厭氧生物處理工藝課件

第一節(jié)厭氧生物處理工藝的發(fā)展概況及特征一、厭氧生物處理工藝的發(fā)展簡(jiǎn)史二、厭氧生物處理的主要特征第一節(jié)厭氧生物處理工藝的發(fā)展概況及特征一、厭氧生物處理工藝1一、厭氧生物處理工藝的發(fā)展簡(jiǎn)史1.第一代厭氧生物反應(yīng)器（上個(gè)世紀(jì)初期）人類開始較大規(guī)模地應(yīng)用厭氧消化過程來處理城市污水（如化糞池、雙層沉淀池等）和剩余污泥（如各種厭氧消化池等）。這些厭氧反應(yīng)器現(xiàn)在通稱為“第一代厭氧生物反應(yīng)器”，它們的共同特點(diǎn)是：①HRT很長(zhǎng)（污泥消化池的HRT會(huì)長(zhǎng)達(dá)90天）；②處理效率仍十分低，處理效果還很不好；③具有濃臭的氣味。以上這些特點(diǎn)使得人們對(duì)于進(jìn)一步開發(fā)和利用厭氧生物過程的興趣大大降低，而且此時(shí)利用活性污泥法或生物膜法處理城市污水已經(jīng)十分成功。一、厭氧生物處理工藝的發(fā)展簡(jiǎn)史1.第一代厭氧生物反應(yīng)器（上個(gè)22.第二代厭氧反應(yīng)器（50年代）當(dāng)進(jìn)入上世紀(jì)50、60年代，特別是70年代的中后期，厭氧消化工藝開始大規(guī)模地應(yīng)用于廢水處理。這些被稱為現(xiàn)代高速厭氧消化反應(yīng)器的厭氧生物處理工藝又被統(tǒng)一稱為“第二代厭氧生物反應(yīng)器”，主要包括：厭氧接觸法、厭氧濾池（AF）、上流式厭氧污泥床（UASB）反應(yīng)器、厭氧流化床（AFB）、厭氧生物轉(zhuǎn)盤（ARBC）和擋板式厭氧反應(yīng)器等；它們的主要特點(diǎn)有：①HRT大大縮短，有機(jī)負(fù)荷大大提高，處理效率大大提高；②HRT與SRT分離，SRT相對(duì)很長(zhǎng)，HRT則可以較短，反應(yīng)器內(nèi)生物量很高。2.第二代厭氧反應(yīng)器（50年代）32.第三代厭氧反應(yīng)器進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，隨著以顆粒污泥為主要特點(diǎn)的UASB反應(yīng)器的廣泛應(yīng)用，在其基礎(chǔ)上又發(fā)展起來了同樣以顆粒污泥為根本的顆粒污泥膨脹床（EGSB）反應(yīng)器和厭氧內(nèi)循環(huán)（IC）反應(yīng)器。其中EGSB反應(yīng)器利用外加的出水循環(huán)可以使反應(yīng)器內(nèi)部形成很高的上升流速，提高反應(yīng)器內(nèi)的基質(zhì)與微生物之間的接觸和反應(yīng)，可以在較低溫度下處理較低濃度的有機(jī)廢水，如城市廢水等；而IC反應(yīng)器則主要應(yīng)用于處理高濃度有機(jī)廢水，依靠厭氧生物過程本身所產(chǎn)生的大量沼氣形成內(nèi)部混合液的充分循環(huán)與混合，可以達(dá)到更高的有機(jī)負(fù)荷。這些反應(yīng)器又被統(tǒng)一稱為“第三代厭氧生物反應(yīng)器”。2.