uasb设计大师谈

1、 什么类型的废水才适合用 UASB 技术？它对进水水质有哪些 要求？或者说进水的水质对用该技术产生什么影响？ 答：大家都不知道“ 什么类型的废水适合用 UASB 技术” ，这样问 就犯大错了！拿水来试，如果长期（6 个月以上）稳定（正负 5%）地保持 BOD5 去除率在 90%左右，并且，器内污泥量增加， 和有足够量的沼气产出。对这种水就能用 UASB 处理。少谈论， 进实验室去！ 2、三相分离器设计的主要核心是什么？它的角度如何根据水质 及工艺参数来确定？如何防止出水带泥花何克服浮沫问题？ 答：三相分离器的关键（核心） ，就是保证：产生的污泥量大于 流失的污泥量，反应器中的污泥量是增加的。凡能达到此目的的， 就是“好”三相分离器，别拘泥形式，别落入“前人”的桎梏。所以， 我说多了会增加此方面的危险，不便多说。出水带泥不能防，不 必防。浮沫不是问题，克服它干什么？ 3、UASB 的布水系统如何设计才能让处理效果比较好？如何设 计能形成良好的自然搅拌作用？如何防止进水通过污泥床时形成 沟流和死角？如今比较常见的在 UASB 池底布穿孔管，然后用泵 将进水抽进，请问这样的布水方式对处理效果有何影响？ 答：布水器和处理效率之间的关系不是十分明确。搅拌不是靠水 力，而是靠“气” 比水轻。产气良好的反应器可能无此问题。布水 器对处理效率的影响，我没有定量的数据支持，不清楚，不敢讲， 我想大家呢！谁有定量的数据支持的观点？你们研究研究。这类 布水器用起来还可以。 4、颗粒污泥如何培养？据称国内的 UASB 绝大多数难以培养出 处理效率比较高的颗粒污泥。 答：废水的类型、反应器结构一旦确定，颗粒污泥不是培养出来， 是结果，是设计和操作的产物。 你的意思是国内 UASB 没有颗粒污泥吧？！我基本同意，但不是 所有的国内所有 UASB,都无颗粒污泥，我知道有些 UASB，在很 长时间内都有很好的颗粒污泥。颗粒污泥和处理效率的关系可能 不是你理解的那样。厌氧污染物的去除效率和废水的类型、停留 时间等关系更密切一些，和是否颗粒污泥关系不很紧密。所以， “处理效率比较高的颗粒污泥。 ”这里可能有二个目标，一是处理 效率，二是颗粒污泥。 5、UASB 系统的稳定运行是如何控制的？我觉得现在生化处理 很多是靠个人的经验控制，缺乏成熟的方法，这是一项技术发展 的障碍，如何整理出系统的控制方法是很有必要的。 答：这是厌氧问题的关键。有些“专家” 在追求高负荷，能达多少 多少千克（语不惊人死不休）！而工程上真正的主要目标是“稳 定”。我同意现在主要是“ 靠个人的经验控制为主 ”的说法。但是， 这就是方法的一种吧。所以，我看过前年的春节晚会后，就老讲： 我们是污师（污水处理工程师） ，是“巫师”（靠个人的经验来办 事） 。不是“技术发展的障碍 ”，是技术发展的动力，是目标，是 大家用武的舞台。 我在许多场合下讲自己的“梦想” （这里是第一次）： “把一个反应 器的水取出来，用某种仪器一分析，就知道三天之后会出事。 ” 2、 最后一段，本人在此处“信口雌黄” 原因，就是不愿不会编书， 又没有想当教授、专家、名人的压力。或许，我们的讨论将来可 能成为一本“著作” 呢。由心而发的是 “著” ，东抄西拼是 “编”。但 有朋友讲：编书也是推动社会进步，贡献多多。现在老到“不太” 走极端了，同意！所以，才有今天的讨论。是不是贡献不敢讲， 但敢讲：“ 这是心里话” ！应该贪心，它进步的最原始动力，如果 索要公开的资料还不能算是贪心呢。认识到“何况知识和技术是 要多年的积累的，宝贵的经验更是积累中的沉淀”。是很难得的， 何况，厌氧又是“只能意会，不能言传 ”的巫术。无密可保，放开 来问。如果上一下“ 苏州科技学院 /科技处/科研机构 ”可能得到一 些工程信息，注意是 2001 年前的内容，现在由于惯性力作用， 又有几个新工程，以后整理出来供大家“扁” 。 ABR 是个非常先进的技术，我毕业论文就做的 ABR 技术，您为 什么不进行研究和应用呢？ 答：一个技术是否先进，很难判断，我个人认为：（1）看其本 质上和其他技术的区别；（2）分析使用对象的具体情况。一般 来讲，越离自然状态远的，人工控制能力越强的技术，就越“先 进”。例如，自然界中的厌氧、好氧反应现象，比人类的历史早 多了，我们能惊叹在大自然的奇妙，而不能讲大自然的技术水平 很高。从厌氧发酵罐UASBIC，反应器结构越来越复杂， 人对厌氧过程的控制能力越来越强。单位体积的处理能力越来越 大，单位体积的造价也越来越高，也越来越依赖控制能力、控制 水平。对于“地多人少 ”的个案，厌氧氧化塘可能最好；而对于 “可 用面积极小”的个案， IC 系列的反应器可能最好。总之， （1）厌 氧技术是一种实用技术，不能脱离实际情况，而讲某种技术先进； （2）如果其它技术还存在，说明有其存在的理由。ABR（厌氧 折流板反应器）技术，我院研究的很多很早，从公开发表的文章 的数目看，我院做得可能是最多的。ABR 是厌氧技术的一种，脱 离“个案的实际情况 ”我不好谈其是否先进，但是，有二点请你注 意：（1）应用实例并不多，成功的个案也极少；（2）属于多级 （或多相）串联反应器。厌氧技术的最大问题之一：容易酸败， 多级串联对“酸败” 的发生 “更有利”些。我们对 ABR 很早就关注， 也反复讨论。