水污染控制工程15(10)

1、123 厭氧生物處理原理厭氧生物處理原理消化消化過程過程液化液化(酸化酸化)pH迅速下降迅速下降 轉(zhuǎn)化產(chǎn)物中有機酸是主體轉(zhuǎn)化產(chǎn)物中有機酸是主體氣化氣化(甲烷化甲烷化)產(chǎn)生消化氣，主體是產(chǎn)生消化氣，主體是CH4兩階段理論兩階段理論4三階段理論三階段理論有機物有機物( (多糖、脂肪、蛋白質(zhì)多糖、脂肪、蛋白質(zhì)) )水解、發(fā)酵作用水解、發(fā)酵作用第一階段第一階段水解、發(fā)酵階段水解、發(fā)酵階段乙酸、甲乙酸、甲醇、醇、 CHCH4 4其他有機其他有機酸和醇類酸和醇類COCO2 2、H H2 2NHNH3 3、H H2 2S S乙酸乙酸氫氫產(chǎn)甲烷作用產(chǎn)甲烷作用CHCH4 4、COCO2 2產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸作用產(chǎn)氫、

2、產(chǎn)乙酸作用第二階段第二階段產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段第三階段第三階段產(chǎn)甲烷階段產(chǎn)甲烷階段NHNH3 3、H H2 2S S 厭氧生物處理原理厭氧生物處理原理5I I類菌：水解發(fā)酵菌類菌：水解發(fā)酵菌復(fù)雜有機物復(fù)雜有機物( (糖類、脂類、蛋白質(zhì)糖類、脂類、蛋白質(zhì)) )乙酸乙酸II II類菌：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌類菌：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌IIIIII類菌：同型產(chǎn)乙酸菌類菌：同型產(chǎn)乙酸菌IVIV菌：產(chǎn)甲烷菌菌：產(chǎn)甲烷菌H H2 2、COCO2 2、甲酸、甲醇、甲酸、甲醇最終產(chǎn)物：最終產(chǎn)物：CHCH4 4+CO+CO2 2有機酸、醇類有機酸、醇類四種群理論四種群理論 厭氧生物處理原理厭氧生物處理原理6 甲烷菌專性厭氧

3、，且處理系統(tǒng)中不能含有濃度過甲烷菌專性厭氧，且處理系統(tǒng)中不能含有濃度過高的高的SO42-，SO32-。 污水和泥液中的堿度有緩沖作用，如果有足夠的堿污水和泥液中的堿度有緩沖作用，如果有足夠的堿度中和有機酸，其度中和有機酸，其pH有可能維持在有可能維持在6.8以上，酸化和甲以上，酸化和甲烷化兩大類細(xì)菌就可以共存，從而消除分階段現(xiàn)象。烷化兩大類細(xì)菌就可以共存，從而消除分階段現(xiàn)象。 厭氧法與好氧法相比，降解較不徹底，放出的熱厭氧法與好氧法相比，降解較不徹底，放出的熱量少，反應(yīng)速度低。量少，反應(yīng)速度低。 主要用于污泥的消化、高濃度有機廢水和溫度較主要用于污泥的消化、高濃度有機廢水和溫度較高的有機工業(yè)廢

4、水的處理。高的有機工業(yè)廢水的處理。影響甲烷菌影響甲烷菌生長的因素生長的因素pH：6.87.2溫度：溫度：3538C和和5255C影響厭氧生物處理過程的主要因素影響厭氧生物處理過程的主要因素7生物固體停留時間生物固體停留時間 消化池的水力停留時間等于污泥齡。要獲得穩(wěn)定的處消化池的水力停留時間等于污泥齡。要獲得穩(wěn)定的處理效果要保持較長的污泥齡。理效果要保持較長的污泥齡。tmmdmeeercerc消化池每日排泥量，消化池內(nèi)總生物量污泥齡，攪拌和混合攪拌和混合 厭氧消化是由細(xì)菌體的內(nèi)酶和外酶與底物接觸反應(yīng)，因厭氧消化是由細(xì)菌體的內(nèi)酶和外酶與底物接觸反應(yīng)，因此必須攪拌使兩者充分混合，但攪拌速度過于劇烈會

