污水處理三項分離器原理

1. 污水處理三相分離器破損會造成什麼後果

三相分離器主要是把污水、污泥、氣體分離，壞了容易跑泥，氣體不容易收集，甲烷是易燃氣體，聚集多了，有一定的危險。

2. 豬場污水處理流程

養豬場污水處理常用的工藝為厭氧-好氧-氧化塘，均採用鋼筋混凝土結構，投資大，運行費用高。我們在設計時進行了各種工藝的篩選比較， 用投葯混凝、厭氧接觸工藝、厭氧過濾器、上流式厭氧污泥床、復合式厭氧污泥床和厭氧塘雖然有好的處理效果，但建設費用和運行成本高而無法承受，因而必須尋求新的既簡易又穩定可靠的方法。
因此，我們選擇新型厭氧一兼氧組合式穩定塘處理工藝，充分利用規模化豬場的地形地勢，妥善地解決了規模化豬場污水污染負荷高和養豬行業的利潤低的兩大難題。此工藝有效地把上流式厭氧污泥床移植到兼性塘來，它具有投資省、運行費低、操作管理方便、能源可回收（目前未回收）的特點。
3.工藝流程
養豬場污水處理流程見圖1。

4.工藝流程說明
①固液分離
從豬捨出來的水經集水井提升泵送到設於鼓風機房頂部的水力分離篩網，經篩網過濾，使糞渣分離。污水進處理單元，回收糞渣外售。
②組合式穩定塘
組合式穩定塘共設2個自然塘（每個自然塘面積約2000m2），平時並列運行，清塘時（幾年後清一次塘），一塘運行，另一塘清泥。在塘的中央設置一個厭氧反應區，深5.0 m。污水從配水井用管道重力引入至厭氧反應區底部，並均勻在厭氧反應區底布水，污水經厭氧反應區底部均勻向上流動，從污水的流態來看，其結構類似上流式厭氧污泥床（UASB），污水和甲烷氣都向上流動，經過厭氧污泥床。所不同的是UASB上下流速相同，同時內有三相分離器，而組合式穩定塘上下流速不同，厭氧反應區底部流速大（約0.21 m3／（m2•h）），厭氧反應區上部流速小。最後，污水流向塘的四周進行沉澱（類似UASB的三相分離器）。
組合式穩定塘的工作原理是：從微生物類屬來看，塘分為3種微生物反應區。即厭氧反應區、兼氧反應區、好氧和藻類生長區。詳見圖2組合式穩定塘斷面示意。

3. 污水處理中三相分離器是指哪三相

三相分來離器主要用於自氣－固－液三相分離,屬於分離設備.該分離器由泥倉,水倉兩部分構成,兩者上,下相連,成為一體.泥倉由筒體,封頭,進氣口,出氣口,過濾組件,擋泥柵,卸泥器,排水口及人孔組合而成。常見的有玻璃鋼三相分離器。玻璃鋼是一種良好的絕緣體,要在易燃、易爆的油、氣環境下安全使用,如何防止油、氣流動中產生的靜電集聚和靜電的導出,就成為研製成功與否的關鍵問題。網路武漢格林環保詳細了解

4. 污水處理廠的主要設備用途和原理

污水處理設備能有效處理城區的生活污水，工業廢水等，避免污水及污染物直接流回入水域，對改善生態答環境、提升城市品位和促進經濟發展具有重要意義。
工作原理
超濾是一種以篩分為分離原理，以壓力為推動力的膜分離過程，過濾精度在0.005-0.01μm范圍內，
可有效去除水中的微粒、膠體、細菌、熱源及高分子有機物質。可廣泛應用於物質的分離、濃縮、提純。超濾過程無相轉化，常溫下操作，對熱敏性物質的分離尤為適宜，並具有良好的耐溫、耐酸鹼和耐氧化性能，能在60℃
以下，pH為2-11的條件下長期連續使用。

