三剑老师谈厌氧反应器设计

三剑老师谈厌氧反应器设计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。”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”。6、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——UASB——IC，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，有二条氧化沟，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500~600mgCOD/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。7、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。8、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？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？”内容不知所指，可进一步探讨。9、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。10、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。11、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％，是这样吗？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。12、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13、高浓度有机制药废水中含高浓度硫酸根离子是否对UASB工艺有影响，多高的浓度有影响？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。14、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