5、破此必須攪拌使兩者充分混合，但攪拌速度過于劇烈會破壞產(chǎn)乙酸菌和甲烷菌的共生關(guān)系，影響反應(yīng)速率。壞產(chǎn)乙酸菌和甲烷菌的共生關(guān)系，影響反應(yīng)速率。影響厭氧生物處理過程的主要因素影響厭氧生物處理過程的主要因素8營養(yǎng)與營養(yǎng)與C/N比比 一般來說，一般來說，C/N比達(dá)到（比達(dá)到（1020）：）：1為宜。如果為宜。如果C/N比過高，氮量不足，消化液緩沖能力降低；比過高，氮量不足，消化液緩沖能力降低；C/N比過低，比過低，銨鹽容易積累會抑制消化進(jìn)程。銨鹽容易積累會抑制消化進(jìn)程。有毒物質(zhì)有毒物質(zhì)l 重金屬離子的毒害作用重金屬離子的毒害作用l H2S的毒害作用的毒害作用l 氨的毒害作用氨的毒害作用影響厭氧生物處理過

6、程的主要因素影響厭氧生物處理過程的主要因素9主要優(yōu)點：主要優(yōu)點：（1） 能耗低，且還可回收生物能（沼氣）；能耗低，且還可回收生物能（沼氣）；（2） 污泥產(chǎn)量低；污泥產(chǎn)量低；厭氧微生物的增殖速率低，厭氧微生物的增殖速率低，產(chǎn)酸菌的產(chǎn)率系數(shù)產(chǎn)酸菌的產(chǎn)率系數(shù)Y為為0.150.34kgVSS/kgCOD，產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)率系數(shù)產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)率系數(shù)Y為為0.03kgVSS/kgCOD左右，左右，好氧微生物的產(chǎn)率系數(shù)約為好氧微生物的產(chǎn)率系數(shù)約為0. 50.6kgVSS/kgCOD。（3） 厭氧微生物有可能對好氧微生物不能降解的某些厭氧微生物有可能對好氧微生物不能降解的某些 有機物進(jìn)行降解或部分降解有機物進(jìn)行降解

7、或部分降解厭氧生物處理的主要特征10主要缺點：主要缺點：（1）反應(yīng)過程較為復(fù)雜）反應(yīng)過程較為復(fù)雜厭氧消化是由多種不同性厭氧消化是由多種不同性質(zhì)、不同功能的微生物協(xié)同工作的一個連續(xù)的微生物過質(zhì)、不同功能的微生物協(xié)同工作的一個連續(xù)的微生物過程；程；（2） 對溫度、對溫度、pH等環(huán)境因素較敏感；等環(huán)境因素較敏感；（3）出水水質(zhì)較差，需進(jìn)一步利用好氧法進(jìn)行處理；）出水水質(zhì)較差，需進(jìn)一步利用好氧法進(jìn)行處理；（4）氣味較大；）氣味較大；（5）對氨氮的去除效果不好等。）對氨氮的去除效果不好等。厭氧生物處理的主要特征11 我國高濃度有機工業(yè)廢水排放量巨大，這些廢水濃度高、我國高濃度有機工業(yè)廢水排放量巨大，這些

8、廢水濃度高、多含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)、纖維素等有機物；多含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)、纖維素等有機物； 我國當(dāng)前的水體污染物還主要是有機污染物以及營養(yǎng)元素我國當(dāng)前的水體污染物還主要是有機污染物以及營養(yǎng)元素N、P的污染；的污染； 目前的形勢：能源昂貴、土地價格劇增、剩余污泥的處理費目前的形勢：能源昂貴、土地價格劇增、剩余污泥的處理費用也越來越高；用也越來越高； 厭氧工藝的突出優(yōu)點是：厭氧工藝的突出優(yōu)點是：1）能將有機污染物轉(zhuǎn)變成沼氣并）能將有機污染物轉(zhuǎn)變成沼氣并加以利用；加以利用；2）運行能耗低；）運行能耗低；3）有機負(fù)荷高，占地面積少；）有機負(fù)荷高，占地面積少；4）污泥產(chǎn)量少

9、，剩余污泥處理費用低等等污泥產(chǎn)量少，剩余污泥處理費用低等等 厭氧工藝的綜合效益表現(xiàn)在環(huán)境、能源、生態(tài)三方面。厭氧工藝的綜合效益表現(xiàn)在環(huán)境、能源、生態(tài)三方面。厭氧技術(shù)是我國水污染控制的重要手段121314厭氧生物處理工藝的發(fā)展簡史1 1、厭氧過程廣泛存在于自然界中；、厭氧過程廣泛存在于自然界中；2 2、18811881年，法國，年，法國，Louis MourasLouis Mouras，“自動凈化器自動凈化器”；3 3、處理城市污水的化糞池、雙層沉淀池等、處理城市污水的化糞池、雙層沉淀池等 處理剩余污泥的各種厭氧消化池等；處理剩余污泥的各種厭氧消化池等； HRTHRT很長、處理效率很低、濃臭的氣