5. 厭氧反應器的作用及工作原理

作用：抄採用生物法處理廢水襲。

工作原理：ECAR充分利用了厭氧顆粒污泥技術，通過外循環為反應器提供充分的上升流速，保持顆粒污泥床的膨脹和反應器內部的混合，提高了反應器的處理效率。

高濃度廢水由布水系統從ECAR底部泵入，與反應器內的厭氧顆粒污泥充分混合，絕大部分有機物質被轉化為沼氣，氣液分離模塊將沼氣、水和污泥實現良好分離，沼氣由頂部進入沼氣輸送系統，廢水由出水管流入後續處理系統，厭氧污泥迴流至污泥床。

(5)污水處理三項分離器原理擴展閱讀

厭氧反應發生在廢水和污泥顆粒接觸的過程。在厭氧狀態下產生的沼氣（主要是甲烷和二氧化碳）引起了內部的循環，這對於顆粒污泥的形成和維持有利。在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上，附著和沒有附著的氣體向反應器頂部上升。

上升到表面的污泥撞擊三相反應器氣體發射器的底部，引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。氣泡釋放後污泥顆粒將沉澱到污泥床的表面，附著和沒有附著的氣體被收集到反應器頂部的三相分離器的集氣室。

6. 高含水期油田原油預分水技術

胡長朝 黨 偉

（中國石化石油勘探開發研究院，北京 100083）

摘 要 國內外大部分油田已進入高含水開發期，原油綜合含水率高達90％以上，造成原有地面系統超負荷運行，改造投資、能耗及運行成本急劇增大。針對這一問題，部分油田開始在集輸系統的接轉站實施預分水，分出的污水就地處理達標後回注地層。本文從技術原理、優缺點等方面對國內外普遍應用的預分水技術進行了評述，並對其未來的發展進行了展望。

關鍵詞 預分水 高含水期 展望

Predewatering Technology for Crude Oil of

High Water－cut Oilfield

HU Changchao，DANG Wei

（Exploration and Proction Research Institute，SINOPEC，

Beijing 100083，China）

Abstract Most of domestic and foreign oilfields have entered the high water－cut stage and the comprehensive water－cut of crude oil has reached as high as 90％ or above，which leads to the overload operation of the existing surface system and the rapid increases of the reconstruction investment，the energy consumption and the operating cost.For this problem，some oilfields begin to carry out predewatering at block stations of gathering and transferring systems，and the seperated sewage is treated in situ and reinjected to the ground after reaching the water quality standard.The paper reviews the predewatering technology commonly used at home and abroad from the aspects such as technical principle，advantages and disadvantages，and looks into its future development.

Key words predewatering；high water－cut stage；prospect

國內外油田開發都經歷著產油量上升階段、油量達到高峰穩產階段和油井見水、產量遞減3個階段^［1］。目前，我國東部主力油田大部分已進入高含水或特高含水開采期，原油綜合含水率已超過90％，有的油田甚至高達98％，油田開發已由 「採油」 變為 「采水」。在高含水期，含水率的小幅上升會導致液量的大幅度增加。以勝利油田為例，全油田綜合含水率在91％～92％時，含水率每增加0.1％，液量每年就增加約375×10⁴ t，增幅達1.25％。由於地面處理系統利用的是中、低含水期的生產設施，因而不能適應產液量劇增和以水為主的處理需求，主要存在以下問題：

1）集輸和污水處理系統處理能力明顯不足，超負荷運行，處理效率低下。

2）原有設施需不斷擴建，改造工程量和投資費用過大，並且原有流程的改造也十分困難。

3）能耗及成本增大。在油田中、低含水期開發階段建設的原油脫水站，大多採用兩段脫水工藝，高含水原油集輸至集中處理站後全部進入加熱爐加熱，大部分熱能消耗在對污水的加熱升溫上。在一個進站液量為1700×10⁴ m³/a、綜合含水率為95％的聯合站，將來液升溫7℃，僅一次加熱爐的燃油消耗就達1.45×10⁴t/a以上，其中污水吸收的熱能大約佔97％，造成了能量的極大浪費^［2］。脫出的污水需返輸至注水站，污水往返輸送成本、降回壓泵能耗、運行管理維護成本等增大。另外，隨著含水率的上升，油井排來液的溫度越來越低，熱量及化學助劑等的消耗進一步增大，導致噸液、噸油處理成本急劇增加。