第三代厭氧反應(yīng)器4二、厭氧生物處理的主要特征1、主要優(yōu)點(diǎn)①能耗大大降低，而且還可以回收生物能（沼氣）；因?yàn)閰捬跎锾幚砉に嚐o需為微生物提供氧氣，所以不需要鼓風(fēng)曝氣，減少了能耗，而且厭氧生物處理工藝在大量降低廢水中的有機(jī)物的同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生大量的沼氣，其中主要的有效成分是甲烷，是一種可以燃燒的氣體，具有很高的利用價(jià)值，可以直接用于鍋爐燃燒或發(fā)電；二、厭氧生物處理的主要特征1、主要優(yōu)點(diǎn)5②污泥產(chǎn)量很低；這是由于在厭氧生物處理過程中廢水中的大部分有機(jī)污染物都被用來產(chǎn)生沼氣——甲烷和二氧化碳了，用于細(xì)胞合成的有機(jī)物相對(duì)來說要少得多；同時(shí)，厭氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多，產(chǎn)酸菌的產(chǎn)率Y為0.15~0.34kgVSS/kgCOD，產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)率Y為0.03kgVSS/kgCOD左右，而好氧微生物的產(chǎn)率約為0.25~0.6kgVSS/kgCOD。③厭氧微生物有可能對(duì)好氧微生物不能降解的一些有機(jī)物進(jìn)行降解或部分降解；因此，對(duì)于某些含有難降解有機(jī)物的廢水，利用厭氧工藝進(jìn)行處理可以獲得更好的處理效果，或者可以利用厭氧工藝作為預(yù)處理工藝，可以提高廢水的可生化性，提高后續(xù)好氧處理工藝的處理效果。②污泥產(chǎn)量很低；這是由于在厭氧生物處理過程中廢水中的大部分6氮、磷營養(yǎng)需要量較少好氧法一般要求BOD:N:P為l00:5:1，而厭氧法的BOD:N:P為l00:2.5:0.5，對(duì)氮、磷缺乏的工業(yè)廢水所需投加的營養(yǎng)鹽量較少。⑤有殺菌作用厭氧處理過程有一定的殺菌作用，可以殺死廢水和污泥中的寄生蟲卵、病毒等。⑥污泥易貯存厭氧活性污泥可以長(zhǎng)期貯存，厭氧反應(yīng)器可以季節(jié)性或間歇性運(yùn)轉(zhuǎn)。氮、磷營養(yǎng)需要量較少72、主要缺點(diǎn)①厭氧生物處理過程中所涉及到的生化反應(yīng)過程較為復(fù)雜，因?yàn)閰捬跸^程是由多種不同性質(zhì)、不同功能的厭氧微生物協(xié)同工作的一個(gè)連續(xù)的生化過程，不同種屬間細(xì)菌的相互配合或平衡較難控制，因此在運(yùn)行厭氧反應(yīng)器的過程中需要很高的技術(shù)要求；②厭氧微生物特別是其中的產(chǎn)甲烷細(xì)菌對(duì)溫度、pH等環(huán)境因素非常敏感，也使得厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行和應(yīng)用受到很多限制和困難；2、主要缺點(diǎn)①厭氧生物處理過程中所涉及到的生化反應(yīng)過程較為8③雖然厭氧生物處理工藝在處理高濃度的工業(yè)廢水時(shí)常?？梢赃_(dá)到很高的處理效率，但其出水水質(zhì)仍通常較差，一般需要利用好氧工藝進(jìn)行進(jìn)一步的處理；④厭氧生物處理的氣味較大；⑤對(duì)氨氮的去除效果不好，一般認(rèn)為在厭氧條件下氨氮不會(huì)降低，而且還可能由于原廢水中含有的有機(jī)氮在厭氧條件下的轉(zhuǎn)化導(dǎo)致氨氮濃度的上升。③雖然厭氧生物處理工藝在處理高濃度的工業(yè)廢水時(shí)常?？梢赃_(dá)到9第二節(jié)早期的厭氧生物反應(yīng)器這是厭氧消化應(yīng)用于廢水處理的初級(jí)階段，是從1881年法國Mouras設(shè)計(jì)的自動(dòng)凈化器開始到本世紀(jì)的20年代；主要代表有：①1881年法國Mouras的自動(dòng)凈化器：②1891年英國Moncriff的裝有填料的升流式反應(yīng)器：③1895年，英國設(shè)計(jì)的化糞池（SepticTank）；④1905年，德國的Imhoff池（又稱隱化池、雙層沉淀池）；等等。