10、味等很長、處理效率很低、濃臭的氣味等15厭氧生物處理工藝的發(fā)展簡史4、70年代后，能源危機，年代后，能源危機，現(xiàn)代高速厭氧反應(yīng)器現(xiàn)代高速厭氧反應(yīng)器，厭氧，厭氧消化工藝開始大規(guī)模地應(yīng)用于廢水處理：消化工藝開始大規(guī)模地應(yīng)用于廢水處理： 厭氧接觸法厭氧接觸法（Anaerobic Contact Process）、）、 厭氧濾池厭氧濾池（Anaerobic Filter、AF ）、）、上流式厭氧污泥層（床）反應(yīng)器上流式厭氧污泥層（床）反應(yīng)器(Upflow Anaerobic Sludge Blanket (Bed)、 UASB )、厭氧流化床厭氧流化床(Anaerobic Fluidized Bed、

11、AFB )、厭氧附著膜膨脹床厭氧附著膜膨脹床(Anaerobic Attached Film Expanded Bed、AAFEB)、厭氧生物轉(zhuǎn)盤厭氧生物轉(zhuǎn)盤（Anaerobic Rotated Biological Disc、ARBD）、）、 擋板式厭氧反擋板式厭氧反應(yīng)器應(yīng)器（Anaerobic Baffled Reactor、ABR）16現(xiàn)代高速厭氧反應(yīng)器的主要特點：現(xiàn)代高速厭氧反應(yīng)器的主要特點： HRT與與SRT分離，分離，SRT相對很長，相對很長，HRT則較短，反則較短，反應(yīng)器內(nèi)生物量很高。應(yīng)器內(nèi)生物量很高。 HRT大大縮短，有機負(fù)荷大大提高，處理效率也大大大縮短，有機負(fù)荷大大提高，處

12、理效率也大大提高；大提高；厭氧生物處理工藝的發(fā)展簡史175、90年代以后，在年代以后，在UASB反應(yīng)器基礎(chǔ)上又發(fā)展起來了反應(yīng)器基礎(chǔ)上又發(fā)展起來了EGSB和和IC反應(yīng)器；反應(yīng)器； EGSB反應(yīng)器反應(yīng)器，處理低溫低濃度的有機廢水；，處理低溫低濃度的有機廢水； IC反應(yīng)器反應(yīng)器，處理高濃度有機廢水，可達(dá)到更高，處理高濃度有機廢水，可達(dá)到更高的有機負(fù)荷。的有機負(fù)荷。厭氧生物處理工藝的發(fā)展簡史18一、化糞池一、化糞池化糞池的構(gòu)造化糞池的構(gòu)造 用于處理來自廁所的糞便廢水。曾廣泛用于不用于處理來自廁所的糞便廢水。曾廣泛用于不設(shè)污水廠的合流制排水系統(tǒng)。還可用于郊區(qū)的別墅設(shè)污水廠的合流制排水系統(tǒng)。還可用于郊區(qū)的

13、別墅式建筑。式建筑。19l 1955年，年，Schroepter首先提出了厭氧接觸法首先提出了厭氧接觸法 參考活性污泥法，增設(shè)二沉池和污泥回流系統(tǒng)；參考活性污泥法，增設(shè)二沉池和污泥回流系統(tǒng)； 處理能力提高，應(yīng)用于食品包裝廢水的處理；處理能力提高，應(yīng)用于食品包裝廢水的處理； 標(biāo)志著厭氧技術(shù)應(yīng)用于有機廢水處理的開端。標(biāo)志著厭氧技術(shù)應(yīng)用于有機廢水處理的開端。二、厭氧接觸法二、厭氧接觸法20二、厭氧接觸法二、厭氧接觸法對于懸浮物較高的有機廢水，可以采用厭氧接觸法。對于懸浮物較高的有機廢水，可以采用厭氧接觸法。21與普通厭氧消化池相比，厭氧接觸法的特點有：與普通厭氧消化池相比，厭氧接觸法的特點有：1）污