4）大量污水的循環加速了管道和設備的腐蝕，縮短了設備的使用壽命。

實施預分水，盡早把污水分離出來，減少污水流動環節，可有效解決以上問題，大幅降低能耗、成本和改造投資，提高經濟效益。因此，國內外油田一方面加緊研究適應高含水期油田生產需要的預分水技術，成功研製出了末端分相管、水力旋流器等高效預分水裝置；另一方面對原有流程進行配套改造，增加預分水環節，由采出液全液在聯合站集中加熱脫水改為在各井場、分壓泵站、接轉站進行低溫預分水，分出的污水就地處理達標後回注地層，剩餘低含水油再送至聯合站集中加熱處理。目前，國內外常用的預分水技術主要有三相分離技術、旋流分離技術、末端分相技術、斜管預分水技術和低溫破乳技術。

1 三相分離技術

三相分離器的技術原理是油水混合液經設備進口進入設備，經進口分氣包預脫氣後進入水洗室，在水洗室中油水混合液發生碰撞、摩擦等降低界面膜的水洗過程分離出大部分的游離水，沒有分離的混合液經分配器布液和波紋板整流後進入沉降室，並在沉降室進行最終的油水分離，達到脫水的目的（圖1）。三相分離器綜合應用了來液預脫氣、淺池布液、水洗破乳、高效聚集整流和油水界面控制等數項技術，在國內外油田得到廣泛應用，其中尤以我國應用水平最高^［3］。

圖1 高效三相分離器原理圖

我國陸上油田大多將三相分離器改造為預分水器進行預分水。河南油田規劃設計研究院根據高含水期油田原油物化特性，研製出了HNS型三相分離器，其外形尺寸為φ3000mm×10608mm×10mm，分離器內分為預脫氣室、穩流室、水洗室、沉降分離室、油室、水室、氣相空間、氣包等部分。該型三相分離器採用了氣體預分離、二次捕霧技術和活性水水洗強化破乳技術，提高了油水分離效率；利用雙隔板結構U形管壓力平衡原理，實現了油水界面控制；合理配置設備與工藝控制的有機結合，提高了自動化水平。將HNS型三相分離器改造為預分水器，其處理能力為同規格傳統設備的4～8倍，針對河南油田密度為0.85g/cm³ 的輕質原油，經一次預分水處理，出口原油含水率在0.4％以下，污水含油低於500mg/L^［4］。

勝利油田 「十一五」 期間在33座聯合站推廣應用高效三相分離器152台，處理進站液量67.55×10⁴m³/d，原油含水率從85％～90％降至50％～60％，每天節省加熱燃料900t左右，取得了良好的節能降耗效果。以坨三站為例，進站液量為3.5×10⁴m³/d，應用高效三相分離器預分水後，分離器出油含水率由94％降低到15％，加熱液量下降了90％，年節約燃料油1068t。對於邊遠小斷塊油田，勝利油田將原來的高含水全液外輸至較遠聯合站、注水水源回調改為就地預分水處理後回注、低含水油外輸，在15座接轉站應用三相分離器32台，分出水6.98×10⁴m³/d，污水就地回注後實現污水替代清水0.6×10⁴m³/d，每天減少3.6×10⁴m³污水往返輸送，節約輸送電耗3.75×10⁴kW·h，年降低加熱能耗7.06×10¹⁴J，同時解決了部分油田欠注的問題，緩解了污水回灌壓力。

三相分離器用作預分水器，具有處理能力大、分離效率高、運行工況穩定、管理方便、自動化程度高等特點，含水原油經一段處理後獲合格凈化原油標准；但三相分離器是以出油含水率達到一定指標為目的設計的設備，污水分離凈化的有效空間不足，造成除油效率低，分出水含油指標一般控制在1000mg/L以下，實際運行中水中含油在500 ～1000mg/L之間，後續污水處理系統需採用二級除油加過濾的處理工藝，投資、佔地和運行費用均較高。

2 旋流分離技術

圖2 水力旋流器原理圖

水力旋流器的工作原理是在油水存在密度差的情況下，使含油污水在水泵或其他外加壓力的作用下，從切線方向進入旋流器後高速旋轉，在離心力的作用下，水向器壁運動，形成向下的外旋流，通過旋流器底部出口流出（底流）；油向旋流器軸心處運動，形成螺旋上升的內旋流油核，由上端溢流而出（溢流），最終實現油水分離，如圖2所示^［5，6］。