看一个实用技术，不应该看它的优点，而应分析其 缺点。我们一直没有找到 ABR 比 UASB 等技术更适合的个案， 所以，一直没有用。当然，多少也有点“门派” 的思想， “以小人之 心度君子之腹”地怕别人生气。去年，有一个啤酒厂，有二条氧 沟，想改一条为厌氧，一条为好氧。我们看这个 CASE 挺适合的， 就悄悄地改一条沟氧化沟为 ABR，今年调试下来，和预想的没有 大的出入，进水 3000m3/d，2500mgCOD/L，出水 500600 mgCOD/L。如果能稳定一年，就可给自己打 75 分了。如果，想 知道 CASE 更详细的内容，我们可以面谈。 1. 三相分离器关键是那里,如何设计,请给指点一下. 答:这个问题的本身就是个关键，关键之处各人看法不一，这 样才有了各式各样的“三相分离器” 。我个人有几点体会，供 大家分享： （1） 三相分离器的功能是什么呢？A：是保留足够多的、活 性的污泥在 UASB 内部；B：对污泥进行筛选。设计时要牢牢 抓住主要功能，兼顾辅助功能。 （2） 设计 UASB 时就应该预先估计（设定）污泥的粒度、 比重（将来的污泥是不是颗粒的） ，并估计污泥所产的气泡大 小。 （3） 弄清楚 UASB 污泥“流失”的原理。我认为：流失的原 因是多种多样的，但正常运行时（不是酸败期、没有急性中 毒、没有水力和负荷冲击、） ，流失是缓慢的，灾难性的 结果是长期问题的积累。污泥流失是污泥上所附的气泡所致， 当污泥和气泡形成的“团” 和水流同速运动时，就要流出去了。 （4） “理论计算” 的重要性远低于工程经验和教训，而对教 训的把握又靠“理论” ，否则盲目的 “改进”，事倍功半。 （5） 除工艺问题外，还应抓住力学、材料、防腐、等 工程问题，往往小问题引发大问题，千里之堤毁于蚁穴。 （6） 造价也是大问题，过去的价格不是很正常，现在应该 从设计上提高和其他技术的竞争力。 还有许多，但我的“二传手 ”（年轻人）告诉我：别写多！写 多了没有人看。 2. 布水系统如何设计才能布水均匀？还有是扩大单体的大小好， 还是使用串并联比较好，请教了？ 答：这方面更是“百花齐放 ”，我们自己也有三四种方法，在 这个方面大家吃亏很多。还是从头分析，什么是均匀（指标 是什么）？为什么要均匀？我个人认为：（1）只能是相对均 匀； （2）过去也谈过，我们没有掌握布水均匀和效果的定量关系； （3）堵塞是最大问题，而均匀性最多只能是第二。后面的 “还有是扩大单体的大小好，还是使用串并联比较好，请教了？ ”内容不知所指，可进一步探讨。 3. 污泥更新和颗粒污泥培养是如何进行的,请给以指点. 答：一般情况下，污泥不需要更新，也就是加一次就行了， 最起码这是我们追求的工程目标。污泥填加也是一门技术， 如果量小问题不大。在这一年内我们加了上万吨的污泥，量 变引起质变，提醒你一下。颗粒污泥的培养注意几点： （1） 判断某种水能培养出颗粒污泥，我个人认为，可靠的 办法：到实验室里做出来。可能没有捷径可走。如果你有更 好的办法进行判断，万望请不吝赐教，如果我们“俱乐部” 都 不说真话，会很快消亡。 （2） 在什么条件下能生成颗粒污泥。也要实验室的。注意： A、尽量模拟实际情况、条件。B、如果你让企业花很多的钱 去满足你的条件，你就离失败很近了；如果你要求工人很勤 快、很有能力，你离失败就不远了。C、所以，我过去发过 “牢骚”：什么水都别用 UASB，只有其他技术都不行了才用。 （3） 如果小试成功了，还有从非颗粒到颗粒的问题，在工 程实践中主要限制因素时间，大家都是急性子（投资之 后如此，在投资前性子都慢） ，环保局也不论青红皂白地要求 “限期”。所以，一般设计和调试合在一起，也应该把二者一 起考虑。 5. 请教专家，您设计的 UASB 上升流速一般控制在多少 答：我设计过几十套 UASB 系统，一般在几十厘米/ 小时到几 米/小时，具体问题具体分析。 6. 请问，国内的 UASB 设备达到设计负荷的比例是多少？我 听说过国内的 UASB 形成真正的颗粒化污泥的设备比例不到 50，是这样 答：在前天，一位清华的博士生和我的朋友聊起 UASB 现状， 他说：没有好的！上月咱们“俱乐部” 有人也指出这个问题。 你就婉转了，问“达到设计负荷 ”情况？也就是设计者自己给 自己打分。国内的全面情况，我们小单位不太了解。但是， 确实看了不少，听了不少，大家都不乐观。我个人认为原因： （1） 大家对 UASB 期望值太高；（2） 对业主许诺太多， 导致业主期望值过高；（3） 设计人员看书多，做实验少， 实验时间不足够长，什么水都敢做；（4） 设计的负荷太高， 没有考虑工业生产的波动、操作水平的低下、设备的粗糙、 等不利因素；（5） 某些环保设备厂在起哄，只考虑接 工程，不考虑做好工程；（6） UASB 的稳定性本身就有问 题，研究所里的同事讲：UASB 就是减肥药，谁接都要瘦一 圈。所以，我们现在采用 MIC 了。MIC 比 UASB 稳定性好些。 （7） UASB 一旦出问题，要花钱重新投加菌种；要花 时间重新调试，所以，一出事，大家都在扯皮。正常运 行的时间就不多了。 还有，大家对“厌氧行 ”都是瞎子摸象，记得前年，我国某著 名厌氧专家在文章上讲（并由他的同事在一学术会上宣读）： 他们做的 3 万立方米深度厌氧反应器，占全国的 96%。