14、泥濃度高，一般為）污泥濃度高，一般為510 gVSS/L；2）有機容積負(fù)荷高，）有機容積負(fù)荷高， 中溫，中溫，COD負(fù)荷負(fù)荷16 kgCOD/(m3d)，去除率為，去除率為 70%80%；BOD5負(fù)荷負(fù)荷0.52.5 kgBOD/(m3d)， 去除率去除率80%90%；3）出水水質(zhì)較好；）出水水質(zhì)較好；4）流程較復(fù)雜；）流程較復(fù)雜；5）適合于處理懸浮物和有機物濃度很高的廢水。）適合于處理懸浮物和有機物濃度很高的廢水。22厭氧接觸法存在的問題厭氧接觸法存在的問題最大的問題是污泥的沉淀：最大的問題是污泥的沉淀： 污泥上附著有小氣泡；污泥上附著有小氣泡； 二沉池中污泥易上浮。二沉池中污泥易上浮。改進(jìn)

15、措施：改進(jìn)措施： 真空脫氣設(shè)備（真空度為真空脫氣設(shè)備（真空度為500mmH2O）；）； 增加熱交換器，使污泥驟冷，暫時抑制厭氧污泥的增加熱交換器，使污泥驟冷，暫時抑制厭氧污泥的 活性?；钚?。23與好氧生物濾池相似，厭氧生物與好氧生物濾池相似，厭氧生物濾池是裝填有濾料的厭氧生物反濾池是裝填有濾料的厭氧生物反應(yīng)器，在濾料的表面形成了以生應(yīng)器，在濾料的表面形成了以生物膜形態(tài)生長的微生物群體，在物膜形態(tài)生長的微生物群體，在濾料的空隙中則截留了大量的懸濾料的空隙中則截留了大量的懸浮生長的微生物，廢水通過濾料浮生長的微生物，廢水通過濾料層層( (上向流或下向流上向流或下向流) )時，有機物時，有機物被截留

16、、吸附及分解。被截留、吸附及分解。三、厭氧生物濾池三、厭氧生物濾池24三、厭氧生物濾池三、厭氧生物濾池優(yōu)點：優(yōu)點：處理能力高；濾池內(nèi)可以保持很高的微生物濃度；處理能力高；濾池內(nèi)可以保持很高的微生物濃度；不需另設(shè)泥水分離設(shè)備，出水不需另設(shè)泥水分離設(shè)備，出水SS較低；設(shè)備簡單、較低；設(shè)備簡單、操作方便。操作方便。缺點：缺點：濾料費用較高；濾料易堵塞，尤其是下部，生物濾料費用較高；濾料易堵塞，尤其是下部，生物膜很厚；堵塞后，沒有簡單有效的清洗方法。因膜很厚；堵塞后，沒有簡單有效的清洗方法。因此，懸浮物高的廢水不適用。此，懸浮物高的廢水不適用。25不同形式的厭氧生物濾池不同形式的厭氧生物濾池26不同形

17、式的厭氧生物濾池不同形式的厭氧生物濾池27不同形式的厭氧生物濾池不同形式的厭氧生物濾池28厭氧生物濾池的運行特征厭氧生物濾池的運行特征l 生物膜厚度約為生物膜厚度約為14mm；生物固體濃度沿濾料層高；生物固體濃度沿濾料層高度而有變化；度而有變化；l 適合于處理多種類型、濃度的有機廢水，適合于處理多種類型、濃度的有機廢水，l 有機負(fù)荷為有機負(fù)荷為0.216 kgCOD/(m3d)；l 當(dāng)進(jìn)水濃度過高時，應(yīng)采用出水回流的措施：當(dāng)進(jìn)水濃度過高時，應(yīng)采用出水回流的措施：（1） 減少堿度的要求；減少堿度的要求；（2）降低進(jìn)水）降低進(jìn)水COD濃度；濃度；（3）增大進(jìn)水流量改善進(jìn)水分布條件。）增大進(jìn)水流量改

18、善進(jìn)水分布條件。29l Upflow Anaerobic Sludge Bed Reactor, 簡稱UASB反應(yīng)器；l 70年代，荷蘭Wageningen農(nóng)業(yè)大學(xué)， Lettinga教授四、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器四、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)30世界范圍內(nèi)厭氧工藝的應(yīng)用情況（截止1999年3月共1303個項目）31國內(nèi)厭氧反應(yīng)器的應(yīng)用（共219個項目）32UASB反應(yīng)器的工作原理和基本構(gòu)造33上流式厭氧污泥床反應(yīng)器上流式厭氧污泥床反應(yīng)器3435UASB工程實例36UASB工程實例37 在反應(yīng)器的上部設(shè)置了在反應(yīng)器的上部設(shè)置了氣、固、液三相分離器氣、固、液三相分離器； 在反應(yīng)器底部設(shè)置