旋流分離技術是油田高含水期節能降耗行之有效的工藝手段。水力旋流器可以使高含水原油在不加熱的條件下實現游離水脫除，節約大量的燃料，歐美國家海上油田廣泛用作預分水器，陸上油田基本不單獨使用，目前發展方向主要是作為前端預處理器與其他技術組合應用。旋流分離技術在國內尚處於研究開發階段，未得到大規模應用。勝利油田開展了旋流分離技術試驗，研製了以旋流和沉降相結合的試驗設備，其工作原理為油、氣、水混合液進入旋流筒，靠離心旋轉分離和重力作用，脫除90％以上的伴生氣，該氣體與分水器內的少量氣體一起經二次除液後，由壓力控制進入氣體系統，油水混合液經配流管均勻進入分離區，再經整流迷宮板緩沖整流進入沉降區沉降；在沉降區內，靠加熱器進一步激發破乳劑的活性，使乳化液破乳分離，油滴聚結上浮，脫水原油經隔板進入油室，再經液位控制流出分水器。該試驗設備的技術關鍵為：(1)分水器進入端設計了預分離旋流器，採用預分離技術，將混合液中95％以上的氣體預先分離；(2)設計了配流管和整流迷宮板，使高效分水器內流場穩定，便於油水分離；(3)分水器內部設有加熱器，既能激發破乳劑活性，又能避免對底部污水的加溫；(4)設計的水位調節器能自動調節分離器內的油水界面，處理後污水含油基本在500mg/L左右。江漢油田進行了兩級旋流分離工藝研究，兩台旋流器串聯應用，一級進行預分水，二級對一級分出的水進行除油處理。現場試驗後，馬王廟油田馬56站一級旋流器分出污水占總液量的50％以上，二級旋流器除油後污水含油在100mg/L以下^［7］。

水力旋流器用作預分水設備，具有質量輕、佔地面積小、單位容積處理能力大、分離效率高、分離速度快、投資小、構造簡單、本身無活動部件、易於安裝和維修等優點，但也存在著許多缺點，如旋流管易磨損、氣體影響分離效果、提升和旋流造成原油乳化不易分離、出水水質不平穩、動力消耗較大、可有效分離游離水卻對乳化水基本沒有分離能力、分出水含油偏高（1000mg/L左右）等，難以得到推廣應用。

3 末端分相技術

末端分相管是一段直徑加粗了的末端集輸管線，長約45m（長度取決於原油的特性和預分水效果），直徑1020～1220mm，兩端用球蓋封堵，主要用於高含水油田原油的預分水和污水凈化。末端分相管在管內完成油氣水分離的5個過程（流體水力攪拌、質量交換、擴散、重力沉降、在聚結器內使水滴聚集），同時具備多種裝置的功能（Ⅰ級分離裝置、預分水裝置、預凈水裝置），在前蘇聯得到較多的應用。西西伯利亞地區的塔什金諾沃油田在叢式井井場或增壓泵站上配備了兩根直徑1020mm、長250m的末端分相管，液體處理能力達30000～32000m³/d，每天可分出7800～9000m³的游離水，游離水分出率達60％，而出口原油含水率僅為9.3％～12.5％。

末端分相管能在油田配套工藝流程中取代造價昂貴、數量眾多的Ⅰ級分離裝置和脫水裝置，大幅度降低投資（可降低總投資25％～40％），具有製造與控制操作簡便、液體處理能力大的特點，可用作小型和邊遠油田的預分水器，缺點是分離效率較低，分出水含油偏高。

4 斜管預分水技術

斜管預分水器的工作原理是自然沉降結合淺池分離，主要用於分出遊離水，歐美稱之為仰角式游離水脫除器。其是將卧式和立式游離水分離器相結合，採用仰角設計，克服了立式容器內油水界面覆蓋面積小、卧式容器油水界面與水出口距離短以及分離時間不充分的缺點。來液進口位於管式容器的上行端，水中油珠能聚集並爬高上行至頂端油出口，而水下沉至底端水出口排出。