幸亏 我在现场，我说：我这次的文章中（我也写了文章去凑热闹） 就提到某厂 UASB 的体积就达 2 万多立方米！ 由此可见，大家之间信息多么不灵通。这也是我参加这个“俱 乐部”的原因。我不知道“ 比例”！ 我们设计了 15 万立方米左右的深度厌氧反应器，达到设计目 标的有 60%70%吧！主要原因：厂里没有那么多的水。所以， 我们最近的合同都有：“达到设计水量，或把厂方输送到 污水处理厂的水处理完，即为完成合同，”。正常使用率 在 80%左右吧，有个别的厂已停产。 产生颗粒污泥可能不是工程目标吧？当然大部分长期正常运 行的、高效率的 UASB 都有颗粒污泥。我们一般也要求管理 和操作人员，每周分析污泥的“品相” 一次。 7. 我做过的几个 UASB 设计负荷都在 10 公斤左右，和书上 说的国外的 30 公斤相去甚远呀 答：你呀！你不是害我吗！我在前面说了那么多的话，貌似 个专家。这样，不删了，给需要的人看看。 10 公斤左右是很好的，你是专家。实际运行在多少公斤？能 不能给大家举个实例，让大家分享？谢谢了！哪书上讲：国 外 30 公斤？我的印象是：有高有低 8. 是吗？我对 UASB 十分感兴趣，是否可以寄一点资料让我 们拜读一下，另外我想问一下高浓度有机制药废水中含高浓 度硫酸根离子是否对 UASB 工艺又影响多搞的浓度又影响， 答：看到上面的问题，知道你是专家。我过去对我的学生说 过：大家的问题是对于 UASB 知道太多。知道多了有害，正 如你自己的判断，国内 UASB 做得不太好，你看他们的文章 （东抄西抄，甚至胡编乱造，为了职称、学位，为了广告） 有什么利呢？走自己的路，你设计的负荷在 10 公斤，如果能 长期稳定地运行，你应该自己写书，请和大家分享，中国是 个大市场，不要怕别人也会 UASB。 制药废水你做过实验了吗？水质？小试结果怎样？硫酸根的 浓度多少？估计你是问：硫酸根浓度多少时影响 UASB 吧？ 这个问题是个难题，我们在解，但还不敢说：“没有问题了” 。 我可以肯定地说：硫酸根的影响有时是很大的，大到导致厌 氧 UASB 失败。 9. 公司的处理设施即将运行，UASB 池厌氧菌也准备购置和 培养，请问培养这一段时间应该注意什么问题，污水浓度控 制多少适宜 答：我是个“间接上网 ”者，有个“二传手”。不知是 “二传手”的 问题，还是你太急了，看不清这个问题。哈工大的一位博士 问过我这个问题，记的我当时的回答：相对待刚刚出生婴儿 一样对待你的 UASB，这是大家应该注意的。你是专家， UASB 的文章你可能看过成百上千篇，细节尽知。如果硬逼 我讲点什么，就抛砖引玉：你先做小试，从小试获得可能出 现的问题，并进行解决之。如果在工业规模，时间又很紧的 情况，压力就大了。 根据我们的经验，浓度控制是调试阶段的“表相” ，不是内核。 控制负荷在你污泥能承受的负荷之下。我用普通厌氧（严格 上讲应该是水解）后面加好氧池处理印染废水。因为废水呈 碱性，所以要用酸中和。但我用钛厂的废硫酸后，厌氧出现 跑泥现象，而相同条件下用另外的酸却不跑泥（但不知另外 的酸为什么厂的废酸，因为商业原因，原来的供酸者不提供） 。 经化验废硫酸中钛含量 4.1g/l，铁含量 1g/l。是不是钛对厌氧 菌产生毒害作用？另外的一个问题，这种情况下用什么样的 废酸能避免对厌氧的影响。 ” 不管怎样，这个问题我的看法如下： 1、 极可能是加废硫酸造成的跑泥，分析原因如下： （1） 在有硫酸根存在的情况下，由于硫酸根的化学活泼性比 CHO 中的 C 高，厌氧微生物首先选择硫酸根为电子的受体，硫 酸根接受电子后生成硫化氢、硫氢酸根、硫离子，也可能生成少 量的元素硫。而硫化氢、硫氢酸根是对厌氧微生物有毒的，杀死 或抑制了厌氧微生物生长。使厌氧污泥（微生物）的物理性质发 生变化，不再容易沉淀。 （2） 也可能由于硫化氢、二氧化碳气体的存在，污泥上附着有 极小的微气泡，使污泥漂浮。 （3） 也可能是突然加入硫酸，微生物还没有驯化好，使其物理 性质发生变化，而不易沉淀了。 2、 加硫酸的好处 便宜！可以在水解区去除更多的 COD。 3、 加什么酸好 有机酸（如乙酸等）最好，次之盐酸！注意盐酸中的氯离子也是 一种有毒（对厌氧微生物）物质，不能浓度太高。 4、 不加酸更好 分析一下，印染废水 PH 高的原因，采用生物调理的方法就更好。 二、能产生多少沼气废水中的 COD 在厌氧微生物的作用下，生 成气体从水中逸出、生成固体（微生物体）沉下来、生成不是污 染的水等，好氧也是如此，物理化学法也是如此。厌氧的特点之 一，COD 用于生成微生物量的比例很低，用于生成沼气的比例 很高，在进行沼气产量计算时，假设全部生成沼气误差不大。厌 氧系统没有添加任何“氧化剂” ，根据前面的假定，从水中去除的 COD，必然全部进入气体（沼气）中。340L 甲烷相当于 1kg 的 COD。所以，从水中每去除 1kgCOD 可以产生 340L 甲烷。这样， 我们能根据去除的 COD 量计算出来甲烷的产量了。沼气是由于 CHONSP 发生自身氧化还原反应的产物，例如 C 元素，一部分 被氧化了就生成二氧化碳，另一部分被还原了生成甲烷，N、S 元素也是如此。一般假定 H、O 不参与氧化还原过程（除非有大 量的氢气等生成） 。