19、了在反應(yīng)器底部設(shè)置了均勻布水系統(tǒng)均勻布水系統(tǒng)； 反應(yīng)器內(nèi)的污泥能形成反應(yīng)器內(nèi)的污泥能形成顆粒污泥顆粒污泥： 直徑為直徑為0.10.5cm0.10.5cm，濕比重為，濕比重為1.041.081.041.08； 具有良好的沉降性能和很高的產(chǎn)甲烷活性。具有良好的沉降性能和很高的產(chǎn)甲烷活性。 污泥濃度可達(dá)污泥濃度可達(dá)50gVSS/L50gVSS/L以上，污泥齡一般為以上，污泥齡一般為3030天以上；天以上； 水力停留時間大大縮短，具有很高的容積負(fù)荷；水力停留時間大大縮短，具有很高的容積負(fù)荷； 適于處理高、中濃度有機工業(yè)廢水，也可以處理低濃度城市污水；適于處理高、中濃度有機工業(yè)廢水，也可以處理低濃度城市

20、污水； 將生物反應(yīng)與沉淀分離集中在一個反應(yīng)器內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊；將生物反應(yīng)與沉淀分離集中在一個反應(yīng)器內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊； 無需設(shè)置填料，節(jié)省費用，提高容積利用率。無需設(shè)置填料，節(jié)省費用，提高容積利用率。UASB反應(yīng)器的工藝特征38l 斷面形狀多為圓形或矩形，矩形斷面便于三相分離器的設(shè)斷面形狀多為圓形或矩形，矩形斷面便于三相分離器的設(shè) 計和施工；計和施工；l 常為鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；常為鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；l 一般不加熱；多采用保溫措施；必須采取防腐措施。一般不加熱；多采用保溫措施；必須采取防腐措施。 主要有兩種型式：主要有兩種型式：l 開敞式開敞式UASBUASB反應(yīng)器反應(yīng)器l 封閉式封閉式UAS

21、BUASB反應(yīng)器反應(yīng)器UASB反應(yīng)器的型式391）開敞式UASB反應(yīng)器 頂部不加密封，或僅加一層不密封的蓋板； 多用于處理中低濃度的有機廢水； 構(gòu)造較簡單，易于施工安裝和維修。402）封閉式）封閉式UASB反應(yīng)器反應(yīng)器 頂部加蓋密封頂部加蓋密封; 在液面與池頂之間形成了氣室；在液面與池頂之間形成了氣室； 適用于處理高濃度的有機廢水；適用于處理高濃度的有機廢水； 其池頂可以做成浮蓋式。其池頂可以做成浮蓋式。41l 能形成沉降性能良好、活性高的顆粒污泥是能形成沉降性能良好、活性高的顆粒污泥是UASB 反應(yīng)器的重要特征；反應(yīng)器的重要特征；l 顆粒污泥的形成與成熟，是保證顆粒污泥的形成與成熟，是保證U

22、ASB反應(yīng)器高效反應(yīng)器高效 穩(wěn)定運行的前提。穩(wěn)定運行的前提。UASB反應(yīng)器中的顆粒污泥反應(yīng)器中的顆粒污泥42（1）顆粒污泥的形成與培養(yǎng)以消化污泥接種的以消化污泥接種的UASB反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度的變化反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度的變化43顆粒污泥形成初期時的掃描電鏡照片（運行第77天）44顆粒污泥基本成熟后的掃描電鏡照片（運行第120天）45顆粒污泥成熟后的掃描電鏡照片（運行180天）4647成熟顆粒污泥表面成熟顆粒污泥表面細(xì)菌的分區(qū)分布細(xì)菌的分區(qū)分布48l 一般需要一般需要13個月；個月；l 可分為：可分為：啟動期、顆粒污泥形成期、顆粒污泥成熟期啟動期、顆粒污泥形成期、顆粒污泥成熟期；l 接種污泥的選擇；接