斜管預分水器結構簡單，造價低，佔地面積小，主要用於對分出水含油要求不高的摻水油田，將分出的污水就地回摻，以降低集輸系統摻水能耗和管線投資，並減少聯合站的運行負荷。俄羅斯在其高含水和特高含水原油集輸中廣泛採用斜管預分水器（直徑為1220mm，傾斜角度在45°左右，液量處理能力為10000～15000m³/d），用於脫除80％的游離水。歐美國家也開發並推廣應用了該類設備，但在斜管仰角設計上採取了較低角度，為12°^［8］。斜管預分水器目前在國內沒有得到廣泛應用，僅河南油田1個計量站應用，分出水水質無法控制，出水含油一般在1000mg/L以上，分離效率較低。

5 低溫破乳技術

利用低溫破乳技術來進行預分水是比較經濟的。加拿大研製的原油聲波破乳設備，可安裝在高含水油井管徑小於4in的集油管線上，使處理後的稠油含水率最低降至1％，節省葯劑投加量50％。美國的微波破乳MST模塊化撬裝設備在現場試驗中也取得了成功，效果顯著^［8］。

近些年來，隨著注聚等3次採油工藝的應用，采出液物化性質發生了較大變化，且乳化現象十分嚴重，導致預分水難度加大。各油田為了彌補機械方法的不足，普遍開始重視高效設備和化學助劑的綜合應用，即在原有預分水工藝的基礎上，投加預脫水劑，使高含水期大量污水在較低溫度和較低化學葯劑加入量條件下得到有效分離。H1聯原油黏度高，污水含油量高，乳化嚴重，採用機械方法進行預脫水有諸多不便，通過選用高效預脫水劑，在進站溫度下，采出液中80％以上的污水實現預分離，分出的污水含油在100mg/L左右，可直接進入污水處理系統，節省了大量的天然氣和破乳劑，並且工藝改動量小、投資少、易推廣應用^［9］。遼河油田通過大量室內試驗，研製出了預脫水劑，在原有設備基礎上優化工藝流程，在進站不加熱的條件下分出遊離水，再進行後續處理，取消一段加熱，節省了大量破乳劑，經濟效益明顯，全公司推廣後，每年可節省操作費用4000萬～5000萬元。

化學葯劑的引入，導致預分水費用增加，後續污水處理難度加大，如何趨利避害，有待深入研究。

6 預分水技術的發展方向

目前各油田採用的預分水技術在一定程度上起到了預分水的效果，但這些技術的主要控制指標是原油含水，對分出水中含油則限制較少，造成分出污水含油高達1000mg/L左右，這樣污水處理系統需要進行一級除油、二級沉降加過濾的復雜處理工藝才能使污水水質達標，污水系統佔地、設施投資和運行費用很高。預分水技術未來主要向以下方向發展：

1）加速高效油水分離設備、分離技術的研製和推廣。

2）在研製高效預分水設備時，更加註重降低分出污水中含油指標的研究。

3）向各種技術的集成化、一體化、小型化、低投資和低成本方向發展，如旋流、氣浮、沉降、聚結等的優化集成，物理、化學和生物方法的綜合應用等，以發揮不同技術、手段的優點，擴寬預分水技術的使用范圍，提高預分水設備的穩定性和處理效果。

基於此，筆者正在開展新型一體化預分水除油技術研究，通過綜合應用旋流、氣浮、聚集和三相分離等技術，將預分水與污水除油功能有機結合，形成一體化裝置，在高效預分水的同時，強化污水除油功能，改善出水水質，使出水含油降到15mg/L以下，從而簡化後段處理工藝，減少投資和運行費用等。該項研究目前進展順利，室內試驗已達到預期效果，現場試驗正按計劃進行，專利成果也正在申報中。

參考文獻

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7. 污水處理厭氧池三相分離器沼氣出口冒氣泡出來的原因

兄弟，這是有機物經過產氫產乙酸菌和產甲烷菌的作用後生成的甲烷氣體。當然，如果進水中含有硫酸鹽，經過硫酸鹽還原菌的作用也會產生硫化氫等氣體。這就是三相分離器的作用啊。