沼气中的主要组分就是二氧化碳和甲烷，二 者之间的比例和 CHO 的三元素比例关系而定， Bussel 有个方程 式，可以计算出来。例如，碳水化合物中 H、O 比例为 2：1， 碳的化合价为 0，所以，二氧化碳和甲烷的比例为 1：1。去除 COD 产生的甲烷量恒定，而甲烷与二氧化碳的比例是变化的， 所以，沼气的产量也是变化的。如果，是 1：1，沼气产量就是 680L/1kgCOD 去除。注意，二氧化碳比甲烷容易溶于水，所以， 沼气中的二氧化碳比计算值要少。 三、沼气的价值 （一）沼气的燃烧热 上回讲到在厌氧反应器中每去除 1kgCOD 能产生 340L 甲烷气体， 如果沼气中二氧化碳和甲烷的比例是 1：1，沼气产量为 680L。 如果某种废水流量 5000 立方米/日，浓度为 10000 毫克 COD/升， 在厌氧反应器中的去除率为 90%，那么，该系统的甲烷产量为 15300 立方米甲烷/日，大约 30600 立方米沼气/ 日。1 立方米废水 产生 3 立方米甲烷，6 立方米沼气。 查“化工手册 ”、 “燃烧手册”、 “化学” 等有关书，可以知道甲烷的燃 烧热：数值 单位 数值 单位 数值 单位 210 kcal/mol 877.8 kJ/mol 877.8 MJ/kmol 13.125 kcal/g 54.9 kJ/g 54.9 MJ/kg 9.37 kcal/L 39.2 kJ/L 39.2 MJ/m3 大家可能得到一些相差不大的数 据，注意：燃烧热有低值燃烧和高值燃烧热之分，这里给的是高 值燃烧热，对于沼气利用采用低值燃烧热就行了。我们的连续剧 重新开始。上回书讲到沼气用于能源的价值，那个例子水量好象 有点大，最后的产出都百万元、千万元级，有点吓人。但工程实 践证明确实如此，不改了。如果你的水量小、或浓度低，只要换 成去除的 COD 量就行了。如果用于化工原料是否更有价值？大 家可以讨论。用于能源都要一般总要燃烧，我们污师对燃烧学 所知不多，但一点都不知道也可能不行，我们试着向燃烧方面探 索着前进。错误总是难免的！请求大家原谅了！我们看到 “点击数”远比“跟帖数”多，说明我们社区有不少游客（浏览者） ， 他们对此可能不十分了解，因此，尽管我们估计你对此早已熟知， 还是把这些基本知识贴出来抛砖引玉。四、沼气的燃烧 （二）沼气的价值 我们查了一下，甲烷的低值热值为 35.9MJ/Nm3，如果假定沼气 中甲烷含量为 50%。主要能源的热值比较如下： 1、 标准煤的热值为 7000kcal/kg，1 立方米沼气相当于 0.66kg 标煤。例子中 30000 立方米沼气/日，相当于 20000kg(即 20 吨) 标准煤。 2、 原煤的热值若为 5000 kcal/kg，1 立方米沼气相当于 0.86kg 原煤，如果 500 元/吨原煤，例子中 30000 立方米沼气/ 日，用于 替代原煤，其年（300 日/年）产值相对于：近 4 百万元/ 年。 3、 煤油的热值若为 10300 kcal/kg，1 立方米沼气相当于 0.42kg 煤油，如果 5000 元/吨煤油，例子中 30000 立方米沼气/ 日，用于 替代煤油，其年（300 日/年）产值相对于：近 2 千万元/ 年。 4、 液化石油气的热值若为 12000 kcal/kg，1 立方米沼气相当于 0.35kg 液化石油气，如果 5000 元/吨液化石油气，例子中 30000 立方米沼气/日，用于替代石油气，其年（300 日/ 年）产值相对 于：近 1 千 5 百万元/年。 5、 煤气热值若为 1200 kcal/立方米，1 立方米沼气相当于 3.5 立 方米煤气，如果 2 元/立方米煤气，例子中 30000 立方米沼气/ 日， 用于替代煤气，其年（300 日/年）产值相对于：近 3 千万元/ 年。 6、 气田天然气热值为 8500 kcal/立方米，1 立方米沼气相当于 0.5 立方米天然气，如果 3 元/立方米天然气，例子中 30000 立方米 沼气/日，用于替代天然气，其年（300 日/年）产值相对于：近 1 千 4 百万元/年。我们在这里不厌其烦地给出固体、液体、气体 燃料， （1）给大家一些背景数据，以后可能用得上；（2）告诉 大家替代不同的燃料，价值差别大了。 （一） 沼气燃烧的空气量 我们还假定沼气的组成为甲烷比二氧化碳为 1：1。 同时假定：空气氧气和氮气比为 1：79/21 = 1：3.76 沼气燃烧的化学计量方程为 （CH4 + CO2） + 2（O2 + 3.76 N2） = 2 CO2 + 2 H2O + 7.52 N2 通过化学式可见： 1、 空燃比（空气沼气比） （空沼比）：4.76：1 即 1 立方米沼气燃烧需要 4.76 立方米的空气，通过此结论，我 们可以大致计算沼气燃烧所需的配风量。 注意：实际燃烧过程中空气量都是稍稍过量的，不同燃烧器的过 剩系统不一样，一般不会超出 1.01.2。 2、 空气甲烷比：9.52:1 即 1 立方米甲烷需要 9.52 立方米的空气， 通过此可以计算不同甲烷含量沼气所需的空沼比。 （二） 沼气燃烧的烟气量 通过燃烧的化学计量方程，可知 1 立方米沼气完全燃烧的所产生 的理论烟气量为 5.76，沼烟比为 1：5.76。 实际烟气量比理论烟气量多，多的部分就是过剩的空气。 注意：用烟气量设计烟囱等，千万别忘了计算排烟温度下的体积 流量。 