UASB工藝的理論與工程實踐

前言

　　厭氧廢水處理技術(shù)是近年來污水處理領(lǐng)域發(fā)展較快的領(lǐng)域，也是實現(xiàn)“一控雙達(dá)標(biāo)”的重要技術(shù)，是消減有機污染物、降低運行成本的有效途徑，特別是厭氧上流式污泥床（UASB）技術(shù)在國內(nèi)外已經(jīng)發(fā)展成為厭氧處理的主流技術(shù)之一。我國從80年代初開發(fā)和引進(jìn)UASB處理技術(shù)后，在國家“七五”、“八五”和“九五”幾個五年計劃期間持續(xù)攻關(guān)，在高濃度有機廢水厭氧處理技術(shù)的進(jìn)展方面進(jìn)行了大量的開發(fā)研究：“七五”期間針對高濃高廢水的特點以啤酒，釀造行業(yè)進(jìn)行了攻關(guān)研究；“八五”期間在小試和中試研究的基礎(chǔ)上，建立了一些示范工程。據(jù)不完全統(tǒng)計到目前為止在全國范圍內(nèi)，已經(jīng)建立了300～500個不同類型工藝的厭氧處理工程?！　≡诖似陂g國際上厭氧處理技術(shù)也在迅速發(fā)展，如果將采用顆粒污泥為代表的uASB反應(yīng)器作為第二代高效厭氧反應(yīng)器。并在此基礎(chǔ)上向第三代厭氧反應(yīng)器發(fā)展，其中有代表性的是厭氧顆粒污泥膨脹床反應(yīng)器（EGSB）。在歐洲的UASB工藝已普遍形成了顆粒污泥，這使得厭氧UASB工藝在歐洲迅速得到了推廣和普及使得傳統(tǒng)厭氧工藝的處理時間從幾十天縮短為一天到幾天。有機負(fù)荷從幾公斤提高到十幾到幾十公斤，反應(yīng)效率提高了幾十倍乃至上百倍。UASB技術(shù)目前已向美國和世界其它地區(qū)輻射，其中也有一些通過不同渠道進(jìn)入了我國。　　比較我國厭氧處理工藝開發(fā)的現(xiàn)狀和國外水平的差距，目前我們還不能很好地將第二代厭氧反應(yīng)器推廣到生產(chǎn)實踐中，從UASB的技術(shù)上來講，還無法在大規(guī)模的生產(chǎn)裝置上形成穩(wěn)定的顆粒污泥，因此就無法談到第三代厭氧反應(yīng)器的應(yīng)用。從設(shè)備上講我國的UASB技術(shù)的設(shè)備配套性較差，在UASB反應(yīng)器產(chǎn)業(yè)化上也有較大差距。解決這一問題的方法是在UASB的設(shè)備化方面多下功夫，國家“九五”攻關(guān)課題為此專門設(shè)置專題進(jìn)行研究和開發(fā)。目的使UASB的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和簡單化，使得運轉(zhuǎn)人員和設(shè)計人員將精力放在反應(yīng)器的運行技術(shù)問題上，而不是設(shè)備等其他問題，作者們參加了這一攻關(guān)課題?！　”緯攸c介紹了國家“九五”攻關(guān)期間，作者在uASB反應(yīng)器及其配套設(shè)備的設(shè)備化和工程應(yīng)用上的探索和實踐。首先通過uASB反應(yīng)器的原理分析，將uASB反應(yīng)器分解為四個組成部分：反應(yīng)器的池體、三相分離器（GLS）、配水系統(tǒng)和沼氣收集和利用系統(tǒng)，從而將UASB的產(chǎn)業(yè)化問題化解為各個組成部分的設(shè)備化問題。

內(nèi)容概要

　　厭氧廢水處理技術(shù)是近年來污水處理領(lǐng)域發(fā)展較快的領(lǐng)域，也是實現(xiàn)“一控雙達(dá)標(biāo)”的重要技術(shù)，是消減有機污染物、降低運動成本的有效途徑，特別是厭氧上流式污泥床技術(shù)在國內(nèi)外已經(jīng)發(fā)展成為厭氧處理的主流技術(shù)之一。我國從20世紀(jì)80年代初開發(fā)和引進(jìn)UASB處理技術(shù)后，在國家“七五”、“八五”和“九五”幾個五年計劃期間持續(xù)攻關(guān)?！　”緯敿?xì)地介紹了國內(nèi)外研究者在厭氧技術(shù)領(lǐng)域中的最新研究成果，重點介紹了在國家“九五”攻關(guān)項目期間，作者在UASB反應(yīng)器及其配套設(shè)備的設(shè)備化和工程應(yīng)用上的探索和實踐，對UASB的工藝技術(shù)、反就器結(jié)構(gòu)以及配套的三相分離器、布水器等設(shè)備類型和應(yīng)用做了詳細(xì)介紹，為讀者提供了厭氧技術(shù)工程化的大量綜合信息，同時對UASB技術(shù)在不同行業(yè)廢水處理上的應(yīng)用問題進(jìn)行介紹，并與其它厭氧技術(shù)進(jìn)行了對比。本書可供從事廢水處理的科研、工程設(shè)計、教學(xué)和運行管理等方面的人員參考。