8. 厭氧塔上面三項分離器對水質有沒有影響

首先:厭氧三抄相分離器就是一種襲主要用於生物污水處理中的上流式厭氧污泥床反應器(UASB)，用以分離消化氣、消化液和污泥顆粒的機器，能夠凈化污泥顆粒，在集氣室的上部還要設置消泡噴嘴之後，就可以處理污水有嚴重的泡沫問題，還能盡可能地減少和防止氣室產生和積聚大量的泡沫和浮渣 而且採用十分優質的材質，能夠有效的解決問題。
三相分離器是國內使用最多的，其主要問題有：(1)水流經過角形擋板之間的狹縫時截面變小，流速增大，由於固相的沉澱與氣、水為同一流道，導致固相沉降運動受上向高速水流沖擊，分離效果變差;
(2)為減小流速，一方面限制反應池的上向流速，導致池截面增大，另一方面增大角形擋板之間的空隙，導致氣相的分離效率下降、分離器高度增加。
因此，三相分離器設計不好，會對水質造成影響，如果固液分離不到位，出水懸浮物增多，如果氣液分離不到位，則氣體收集不好。

9. uasb的設計要點 主要三項分離器

uasb的生產性設備採用鋼筋混凝土結構，高度一般為3-6m，最高可達8-9m，其關鍵是三項分離器，必須滿足以下條件，

1沉澱器斜壁角約50度。‍

2沉澱器表面負荷保持在0.7m/h以下。

3處於氣室，氣-液界面的污泥要很好的浸於水。

三相分離器多用於生物污水處理中的上流式厭氧污泥床反應器（UASB），用以分離消化氣、消化液和污泥顆粒。消化氣自反應器頂部導出；污泥顆粒自動滑落沉降至反應器底部的污泥床；消化液從澄清區出水。

10. 污水處理入門必看的幾個關鍵點

1COD、CODcr、BOD、BOD5差別

B/C比是BOD5比CODcr，B不是BOD。以實例來看，如好氧進水CODcr=1000mg/L，BOD5=400 mg/L，出水CODcr=100 mg/L，BOD5=20 mg/L。那麼CODcr共去除900 mg/L，BOD5共去除不到400 mg/L。900-380 mg/L的CODcr怎麼去除的？

1））BOD-BOD5那一部分被生化；

2）污泥吸附（低負荷下要忽略些） 這個BOD5還是BOD都很復雜，出口的一般不是進水中的那些，而是基質、菌類的相關產物；詳細的說比較復雜，理解一二就可以，而且最主要的是認定不可降解的不會發生變化，其餘的可能都是變的。不可生物降解的是沒有變化的，除去吸附等等之類的作用，無論是厭氧還是好氧SMP都是一樣的。

一般情況，污水處理的CODcr可以達標，BOD5是都達標的。

2COD檢測方法的差別

嚴格規范的蒸餾法和快速消解法，以前者為准。操作中為了簡便想採取後者怎麼辦？取同濃度范圍內的實測水樣做兩種方法的對比試驗，找到二者的近似關系。

偷懶法：同濃度范圍內實測水樣，蒸餾一小時和蒸餾兩小時，對比試驗，找關系。

3關於溶解氧

好氧池中的溶解氧是曝氣設備供氧與有機物或無機物被活性微生物氧化或自然氧化兩種過程達到平衡之後的結果。或者可以說成曝氣供氧，發生生化或化學反應和散失兩個過程的殘余。所以曝氣池，控制溶氧2.0mg/L，只要設計與實際不差太多，那麼OK。

但是如果沒有持續的供氧，比如曝氣調節池的出水不在有氧氣供入（跌水曝氣之類的忽略），而有機物含量有比較高，碰巧還遇上可以利用氧的大量微生物（比如UASB污泥中的兼性細菌或者A池中的好氧細菌），那麼殘留的那一個左右的DO顯然不是成百上千的COD的對手。

4關於厭氧

厭氧是什麼？是UASB？是A2/O一部分？是水解酸化？是消化池？其實厭氧是一種生化反應的條件，它不是厭氧工藝，是厭氧的工藝。為什麼談到這個問題，歸根是有眾多諸如：XX厭氧和XX厭氧有什麼差異，溶解氧應該控制多少的問題；在這之前則需要搞明白厭氧這個條件是針對誰的。厭氧反應，主體是有機物逐步轉化為甲烷和CO2的過程，注意這里的「逐步」。