爬树的猴子 一个猴子每天从地面上出发向一棵树顶爬，树顶结的果子是它的 唯一食物，摘了果子后回到树下吃。树越长越高，猴子每天要爬 高度也越来越高，大家可以想象，总会有一天，果子给猴子的能 量和猴子爬树摘果子所需的能量相等，从这一天起猴子就会越来 越瘦了，直到猴子饿死。大家还都知道：水向低处流，要想让水 从低处向高处流，必须借助于“水泵” 。大家肯定也都知道：在水 中某物质总是从浓度高处向浓度低的地方扩散。但是，水中的 COD（营养物）浓度比微生物体内的 COD 浓度低，但微生物却 能将营养物质从低浓度处向浓度高处迁移，靠什么呢？我们可以 称为微生物拥有“营养泵 ”。 微生物利用营养产生的能量如果和“营养泵” 所消耗的能源一样大 时，就象猴子吃果子获得的能量和爬树需要的能源一样大的道理 一样。 微生物体内 COD 浓度和水中 COD 浓度的差别越大， “营养泵”所 消耗的能量越大。如果水中的 COD 浓度低于某个值后，某种微 生物就无法正常生存生长了。这个浓度就是这种微生物的“最小 营养物浓度”。 好氧微生物利用氧气氧化分解有机物，厌氧微生物通过有机物的 自身氧化还原反应分解有机物，前者的反应能远远大于后者，所 以，好氧微生物“营养泵 ”具有的能量要比厌氧的大，好氧能将水 中 COD 浓度降得更低。微生物的最小营养物浓度（1）和微生物 的种类有关；（2）和微生物群落的食物链有关；（3）和营养物 的种类有关。定量的关系还要靠大家努力去研究、实验、测定。 有人将最小营养物的浓度 Cmin 定义为： Cmin = Ks b /( Yk b) Ks 是半饱和浓度 mg/L Y 是生物合成率 g 生物/gCOD 去除 K COD 利用率速率 gCOD/(gVSS d) B 世代时间 1/d一般好氧生物法，对 BOD 能利用到浓度为几 个毫克/升，而厌氧可能利用到十几仍至几十个毫克/ 升。从此看 到，在低浓度下（十几几十毫克/升）厌氧微生物也能生存生长， 反过来，厌氧微生物能处理 BOD 浓度仅有几十的低浓度废水， 而且效率还可以。 我们从此可以看到，我们从技术上只能驯化反应器中的“厌氧群 落”，只能给好的 “群落 ”，就是精度高的群落，提供好的生存生 长条件，以降低反应器的出水浓度。 因为背靠我国最早的卫生填埋的垃圾场，我们对卫生填埋研究起 步早，其中对垃圾渗沥液的研究也进行了多年。渗沥液的处理工 艺根据渗沥液性质和处理要求等等具体情况而定，技术上有几个 方面请注意了：（1） 渗沥液的浓度变化大 渗沥液的浓度受许多因素影响：填埋场的设计结构、填埋场的建 设质量、填埋场的填埋工艺、操作管理、天气、气候、城市所在 的地埋区域、填埋场的年龄、。 所设计的渗沥液处理厂、所制订的处理厂操作管理方法要充分考 虑这些因素。 （2） 渗沥液的可生化变化大 如果采用生物法为主的处理工艺，渗沥液的可生化性、及其变化 会影响处理的效果。一般新填埋的区域的渗沥液的可生化性好一 些，老堆的渗沥液的可生化性就差了。 （3） 渗沥液的不可生化 部分造成问题 渗沥液一般是垃圾生化的产物，又在垃圾层中停留很长时间，渗 出垃圾填埋区后又在“调节池” 中停留很长时间。其可生化的部分 已在进入渗沥液处理厂之前降解了相当部分，所以，应该注意其 COD 中的不可生物降解部分，尤其是老垃圾堆。渗沥液在调节 池中产生气泡，尤其在新启用的填埋场常见，令渗沥液处理的污 师们振奋，但是，仔细分析就令人不那么不振奋了。微生物和 “阶级斗争”（文革的嘴脸暴露出来了）一样：“无处不在，无时 不有”，在调节池中有一些（有一点）不令人奇怪。工程中有个 “相对论”，微生物总是相对于你的要求，不够多，或不够少；能 力不够弱，或能力不够强；，想它它不来，不想它时它出来 捣乱。在调节池里总是有，在厌氧池中又不够多。还有，如果在 调节池中的厌氧微生物足够多，足够强，厌氧池就可省去了。如 果在厌氧池中降解的很好，为什么不在垃圾堆里、调节池里降解 呢？对于具体工程的调试我们很希望帮忙，但也怕帮倒忙，越帮 越忙。所以，请你把具体的情况告诉我们，才敢发言。如果你不 愿将具体情况公开，请给我们电子邮件，并请注明“保密，不上 贴”等。 王老五先生：我们可能没有能将你的问题理解透彻，我们先试着 回答，如果“不对题” 你再下帖子。厌氧系统在需要较长时间才能 达到设计的污染物去除率，这段时间，一般需要几个月，甚至更 长。在达到设计的去除率的同时，还必须考虑厌氧微生物（厌氧 污泥）是否增长？是否达到设计的总污泥量？厌氧污泥的“泥相” 是否向好的发展？是不是稳定在一种泥相上，如颗粒污泥、絮状 污泥等等。如果一切都到达稳定的状态、原水的情况又没有变化、 操作也没有变化，厌氧系统的去除污染物的效率一般可以在相对 长的时间内稳定，这个时间可达几年，甚至“永远” 。如果在调试 期间，只是污染物的去除率达到了设计值，系统还没有稳定，污 泥还没有达到设计的量（甚至还没有增加） 。厌氧系统的去除率 可能会突然下降，甚至丧失。当然，也有特殊情况，在正常运行 期间，污泥越来越少，每过一段时间就补充一次污泥，或用不停 地补充。这种情况较少，要具体情况具体分析了。 冰山消融先生：从上海回来看到你的帖子，去上海参加网友聚会 了吗？你讲的垃圾渗沥液处理系统，前面是 4 级厌氧，我们估计 为：4 只串联的、有填料的、酸化池。你希望在厌氧池填料上挂 膜、或进行厌氧调试。