23、種污泥的選擇；l 維持穩(wěn)定的環(huán)境條件，如溫度、維持穩(wěn)定的環(huán)境條件，如溫度、pH值等；值等；l 污泥負(fù)荷污泥負(fù)荷0.050.1 kgCOD/(kgSSd)， 容積負(fù)荷應(yīng)小于容積負(fù)荷應(yīng)小于0.5 kgCOD/(m3d)；l 保持反應(yīng)器中低的保持反應(yīng)器中低的VFA濃度；濃度；l 表面水力負(fù)荷應(yīng)大于表面水力負(fù)荷應(yīng)大于0.3 m3/(m2d)，淘汰絮狀污泥；，淘汰絮狀污泥；l 進(jìn)水中可適當(dāng)提供無機微粒，如鈣和鐵，同時應(yīng)補充微進(jìn)水中可適當(dāng)提供無機微粒，如鈣和鐵，同時應(yīng)補充微 量元素量元素(如如Ni、Co、Mo)顆粒污泥的培養(yǎng)條件492）顆粒污泥的理化性質(zhì)l 形狀多種多樣，呈卵形、球形、絲狀等；形狀多種多樣

24、，呈卵形、球形、絲狀等；l 平均直徑為平均直徑為1 mm,一般為一般為0.12 mm，最大可達(dá)，最大可達(dá)35 mm；l 顏色多為黑色、灰色、灰白色，其它還有淡黃色、暗綠顏色多為黑色、灰色、灰白色，其它還有淡黃色、暗綠 色、紅色等；色、紅色等；50顆粒污泥粒徑分布及其變化顆粒污泥粒徑分布及其變化51顆粒污泥的沉速及其變化顆粒污泥的沉速及其變化52l 各類微生物、無機物、胞外多聚物等，各類微生物、無機物、胞外多聚物等，VSS/SS一般一般70%90%；l 主體是微生物，包括主體是微生物，包括水解發(fā)酵菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、產(chǎn)甲烷菌，水解發(fā)酵菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、產(chǎn)甲烷菌， 或硫酸鹽還原菌或硫酸鹽還原菌等，細(xì)

25、菌總數(shù)為等，細(xì)菌總數(shù)為(14)1012個個/gVSS；l 優(yōu)勢產(chǎn)甲烷菌有：優(yōu)勢產(chǎn)甲烷菌有：索氏甲烷絲菌、馬氏和巴氏甲烷八疊球菌索氏甲烷絲菌、馬氏和巴氏甲烷八疊球菌等；等；l C、H、N的比例：的比例：C：40%50%、H：7%、N：10%；l 灰分含量受接種污泥、進(jìn)水水質(zhì)等的影響，為灰分含量受接種污泥、進(jìn)水水質(zhì)等的影響，為8%55%；l 其中的其中的FeS、Ca2+等對于顆粒的穩(wěn)定性有著重要的作用。等對于顆粒的穩(wěn)定性有著重要的作用。3）顆粒污泥的組成53 A型顆粒污泥：型顆粒污泥： 以巴氏甲烷八疊球菌為主體，外層常有以巴氏甲烷八疊球菌為主體，外層常有 絲狀產(chǎn)甲烷桿菌纏繞；絲狀產(chǎn)甲烷桿菌纏繞；

26、比較密實，粒徑很小，約為比較密實，粒徑很小，約為0.11.0mm。 B型顆粒污泥：型顆粒污泥： 以絲狀甲烷桿菌為主體，也稱桿菌顆粒；以絲狀甲烷桿菌為主體，也稱桿菌顆粒； 表面規(guī)則，外層纏繞表面規(guī)則，外層纏繞甲烷桿菌的絲狀體；甲烷桿菌的絲狀體； 出現(xiàn)頻率較高；出現(xiàn)頻率較高； 密度為密度為1.0331.054 g/cm3 ，粒徑約為粒徑約為13mm。 C型顆粒污泥：型顆粒污泥： 絲狀細(xì)菌纏繞惰性微粒而成，也稱絲菌顆粒；絲狀細(xì)菌纏繞惰性微粒而成，也稱絲菌顆粒； 大而重，粒徑為大而重，粒徑為15mm，比重為，比重為1.011.05，沉降速度為，沉降速度為510 mm/s。4）顆粒污泥的類型54l 廢水

