UASB工藝的理論與工程實(shí)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(shí)現(xiàn)“一控雙達(dá)標(biāo)”的重要技術(shù)，是消減有機(jī)污染物、降低運(yùn)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(guó)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(guó)從80年代初開發(fā)和引進(jìn)UASB處理技術(shù)后，在國(guó)家“七五”、“八五”和“九五”幾個(gè)五年計(jì)劃期間持續(xù)攻關(guān)，在高濃度有機(jī)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(duì)高濃高廢水的特點(diǎn)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(jì)到目前為止在全國(guó)范圍內(nèi)，已經(jīng)建立了300～500個(gè)不同類型工藝的厭氧處理工程?！　≡诖似陂g國(guó)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(shí)間從幾十天縮短為一天到幾天。有機(jī)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(guó)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(guó)。　　比較我國(guó)厭氧處理工藝開發(fā)的現(xiàn)狀和國(guó)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(shí)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(guó)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(guó)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和簡(jiǎn)單化，使得運(yùn)轉(zhuǎn)人員和設(shè)計(jì)人員將精力放在反應(yīng)器的運(yùn)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。　　本書重點(diǎn)介紹了國(guó)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(shí)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(gè)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(gè)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(shí)現(xiàn)“一控雙達(dá)標(biāo)”的重要技術(shù)，是消減有機(jī)污染物、降低運(yùn)動(dòng)成本的有效途徑，特別是厭氧上流式污泥床技術(shù)在國(guó)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(guó)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(guó)家“七五”、“八五”和“九五”幾個(gè)五年計(jì)劃期間持續(xù)攻關(guān)?！　”緯敿?xì)地介紹了國(guó)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(diǎn)介紹了在國(guó)家“九五”攻關(guān)項(xiàng)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(shí)踐，對(duì)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(shí)對(duì)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(duì)比。本書可供從事廢水處理的科研、工程設(shè)計(jì)、教學(xué)和運(yùn)行管理等方面的人員參考。

作者簡(jiǎn)介

　　王凱軍，1960年5月生，山東人。北京市環(huán)境保護(hù)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(zhǎng)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(jiǎng)和國(guó)家發(fā)明專利，連續(xù)4年被國(guó)家環(huán)保局評(píng)為最佳實(shí)用技術(shù)。主持設(shè)計(jì)了多個(gè)較大廢水重點(diǎn)治理工程。還主持國(guó)家“七五”、“八五”和“九五”攻關(guān)課題。共承擔(dān)了國(guó)家、地方和企業(yè)的研究和設(shè)計(jì)等項(xiàng)目27項(xiàng)。獲北京市、國(guó)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(jiǎng)8次。并獨(dú)立編著中文專著和英文專著各1部，在國(guó)內(nèi)外的會(huì)議和期刊上共發(fā)表50余篇論文，其中13篇為英文論文?！　∽髣海?968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(jī)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(jì)與調(diào)試運(yùn)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(jì)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(jī)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(guó)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(hù)科學(xué)研究院，獲碩士學(xué)位，副研究員。賈立敏長(zhǎng)期從事污水處理的研究、開發(fā)與工程設(shè)計(jì)工作。先后參加、主持了多個(gè)城市及工業(yè)污水的工程設(shè)計(jì)。參加并負(fù)責(zé)完成了國(guó)家"九五"攻關(guān)等重大科研項(xiàng)目，承擔(dān)了國(guó)家和地方及企業(yè)的多項(xiàng)研究、開發(fā)工作。在國(guó)內(nèi)外會(huì)議和期刊上共發(fā)表論文10余篇。獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)等多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。

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(chǎng)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(guó)的應(yīng)用第四節(jié) 不同處理系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析第五節(jié) 不同UASB系統(tǒng)的對(duì)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(jì)對(duì)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(jī)的示范工程第八節(jié) 采用能處理高濃度SS的多級(jí)厭氧工藝第五章 UASB反應(yīng)器在精對(duì)苯二甲酸工業(yè)廢水中的應(yīng)用第一節(jié) 精對(duì)苯二甲酸工業(yè)廢水厭氧處理的問題第二節(jié) 精對(duì)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(shí)驗(yàn)第四節(jié) UASB反應(yīng)器與厭氧濾池的對(duì)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(dòng)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(duì)UASB反應(yīng)器運(yùn)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(cè)與控制第八章 UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)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(jì)計(jì)算第三節(jié) 各種類型廢水設(shè)計(jì)參數(shù)第四節(jié) 反應(yīng)器的詳細(xì)設(shè)計(jì)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(yáng)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(yùn)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(diǎn)一直延續(xù)至今?！　∮捎趨捬跷⑸锷L(zhǎng)緩慢，世代時(shí)間長(zhǎng)，故保持足夠長(zhǎng)的停留時(shí)間是厭氧消化工藝成功的關(guān)鍵條件。正是隨著對(duì)厭氧發(fā)酵過程認(rèn)識(shí)不斷提高，人們認(rèn)識(shí)到反應(yīng)器內(nèi)保持大量的微生物和盡可能長(zhǎng)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(jì)與運(yùn)行參數(shù)的重要性。事實(shí)上，一個(gè)設(shè)計(jì)合理的厭氧處理系統(tǒng)可以在停留時(shí)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(jī)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(shí)間可大大縮短。

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