有如下问题和想法： 1、 每个池子的进水方式？流动方式？停留时间？池子尺寸？填 料类型？填料安装方法？如果方便，能不能讲得再详细些， 这样，网友们才好给你出主意，否则可能“帮倒忙” 、 “越帮越忙”。 2、 COD 浓度 12 万不低！其可生物降解性怎样？你们做过实 验吗？还是仅从 BOD/COD 的比值进行分析、设计的？自己单位 设计的吗？ 3、 你如果讲“挂膜”，首先要定一个目标，怎么样才叫挂膜？填 料上挂多少 VSS 才能算挂成功？ 4、 你如果不考虑“挂膜”，只笼统地考虑调试。也要有个指标问 题，一般采用厌氧池的 COD 效率为指标。你现在给自己定的目 标 COD 去除率是多少才算调试成功？设计值是多少？达到设计 值效果稳定持续多长时间才算调试成功？也就是，首先定个目标， 最好是根据设计值为定目标。 5、 如果目标不高，也不考虑挂膜，并且厌氧池设计还行。不妨 先向厌氧池，不考虑其效果，让自然挂膜，把精力放在 SBR 调 试上，当 SBR 有剩余污泥时，把 SBR 的剩余污泥进到厌氧池中， 估计能增加厌氧的效率。 6、 好氧调试二三个月，厌氧再来上一二个月估计就差不多了。 总去除率稳定后，调试就算结束了。再想把总效率提高，就得另 想办法！ 7、 如果买厌氧污泥作为菌种，也是个办法，速度快一些。 在上海聚会时，有人提出：污水处理厂的主要费用之一是“提升 费用”。和我们的 “印象“出入很大,回来后赶紧 “验算.例题： 用“百乐卡”工艺处理生活污水，每小时处理 300 吨，一次提升高 度为 7 米，曝气量要求气水比为 15：1。分析提升电费和曝气电 费的关系。假定提升采用潜水泵 wq300-7-11 流量=300 立方 /小时,扬程 =7 米,效率=64%,配用电机=11KW 计算出提升 1 立方米水 1 米高所用电量=11*1/(300*7)= 0.0052kwh/(t m).一次提升 7 米,吨水提升费用=0.018 元/吨水(设电 费为 0.5 元/KWH) 看看曝气消耗. 如果污水流量=300 立方/小时,曝气量为=300*15/60=75 立方米空 气/分钟 采用某三叶罗茨风机 BK9020 流量=74.6 立方 /分钟 扬程=4 米水柱（由于不知百乐卡的曝气深度，取个较小的值 34 米水深） 配用电机=64.5KW 计算提升对立方米水曝气所用电量=64.5*1/300= 0.215kwh/t. 曝气电费=0.11 元/吨水 (设电费为 0.5 元/KWH) 是提升费用的 56 倍。 通过定量分析，曝气所用电费是提升所用电费的 56 倍。对于某 真实的处理厂，尽管我们的提升高度可能变化，我们的曝气量 （曝气深度）有所变化，但这样结论不会变：曝气电费远大于提 升电费，曝气耗电是主要“矛盾” 。 悠悠见南山先生:不知你讲的 UASB“底部、中上部”的具体含义是 什么。我们在工程中发现：在 UASB 第一个取样孔（离 UASB 底 1 米） ，往往 COD 去除率已是总去除率的 90%以上了。这样， 可能和你的说法有点区别，你的数据是看资料得到的？还是实测 得到的？如果是工程实测值，可能是你的 UASB 底部污泥的性 能还不算太好。我们早上在一分钟内能喝 200 毫米牛奶，但我一 天不能喝 288 升牛奶。所以，我们不能简单地把“中上部” 的空间 看成“无用”空间。上次看到某网友讲：间歇曝气，在停止曝气时， 污水和污泥不能混合了，在此时效果一定不好。我不以为然，也 回了帖子。你的问题可能和这个问题一样？现在，我们的 UASB 离“出满力”还差得很远！很远！我们还不敢讲“优化”。我们认为： 我们设计的 UASB 的问题不是“不优” ，而是“不稳”。 AX100 先生： 我们不是要指出：提升不是主要耗能之一。而是要计算提升到底 需要多少电，同时顺便提出曝气耗能，为大家展开曝气耗能作个 “引子”。你提出：一般费用在 0.4-0.45 元/吨废水，而水的提升 费用大概在 0.1-0.12 左右，所以说提升是污水厂的主要能源消 耗之一”这是一般情况，并且我想算一下，提升多少米需要“0.1- 0.12 左右”。如果算的不对，请指出，如果对了请大家留心。我 们从一个特例（300 吨/小时，一次提升 7 米）计算：提升不需要 如此之高费用，如果电费是一度 5 角的话。我们再次建议，大家 多计算、多定量分析。我们对曝气的想法是：穿孔曝气是主流， 大家继续提高。如果不进行“传统” 的曝气，曝气费用就省了。如 果你（或大家）需要听听这方面的我们的想法，大家可以继续讨 论。 王老五先生： 谢谢你关注本社区！ UASB 运行后一般去除率为多少？ 我们（EPAT）工程上做的水，都是易生物降解的水。所以，在 达到正常运行后，一般都在 90%左右。做样的方法：原水是全混 样（因为所有的污染都进器内了） ，出水为清液样（因为，这样 才准确一些） 。 沼气发电我们看了一些，没有试过，原因： 1） 沼气量不大时，不值得； 2） 发电机投资大一些； 3） 电费不高，所发的电和煤电、水电比没有优势； 4） 沼气有更好的用途。看我对绿野仙踪的帖子，你就能判断怎 么用沼气的顺序了； 5） 我建议：通入城市商业用气系统，欧洲这样做的多，价值最 高。中国市政是“高垄断 ”进入难。大家可以想办法。 6） 我再建议：沼气液化，自己进入商品气市场。 