27、中化學(xué)物質(zhì)廢水中化學(xué)物質(zhì)(營養(yǎng)基質(zhì)和無機物營養(yǎng)基質(zhì)和無機物)l 反應(yīng)器的工藝條件反應(yīng)器的工藝條件(水力表面負(fù)荷和產(chǎn)氣強度水力表面負(fù)荷和產(chǎn)氣強度)l 當(dāng)反應(yīng)器中乙酸濃度高時，易形成當(dāng)反應(yīng)器中乙酸濃度高時，易形成A型顆粒污泥；型顆粒污泥；l 當(dāng)反應(yīng)器中的乙酸濃度降低后，當(dāng)反應(yīng)器中的乙酸濃度降低后，A型顆粒污泥將逐型顆粒污泥將逐 步轉(zhuǎn)變?yōu)椴睫D(zhuǎn)變?yōu)锽型顆粒污泥；型顆粒污泥；l 當(dāng)存在適量的懸浮固體時，易形成當(dāng)存在適量的懸浮固體時，易形成C型顆粒污泥。型顆粒污泥。影響顆粒污泥類型的因素影響顆粒污泥類型的因素55三相分離器的基本構(gòu)造三相分離器的基本構(gòu)造UASB反應(yīng)器中的三相分離器56UASB反應(yīng)器中的三相

28、分離器57五、分段厭氧處理法五、分段厭氧處理法 第一段：水解和液化有機物為有機酸；緩沖和第一段：水解和液化有機物為有機酸；緩沖和稀釋負(fù)荷沖擊與有害物質(zhì)，并將截留難降解的固態(tài)稀釋負(fù)荷沖擊與有害物質(zhì)，并將截留難降解的固態(tài)物質(zhì)。物質(zhì)。 第二段：保持嚴(yán)格的厭氧條件和第二段：保持嚴(yán)格的厭氧條件和pH，以利于甲，以利于甲烷菌的生長；降解、穩(wěn)定有機物，產(chǎn)生含甲烷較多烷菌的生長；降解、穩(wěn)定有機物，產(chǎn)生含甲烷較多的消化氣，并截留懸浮固體，以改善出水水質(zhì)。的消化氣，并截留懸浮固體，以改善出水水質(zhì)。5859構(gòu)筑物類型優(yōu)點缺點厭氧消化池接觸消化工藝UASB工藝厭氧濾池厭氧塘可適應(yīng)高SS濃度適應(yīng)中等SS濃度適應(yīng)高或低濃

29、度COD，負(fù)荷高，運行簡單適應(yīng)高或低濃度COD，運行簡單投資少，實際不需要維護(hù)負(fù)荷低，需要較大池容積中等負(fù)荷，運行管理復(fù)雜顆粒污泥培養(yǎng)需要技巧，不適應(yīng)高SS廢水SS濃度高時有堵塞危險占地面積大，產(chǎn)生臭味，不能回收沼氣一、流程和設(shè)備的選擇 處理工藝的選擇 消化溫度 采用單級或兩級(段)消化60二、厭氧反應(yīng)器的設(shè)計 計算確定反應(yīng)器容積的常用參數(shù)是負(fù)荷率LV和消化時間t，公式為：tQVV0LSQV 產(chǎn)氣量一般可按0.40.5m3/kg(COD)進(jìn)行估算。61三、 消化池的熱量計算 包括將廢水提高到池溫所需的熱量和補償池壁、池蓋所散失的熱量。 提高廢水溫度所需的熱量為Q1：)(121ttCQQ 通過池

30、壁、池蓋等散失的熱量Q2與池子構(gòu)造和材料有關(guān)，可用下式估算（K=2025kJ/(hm2)：)(122ttAKQ623、厭氧生物處理法的設(shè)計：流程和設(shè)備的選擇、厭氧生物處理法的設(shè)計：流程和設(shè)備的選擇、厭氧反應(yīng)器的設(shè)計、消化池的熱量計算厭氧反應(yīng)器的設(shè)計、消化池的熱量計算本章重點1、厭氧生物處理的基本原理（兩、三段）和特點、厭氧生物處理的基本原理（兩、三段）和特點2、污水的厭氧生物處理方法：化糞池、厭氧生物、污水的厭氧生物處理方法：化糞池、厭氧生物濾池、厭氧接觸法、濾池、厭氧接觸法、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器上流式厭氧污泥床反應(yīng)器、分段厭氧處理法分段厭氧處理法63六、厭氧膨脹床和厭氧流化床六、厭氧膨脹床