作者簡介

　　王凱軍，1960年5月生，山東人。北京市環(huán)境保護科學(xué)研究院總工程師，研究員?！　?994~1995年任荷蘭DHV工程咨詢公司北京代表處技術(shù)副經(jīng)理。1999年作為高科技人才當(dāng)選為北京市政協(xié)委員。長期從事水污染控制的研究、開發(fā)和技術(shù)推廣。1986年開發(fā)的水解-好氧生物處理工藝榮獲北京市科技進(jìn)步一等獎和國家發(fā)明專利，連續(xù)4年被國家環(huán)保局評為最佳實用技術(shù)。主持設(shè)計了多個較大廢水重點治理工程。還主持國家“七五”、“八五”和“九五”攻關(guān)課題。共承擔(dān)了國家、地方和企業(yè)的研究和設(shè)計等項目27項。獲北京市、國家環(huán)保局、北京市管委和北京市環(huán)保局科技進(jìn)步一、二、三等獎8次。并獨立編著中文專著和英文專著各1部，在國內(nèi)外的會議和期刊上共發(fā)表50余篇論文，其中13篇為英文論文?！　∽髣?，1968年5月23日出生，1991年7月，于清華大學(xué)環(huán)境工程系本科畢業(yè)，獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位；1995年8月，于清華大學(xué)環(huán)境工程系研究生畢業(yè)，獲學(xué)碩士和工學(xué)博士學(xué)位，1995年至今在清華大學(xué)任教?，F(xiàn)為清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系副教授，主要講授廢水生物處理工程，主要研究方向有廢水的生物處理原理與技術(shù)、高濃度有機工業(yè)廢水的厭氧生物處理技術(shù)、UASB反應(yīng)器的工程設(shè)計與調(diào)試運行技術(shù)、厭氧生物反應(yīng)器內(nèi)的厭氧微生物學(xué)等?！　「屎Ｄ?，濟南十方環(huán)保有限公司總經(jīng)理，1990年畢業(yè)于山東工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)。在各類高濃度有機廢水治理工程中成功應(yīng)用了UASB反應(yīng)器技術(shù)，并形成穩(wěn)定的顆粒污泥，在該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化方面做了大量的工作。由他主持開發(fā)的活性濾料接觸氧化濾池技術(shù)，達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平?！　≠Z立敏，1962年10月出生，1988年畢業(yè)于北京市環(huán)境保護科學(xué)研究院，獲碩士學(xué)位，副研究員。賈立敏長期從事污水處理的研究、開發(fā)與工程設(shè)計工作。先后參加、主持了多個城市及工業(yè)污水的工程設(shè)計。參加并負(fù)責(zé)完成了國家"九五"攻關(guān)等重大科研項目，承擔(dān)了國家和地方及企業(yè)的多項研究、開發(fā)工作。在國內(nèi)外會議和期刊上共發(fā)表論文10余篇。獲國家科技進(jìn)步二等獎等多個獎項。