绿野仙踪先生：我们连续剧到哪里了？（二） 沼气燃烧的烟气 量 通过燃烧的化学计量方程，可知 1 立方米沼气完全燃烧的所产生 的理论烟气量为 5.76，沼烟比为 1：5.76。 实际烟气量比理论烟气量多，多的部分就是过剩的空气。 注意：用烟气量设计烟囱等，千万别忘了计算排烟温度下的体积 流量 鲠钉刺先生：我就是个马大哈，把你的名字看错了 2 个字。只许 生气啊！ 谢谢！ 1、 不曝气是不是好氧 首先要定义什么是曝气，我们环境工程就是年轻，许多重要的概 念都还处于混沌状态。如果定义曝气为“向水中传递氧气” ，不曝 气肯定不能算好氧！如果定义“通过人工措施向水中传递氧气” ， 同意 chzhm117：氧化塘是不曝气的好氧塘。还有，一般把需要 较大动力消耗的“穿孔曝气 ”、 “表面曝气”等才称为曝气，我们把 此曝气称为“传统方法的曝气 ”。 我在那个帖子中提“不曝气 ”是不进行“传统方法的曝气”。后来的 帖子已发现这个问题，用了“传统曝气” 这个词，如果不在这里解 释，也容易引起误解！谢谢你！ 2、 UASB 负荷低 是的！如果 UASB 负荷足够高，从“理论” 上讲：底部贡献逐步减 小，中上部的贡献要上升。但从实验室实测的结果看，负荷升到 3040gCOD/(L d)时，底部仍作了 90%的贡献，不知你是否做过 高负荷的情况。大家不要争论，到实验室里、工程上做做看。 绿野仙踪先生： 我们把沼气在如下方面用过： （1） 燃煤锅炉的助燃；,（2） 食堂用气、厂内职工舍宿用气; （3） 燃气锅炉;（4） 直燃式燃气制冷机;（5） 沼气加热炉; （6） 厂内生产用燃气炉灶。凉白开先生： 我同意你讲的设计原则。 但有几点大家仍可七嘴八舌话地讨论： （1） “穿孔曝气氧转移效率不足 10%”，我不同意此数据，30% 也不足不奇！ （2） “而射流器曝气效率为 30，耗能当然不同了”，对于不同 的曝气形式，我们不能从氧气转移率为判断“耗能” 。而应该用曝 气效率（一度电能转移多少千克的氧气进入水中）进行比较。 （3） 低运行费用是永恒的追求，所以必须有个定量的值：例如： 将 1 吨 1 米提升需要多少电量，去除 1 千克 BOD 需要多少曝气 量，需要多少电量，。如果不定量，就无法讲是不是达到了 设计原则。举个例如，在某市人大我提了建议：采用低占地的污 水处理工艺。市政局的领导约见我时，反复讲他们采用的水深只 有 3 米的三槽式氧化沟就是低占地的工艺。没有办法，我只好把 几种工艺的占地定量地算给他们看，并给出吨水需要的构筑物总 占地面积，他们发现自己的不是低占地的。 （4） 我们讨论某种曝气是否低消耗，就应该定量的给出几个定 量参数，这里我同意鲠钉刺先生的帖子。 （5） AX100 先生的曝气设备挺吸引人的，所以，我们在想得 到定量的描述。对于提升能耗只是“题外话” ，但是和我的“定量” 印象有点差距，就验算一下问题到底出在哪里？ 绿野仙踪先生： 前面的重复了，时间长了难免记不住。我们间隔短一点，所以， 在回答你昨天的问题后，再来上一段。为不啰嗦，我只把标题写 上，内容删掉。如果有网友想知道详情再说。 （三） 沼气燃烧的条件 沼气属于一种气体燃料，有气体燃料的共性，也有一些特殊性， 燃烧的条件还是“3T+1O”。 1、温度（Temperature）;2、燃烧停留时间（Time）;3 、燃料和 空气的混合（Turbulence）;4、足够的氧气（Oxygen） chzhm117 先生: 这个问题够我受的，又要多啰嗦了。 自己感觉失败的不多，过去我们是学校的老师，没有经济压力， 出手谨慎！过去我们有“5 不做” ，贡献出来让大家参考： （1） 没有钱单位的治理，不做！（解释：没有钱无法保证按图 施工，失败了解释不清） （2） 不上环保局限期治理（或关门） “黑名单”的，不做！（解 释：自发的搞，热情不会持久，环保要花大钱，想通过环保给自 己搞钱的领导，不会按图施工的） （3） 领导认为污染就相 “闯红灯”一样，花几个钱就消灾。这样 的单位，不做！（让谁都能“应付” ，我们反而不善于应付有关的 方方面面） （4） 凡污染我们没有做过小试、没有到过现场、没有把握的， 不做！（缠在手上就烦了，脸皮薄） （5） 简单招标不做！（我们污染治理比较复杂，不会相“买电 视机”一样简单。专家、领导在评标时权力无穷大，对于是否成 功，责任无穷小，较难公正） （污染治理还是工艺为最主要的， 而工艺还处在“巫术” 阶段，投标的造价相差 10 倍的都有，也难 为“专家”了。所以，我们不敢当专家、评委。来网上过把瘾） （因此，简单的招标不去，如果认真的单位，还可以考虑） 技术上我们有几个原则，可能也是保证了成功率因素，也贡献出 来供大家考虑： （1） 尽可能地不用新技术，一次决不在二个（或以上）的关键 之处用新技术。 （2） 工程无“对错 ”之分，只有“好坏”之别。但是，复杂就是 “错误”，尽可能地简单。 （3） 不要把瓶瓶罐罐的设备都拉过去，不用的不买，少用的也 尽可能不买。 （4） 设计过程中，尽量建议定型设备，最好标准设备，这些稳 定、安全。 （5） 最好不参与设备的采购，这样才能咬住牙关的“把好关” 。 运作上我们虽是外行，但也有几点体会： （1） 没有书面的合同不做，给私人做时也是如此，大家把说过 的话用书面文字固定下来，省得以后扯皮，大家都没有退路时， 就努力向前了； （2） 出现一些小改小变，大家不要扯皮，本着“多、快、好、 省”的原则把工程进行下去。