再者，很多人又說了厭氧反應器就得與空氣隔絕，所以要進行封頂。對此，想說以下幾點：

• 說厭氧反應器，明顯沒搞懂厭氧的是什麼？厭氧的是反應器？是水？還是微生物？

• 與空氣隔絕，這個更可悲了，姑且不說他分不清水中的溶解氧和微生物環境的溶解氧，單是溶解氧與空氣中的氧就搞不清楚。我們不妨回顧一下曝氣設備的氧利用率，穿孔管3-5%，曝氣軟管8-12%，曝氣頭10-20%。如果空氣向水中溶氧那麼無敵，那麼我們對出售曝氣頭的該如何處置？

• 對於封頂並不反對，厭氧消化池和EGSB等厭氧反應器都是利用封頂去收集沼氣，（當然UASB和IC不是，靠三分）還可以減少臭味擴散。不過把封頂放在廣泛使用的UASB上並且以此來隔絕空氣，實在是有些搞笑。

下面再簡單科普下厭氧的工藝如何簡單識記：

A、厭氧接觸：消化池+厭氧沉澱池+厭氧污泥迴流系統，這個與好氧工藝中的接觸氧化沒有關系，莫聯想到填料上。

B、UASB：上流式厭氧污泥床反應器，污水從下而上穿過污泥床體，但是有很多UASB的布水器是位於池頂的，也不是UASB就沒有迴流。

C、UBF：就是UASB+AF，形象點說UASB上面再加上填料層。

D、EGSB：UASB拉高，做上迴流，上流速度比UASB高很多，要力圖控制污泥顆粒化。

E、IC：甭管有沒有外迴流（水泵迴流），有內迴流就行。

F、ABR：上下折流板。

有關厭氧產甲烷去除水中有機物的原理在這里也多說幾句。

先是「厭氧產甲烷」，厭氧過程，如果我們不談釋放磷，常見的是水中有機物厭氧發酵的過程。有機物好氧發酵的過程，大家都清楚是一個氧化還原反應，進入水中的氧氣作為氧化劑，氧化水中的有機污染物變成CO2和H2O，使得（還原性的）COD得以氧化去除。所以很多人理所應當的認為，厭氧是個還原反應嘍。

這就有必要讓抱有該觀點的朋友先回憶一下初中化學，氧化反應和還原反應，可以剝離開嗎？

顯然是不能的，厭氧也是，在進行到產甲烷之前的厭氧發酵過程，基本上是有機物自身相互的氧化和還原（這話說得並不嚴謹，但是方便理解），也就是說有機物本身是還原性的，它反應之後變成一部分還原性更強，一部分還原性相對弱一些的兩種有機物，而這總體上相抵消。所以如果厭氧發酵未到產甲烷地步，COD變化可以忽略不計（這就是水解酸化COD去除率低下的原因）。

當這個過程進行的非常徹底時，產物逐漸轉化為CO2和CH4，主要體現還原性也就是導致水中COD的甲烷因為溶解度低，脫離水相，這是產甲烷過程去除有機物COD的原因。

5

關於水解酸化

水解酸化的目的是改善生化性，為下一個生化處理單元服務，其評價指標有酸化度、pH、B/C、COD去除率等，其中COD去除率是裡面可靠性最差的。

對於在上一環節說到的「水解酸化COD去除率低下」，有水友可能要反駁說「我的水解酸化去除率不低下呢」；對此，澄清下這一水解酸化去除率是從哪裡來的。

• 1）水解酸化純粹的控制到產甲烷之前，是不可能的，也就是說，或多或少總有一點甲烷產生；而且厭氧過程產生一點氫氣也很正常，有聽說過產氫產乙酸過程吧。所以，水解酸化池表面浮起的一個個泡泡，也許就是你想找的原因之一。

• 2）細菌不管是什麼樣的，總有繁殖下一代的職責，水解酸化菌群也是，它們或多或少的總要利用有機物合成點細胞物質。

• 3）進水SS如果量很大，會被水解酸化污泥吸附相當量的一部分，這個對COD的影響不可忽略，有時甚至十分巨大。

6

工藝中的兩級與兩相

眾所周知，不同的水質決定不同的工藝。產甲烷是厭氧去除水中有機物的關鍵因素，兩級和兩相的差別也就在第一個厭氧反應器是否產甲烷上；如果第一個產甲烷，第二個有機負荷勢必要小很多，這是問題的關鍵。