31、和厭氧流化床lAnaerobic (Attached Film) Expanded Bed (AAFEB) ReactorlAnaerobic Fluidized Bed (AFB) Reactor64l 載體：固體顆粒，如：石英砂、陶粒、活性炭、載體：固體顆粒，如：石英砂、陶粒、活性炭、 無煙煤和沸石等，粒徑一般為無煙煤和沸石等，粒徑一般為0.21mm；l 出水回流使載體顆粒膨脹或流化；出水回流使載體顆粒膨脹或流化；l 膨脹床膨脹床床體內(nèi)載體略有松動，載體間空隙增床體內(nèi)載體略有松動，載體間空隙增 加但仍保持互相接觸（膨脹率加但仍保持互相接觸（膨脹率10%20%）；）；l 流化床流化床上升流速

32、大，使載體可在床體內(nèi)自由上升流速大，使載體可在床體內(nèi)自由 運動而互不接觸（膨脹率運動而互不接觸（膨脹率20%70%） 。六、厭氧膨脹床和厭氧流化床六、厭氧膨脹床和厭氧流化床65主要優(yōu)點：主要優(yōu)點： 細(xì)載體的比表面積大，生物濃度很高（細(xì)載體的比表面積大，生物濃度很高（30gVSS/L）；）； 有機負(fù)荷高（有機負(fù)荷高（1040kgCOD/(m3d)），），HRT較短；較短； 較好的耐沖擊負(fù)荷的能力，運行穩(wěn)定；較好的耐沖擊負(fù)荷的能力，運行穩(wěn)定； 載體處于膨脹或流化狀態(tài)，可防止載體堵塞；載體處于膨脹或流化狀態(tài)，可防止載體堵塞； 生物固體停留時間較長，運行穩(wěn)定，剩余污泥量少；生物固體停留時間較長，運行穩(wěn)

33、定，剩余污泥量少； 可應(yīng)用于高濃度有機廢水或低濃度的城市廢水?？蓱?yīng)用于高濃度有機廢水或低濃度的城市廢水。主要缺點：主要缺點： 載體的流化耗能較大；載體的流化耗能較大； 系統(tǒng)的設(shè)計運行要求高。系統(tǒng)的設(shè)計運行要求高。六、厭氧膨脹床和厭氧流化床六、厭氧膨脹床和厭氧流化床66七、厭氧生物轉(zhuǎn)盤七、厭氧生物轉(zhuǎn)盤（1）構(gòu)造及工藝流程）構(gòu)造及工藝流程672）主要特點：）主要特點：l 微生物濃度高，有機負(fù)荷高，水力停留時間短；廢水微生物濃度高，有機負(fù)荷高，水力停留時間短；廢水 沿水平方向流動，反應(yīng)槽高度小，節(jié)省了提升高度；沿水平方向流動，反應(yīng)槽高度小，節(jié)省了提升高度；l 一般不需回流；一般不需回流；l 不會發(fā)生

34、堵塞，可處理含較高懸浮固體的有機廢水；不會發(fā)生堵塞，可處理含較高懸浮固體的有機廢水；l 多采用多級串聯(lián)，厭氧微生物在各級中分級，處理效多采用多級串聯(lián)，厭氧微生物在各級中分級，處理效 果更好；果更好；l 運行管理方便；運行管理方便；l 盤片的造價較高。盤片的造價較高。七、厭氧生物轉(zhuǎn)盤七、厭氧生物轉(zhuǎn)盤683）應(yīng)用情況：）應(yīng)用情況：l 多處于小試階段；多處于小試階段；l 國外：牛奶廢水、奶牛糞、生活污水等，進(jìn)水國外：牛奶廢水、奶牛糞、生活污水等，進(jìn)水TOC為為1106000 mg/L，TOC去除率可達(dá)去除率可達(dá)60%80%，有機負(fù)荷為有機負(fù)荷為20 gTOC/(m3d)；l 國內(nèi)：玉米淀粉廢水和酵母廢水，國內(nèi)：玉米淀粉廢水和酵母廢水，COD去除率為70%90%，負(fù)荷為3070 gCOD/(m3d)七、厭氧生物轉(zhuǎn)盤七、厭氧生物轉(zhuǎn)盤69八、兩相厭氧消化工藝八、兩相厭氧消化工藝l 70年代后，隨著厭氧微生物學(xué)研究不斷深入應(yīng)運而年代后，隨著厭氧微生物學(xué)研究不斷深入應(yīng)運而生的；生的；l 著重于工藝流程的變革，而非反應(yīng)器構(gòu)造的變革；著重于工藝流程的變革，而非反應(yīng)器構(gòu)造的變革；l 在單相反應(yīng)器中，在單相反應(yīng)器中，存