥，其沉速明显小于颗粒污泥的沉速，污泥容积指数一般在30-40mg/L之间，靠来自污泥床中上升的气泡使此层污泥得到良好的混合。污泥悬浮层中絮凝污泥的浓度呈自下而上逐渐减小的分布状态。这一层污泥担负着整个ESB厌氧反应器有机物降解量的10%-30%。

③ 沉淀区

沉淀区位于EGSB厌氧反应器的顶部，其作用是使得由于水流的夹带作用而随上升水流进入出水区的固体颗粒(主要是污泥悬浮层中的絮凝性污泥)在沉淀区沉淀下来，并沿沉淀区底部的斜壁滑下而重新回到反应区内(包括污泥颗粒和污泥悬浮层)，以保证反应器中污泥不致流失，同时保证污泥床中污泥的浓度。沉淀区的另一个作用是，可以通过合理调整沉淀区的水位高度来保证整个反应器集气室的有效空间高度，防止集气空间被破坏。

④ 三相分离器：

三相分离器的主要作用是将气体(反应过程中产生的沼气)、固体(反应器中的污泥)和液位(被处理的污水)等三相加以分离，将沼气引入集气室，将处理水引入出水区，将固体颗粒导入反应区。它由气体收集器和折流档板等组成。三相分离器是EGSB厌氧反应器的主要特点之一，它的合理设计是确保EGSB正常运行的关键技术。