一般來說，兩級厭氧適應的水質是較高濃度的廢水，它的生化性並不很差，第一級通過沉降和發酵產氣降低第二級的負荷。兩相厭氧，一是主要針對難生化降解廢水，靠第一相改善生化性，二是針對硫酸鹽廢水，靠第一相進行硫酸鹽還原，然後去除硫化物再進第二相產甲烷，三是針對易酸化廢水易波動廢水，放在前面徹底酸化掉以穩定pH。

如酒精項目常用兩級，那些幾萬以上的，如果生化性不差並且水量不小，個人建議也用兩級，但是控制其實並不簡單，尤其是第一級在高濃度、高VFA下運行。生化性較差用兩相的就很多了，其實生化性不差的也常常用兩相。

有的工藝是用水解酸化+氧化（處理COD較低的廢水），有的是UASB+氧化（一相厭氧，處理COD高的廢水），有的是水解酸化+UASB+氧化（就相當於兩相厭氧）；對此分析如下：

• 1）水解+好氧工藝，處理的廢水濃度確實常見的要低一些，因為水解並不能提供較有力的COD消解能力，當然這個工藝相比較直接好氧而言，更多的可以用在進水COD1k-2k之間的項目，這種水質進厭氧節約的曝氣能耗和提升水用的動力能耗差不多，厭氧降解程度上優勢也不明顯，但是直接進好氧濃度又偏高。因此常搞出水解+好氧，利用水解過程微量講解和吸附去除COD來減少好氧的負擔。當然這是在不討論改善生化性方面的前提下。

• 2）假如水解酸化+UASB+氧化就相當於兩相厭氧，有文章說「厭氧發酵產生沼氣過程可分為水解階段、酸化階段、乙酸化階段和甲烷階段等四個階段。水解池（水解池進行的就是水解酸化反應吧）是把反應控制在第二階段完成之前，不進入第三階段。」

那麼水解酸化產生的應該是有機酸吧，那乙酸化階段在哪發生的？兩相厭氧的產酸相產的是什麼酸？它的乙酸化階段又是在哪發生的呢？

產乙酸這個詞和產乙酸階段是應該分開的，因為在產酸階段就會產生一部分乙酸了但並不一定作為過程的主體，這要看廢水的有機物組成。產乙酸階段，這裡麵包含了兩類反應，一是更長碳鏈的VFA以及乳酸、丙酮酸和醇類等分解產生乙酸，二是同型產乙酸菌，利用CO2和H2的無機組合進行產乙酸。兩相的水解酸化過程中產生的有機酸，有可能是甲酸、乙酸、丙酸、丁酸…以及乳酸中的任一種，也有可能是未完全降解的長鏈脂肪酸。

個人認為在實際工程中，兩相的分界線並不徹底分明，水解酸化相先後延伸至產乙酸甚至少量產甲烷都是經常遇見的。至於產甲烷相，它就沒有不含水解酸化這兩個過程的時候，產甲烷相四個過程都會存在，只不過前兩個過程被之前的相分擔了一部分。乙酸化發生在哪裡，這個過程應該大部分在後一相，兩相的定義並不是「水解酸化階段+乙酸化產甲烷階段」，只要在流程上將其主體分開即可叫做兩相，至於分界線模糊，沒有關系。

基於水解和酸化兩個過程無法分開的事實，三相取決於產乙酸和產甲烷是否可以分開。

對於三相分離器的工作原理大致可表述為：氣液固三相在氣體擾動和液體升流的作用下從下方進入三相分離器；污泥（固）撞擊在三相分離器上，上面吸附的沼氣氣泡釋放出來；沼氣氣體被三角形集氣罩收集；脫離氣體的泥水（固液相）穿過三相分離器集氣罩之間的縫隙，到達沉澱區；污泥（固）在沒有氣體擾動的條件下沉澱，落回三相分離器下方。核心是氣體被收集和污泥沉澱。