你不别人（单位）扯皮，别人也会 同样对待你的。不给用户的具体操作人员添麻烦； （3） 让业主多参与，他们参与的越深，成功率越高。当然业主 参与也带来麻烦，大家不要怕烦！ （4） 少跑环保局，因为如果在做前、做之中，头上没有悬把剑， 大家都会偷懒，成功会降低。同样，如果没有环保局的压力存在， 老板（业主或施工方）们总要“省钱！省钱！再省钱！” 。 什么是成功我们也分为 4 个级别，大家在工程进行中和工程后都 对照着“检讨 ”，反正都说了，也写出来：一级：接活不容易！接 到活，就是胜利！ 二级：接活容易做活难，想按合同的要求稳定达标，难啊！必须 想方设法地把活做完！ 三级：达标容易要钱难！老板们都比我们清楚：要钱要钱，要钱 难于上青天！ 四级：人心隔肚皮，朋友最难交。如果工程结束走的时候，大部 分人能说：这个单位的人不错，这个活做得不容易，我们就满意 了。如果，业主还能主动让做二期、三期，就十分得意了。如果， 业主主动在行界介绍，让你在新的单位接到新的活，这会令我们 兴奋的！也有做的不好的，但没有找麻烦的。一般都是小变小改 就行了，也有实在少了些啥，做错了啥，业主却有难处，从设计 费中掏几百、几千的请工人喝喝老酒（或买二个阀什么的） ，也 有过二三次以上。就是不扯皮！ 绿怡先生： 谢谢关注本区！你元月开始，已下了二千多帖，工作勤奋！向你 学习。 看来以后我们要多谈点好氧了！大家可以肯定：在好氧上 EPAT 也有许多许许“奇谈怪论 ”，我们不信任“一般情况”。认真！又外 行！所以，不合时宜的东西就多一点。 第 1 个问题 出水浓度高的反应器中生活着“营养泵” 耗能低的微生物，他们不 能把 COD 利用到很低，我们可称为这样的反应器精度低。注意 我这里讲的是“出水浓度 ”。负荷高是进水水量和进水浓度乘积高。 低进水浓度下，只要水量大，负荷也高。如果负荷高，出水浓度 很高，不能说明降解速度快。 “负荷者” 在单位时间内施加在反应 器单位体积中的污染总量也（可能没有降解就流出去了） ， “降解 速度”是单位时间内单位体积中降解的污染总量也。在考虑问题 “粗一些”的时候，我们提 “负荷”，否则我们最好提：降解速度和 精度 如果进水浓度高，使营养泵的耗能低一些，一般有利于降解速度， 使负荷可以提得更高一些。但是，进水 COD 浓度高不一定就是 “微生物周围的 COD 浓度高 ”。所以，就带出了我们前面讨论过 几次的“底部贡献 ”的问题。同样，也给我们（巫师们）提出目标： 设计出好的反应器负荷高（进水浓度高） ，出水浓度反而不 高！ 第 2 个问题 注意我说 “不一定”，如果可生化部分在水解中降解 了（生成微生物和 CO2） ，就可能降低生化性了。主要原因：把 大分子变成小分子，是定性的谈法，而我没有定量支持的情况下， 都说成“不一定 ”。 “不一定”不是否定，而是值得进一步研究。 抗生素种类很多，生产工艺也很多。有些废水就很适应于厌氧技 术，最早的厌氧用户之一，就是青霉素厂。对于某种废水能不能 用厌氧，我还是那句老话，拿水在实验室里先试。我希望改变现 在环保界的一个大毛病理论分析。我们的能力有限，但可以 不停地、大专地呐喊。 “含盐量高”是一种定性的说法，高低是相对“心情”而言的，最好 有定量的数据，让别人自己给结论。记得碧清先生在他的工程实 例中，提到 NaCl 为 13%，30000Ppm 的盐，他都不讲是高盐分， 他给出的就是定量的数据。同样， “大量生物抑制剂” 也是定性的 说法。 UASB 对硫酸盐的承受能力确实说法混乱，且大部分书作者都是 “抄” 的。生物实验又比较难做，我们所里的小年轻，做人工配制 的水还常“酸化 ”呢。如果把硫酸根列为专门的研究对象进行研究， 难度不小。我们尝试过好几次了，希望找到定量的结果。但总还 感到信心不足，所以，数据从不许他们发表。我们也没有专门对 高硫酸根的废水进行工程实施的成功的经验，现在手上的二个工 程，也是赶鸭子上架，被人逼着干的，还在作难呢！所以，我们 对硫酸根高的废水，如硫酸根浓度超过 500mg/l 的，或硫酸根浓 度除以 COD 浓度大于 10%20%的，我们都给予特殊的注意，在 小试稳定很长时间（超过 6 个月）后才敢动手实施。上面的回答 可能令大家失望，没有办法，这不是“世上无难事” 的问题。 清荷听雨先生： 看了你的帖子，挺有意思。有几点想法和你交流，怕放在你的社 区耽误事，放在此处。对错都是一家之言： （1） “无动力污水处理系统” 本身不是新事物，我在网上搜索一下， 查到几万个相关条。 （2）建筑行业一般称为化粪池，化粪池一般总是无动力的。也 搜索了该词，也有几十个条。 （3）世界上采用化粪池已有几百年的历史了，我国的化粪池也 有百年以上的历史，上海滩上的老建筑好多都有化粪池。 （4）后来被“环保人士 ”所“发现”，认为化粪池的作用很希奇， 很好，但叫“化粪池” 太土了，叫 “无动力生活污水处理装置”就十 分吸引人了。 （5） 这种“现象” 最早好象出现在江苏镇江，上世纪八十年代的 事了。可以讲在各个城市都时髦过一段时间，在上海还送好几个 领导进监狱呢。 （6） 如果把你的技术列为 “无动力污水处理技术”你别认为我太 武断。我们想知道除