書籍目錄

第一章 UASB反應(yīng)器的原理與應(yīng)用第一節(jié) 厭氧工藝的類型和發(fā)展第二節(jié) UASB反應(yīng)器的原理第三節(jié) 水處產(chǎn)業(yè)和設(shè)備化第四節(jié) 厭氧工藝的應(yīng)用和市場分析第二章 UASB反應(yīng)器第一節(jié) UASB反應(yīng)器的主要設(shè)備第二節(jié) 三相分離器的設(shè)備化第三節(jié) 布水的設(shè)備第四節(jié) 附屬系統(tǒng)第三章 UASB反應(yīng)器在啤酒工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用第一節(jié) 啤酒工業(yè)廢水第二節(jié) 厭氧一好氧聯(lián)合處理技術(shù)第三節(jié) 厭氧處理工藝在我國的應(yīng)用第四節(jié) 不同處理系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟分析第五節(jié) 不同UASB系統(tǒng)的對比分析第四章 UASB反應(yīng)器在酒精廢水處理中的應(yīng)用第一節(jié) 酒精廢水厭氧處理的問題第二節(jié) 酒精工業(yè)發(fā)展概況第三節(jié) 酒精糟液預(yù)處理技術(shù)和設(shè)備第四節(jié) 酒糟廢液厭氧生物處理工藝第五節(jié) 厭氧一好氧工藝處理酒糟廢液的技術(shù)經(jīng)濟對比第六節(jié) 顆粒污泥UASB反應(yīng)器處理酒精糟液第七節(jié) 預(yù)處理采用帶式脫水機的示范工程第八節(jié) 采用能處理高濃度SS的多級厭氧工藝第五章 UASB反應(yīng)器在精對苯二甲酸工業(yè)廢水中的應(yīng)用第一節(jié) 精對苯二甲酸工業(yè)廢水厭氧處理的問題第二節(jié) 精對苯一甲酸生產(chǎn)工藝與廢水來源第三節(jié) PTA厭氧可生物降解性能實驗第四節(jié) UASB反應(yīng)器與厭氧濾池的對比研究第五節(jié) 生產(chǎn)性裝置第六章 UASB處理技術(shù)在淀粉和檸檬酸工業(yè)廢水中的應(yīng)用第一節(jié) 淀粉、檸檬酸生產(chǎn)工藝和廢水的產(chǎn)生第二節(jié) 新型反應(yīng)器材的應(yīng)用第三節(jié) 淀粉廢水UASB反應(yīng)器的應(yīng)用和進(jìn)一步開發(fā)問題第四節(jié) 建立顆粒污泥生產(chǎn)基地，開發(fā)顆粒污泥膨脹床第五節(jié) UASB反應(yīng)器處理檸檬酸工業(yè)廢水第七章 UASB反應(yīng)器應(yīng)用中有關(guān)理論問題的探討第一節(jié) UASB反應(yīng)器的啟動和顆粒污泥培養(yǎng)第二節(jié) UASB反應(yīng)器中的酸堿平衡及pH的值的控制第三節(jié) 硫酸鹽、硫化氫對UASB反應(yīng)器運行的影響及控制技術(shù)第四節(jié) UASB反應(yīng)器系統(tǒng)的監(jiān)測與控制第八章 UASB反應(yīng)器的設(shè)計指南第一節(jié) 預(yù)處理設(shè)施第二節(jié) UASB反應(yīng)器的設(shè)計計算第三節(jié) 各種類型廢水設(shè)計參數(shù)第四節(jié) 反應(yīng)器的詳細(xì)設(shè)計第九章 UASB工藝示范工程第一節(jié) 沂水玉米制品有限公司淀粉廠第二節(jié) 安微泗縣酒精廠第三節(jié) 河北冀東制藥廠第四節(jié) 連云港市發(fā)酵廠第五節(jié) 諸城興貿(mào)玉米開發(fā)有限公司成武分公司淀粉廠第六節(jié) 南京揚子PTA廢水處理工程第七節(jié) 中策啤酒廠廢水處理工程參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第一童　UASB反應(yīng)器帕原理與應(yīng)用　　第一節(jié)厭氧工藝的類型和發(fā)展　　一、厭氧工藝的發(fā)展　　早期的厭氧消化工藝可以稱為第一代厭氧消化工藝，以厭氧消化池為代表（圖1．1），屬于低負(fù)荷系統(tǒng)。早期的低負(fù)荷厭氧系統(tǒng)使人們認(rèn)為厭氧系統(tǒng)的運行結(jié)果不理想是本質(zhì)上不及好氧系統(tǒng)，不幸的是這種觀點一直延續(xù)至今。　　由于厭氧微生物生長緩慢，世代時間長，故保持足夠長的停留時間是厭氧消化工藝成功的關(guān)鍵條件。正是隨著對厭氧發(fā)酵過程認(rèn)識不斷提高，人們認(rèn)識到反應(yīng)器內(nèi)保持大量的微生物和盡可能長的污泥齡是提高反應(yīng)效率和反應(yīng)器成敗的關(guān)鍵。McKiney和Eck-enfelder等人在好氧及厭氧污水處理數(shù)學(xué)模型方面進(jìn)行的研究，從理論上闡明了將污泥齡做為生物處理設(shè)計與運行參數(shù)的重要性。事實上，一個設(shè)計合理的厭氧處理系統(tǒng)可以在停留時間非常短和負(fù)荷比好氧處理高的條件下，獲得較高的可生物降解有機物的去除效果?！　ehroppter仿照好氧活性污泥法，開發(fā)了厭氧接觸工藝（圖1-2）；增加微生物與廢水的固液分離與回流，從而可提高消化池的污泥齡，與普通消化池相比，它的水力停留時間可大大縮短。

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