第二節(jié)早期的厭氧生物反應(yīng)器這是厭氧消化應(yīng)用于廢水處理的初級(jí)10早期厭氧生物反應(yīng)器的共同特點(diǎn)是：①處理廢水的同時(shí)，也處理從廢水中沉淀下來的污泥；②前幾種構(gòu)筑物由于廢水與污泥不分隔而影響出水水質(zhì)；③雙層沉淀池則有了很大改進(jìn)，有上層沉淀池和下層消化池；④停留時(shí)間很長(zhǎng)，出水水質(zhì)也較差；后兩種反應(yīng)器曾在英、美、德、法等國得到廣泛推廣，在我國目前仍有應(yīng)用。早期厭氧生物反應(yīng)器的共同特點(diǎn)是：①處理廢水的同時(shí)，也處理從11化糞池化糞池用于處理來自廁所的糞便污水。廣泛用于不設(shè)污水廠的合流制排水系統(tǒng)。例如，郊區(qū)的別墅式建筑。下圖是化糞池的一種構(gòu)造方式?；S池12厭氧生物處理工藝課件13厭氧生物處理工藝課件14厭氧生物處理工藝課件15第三節(jié)厭氧消化池一、消化池的類型與構(gòu)造二、消化池的設(shè)計(jì)計(jì)算三、沼氣的收集與利用第三節(jié)厭氧消化池一、消化池的類型與構(gòu)造16一、消化池的類型與構(gòu)造概述厭氧消化池主要應(yīng)用于處理城市污水廠的污泥，也可應(yīng)用于處理固體含量很高的有機(jī)廢水；它的主要作用是：①將污泥中的一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣；②將污泥中的一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化成為穩(wěn)定性良好的腐殖質(zhì)；③提高污泥的脫水性能；④使得污泥的體積減少1/2以上；⑤使污泥中的致病微生物得到一定程度的滅活，有利于污泥的進(jìn)一步處理和利用。一、消化池的類型與構(gòu)造概述171、消化池的分類消化池可以按其形狀分為：圓柱形、橢圓形（卵形）和龜甲形等幾種形式；也可以按其池頂結(jié)構(gòu)形式的不同將其分為：固定蓋式和浮動(dòng)蓋式的消化池；或者還可以按其運(yùn)行方式的不同分為：傳統(tǒng)消化池和高速消化池。1、消化池的分類消化池可以按其形狀分為：圓柱形、橢圓形（卵形181)傳統(tǒng)消化池：傳統(tǒng)消化池又稱為低速消化池，在池內(nèi)沒有設(shè)置加熱和攪拌裝置，所以有分層現(xiàn)象，一般分為浮渣層、上清液層、活性層、熟污泥層等，其中只有在活性層中才有有效的厭氧反應(yīng)過程在進(jìn)行，因此在傳統(tǒng)消化池中只有部分容積有效；傳統(tǒng)消化池的最大特點(diǎn)就是消化反應(yīng)速率很低，HRT很長(zhǎng)，一般為30~90天。1)傳統(tǒng)消化池：傳統(tǒng)消化池又稱為低速消化池，在池內(nèi)沒有設(shè)置19厭氧生物處理工藝課件202)高速消化池與傳統(tǒng)消化池不同的是，在高速消化池中設(shè)有加熱、攪拌裝置，因此縮短了有機(jī)物穩(wěn)定所需的時(shí)間，也提高了沼氣產(chǎn)量，在中溫（30~35C）條件下，其HRT可以為15天左右，運(yùn)行效果穩(wěn)定；但攪拌使高速消化池內(nèi)的污泥得不到濃縮，上清液與熟污泥不易分離2)高速消化池與傳統(tǒng)消化池不同的是，在高速消化池中設(shè)有加熱21厭氧生物處理工藝課件223)兩級(jí)串聯(lián)消化池兩級(jí)串聯(lián)，第一級(jí)采用高速消化池，第二級(jí)則采用不設(shè)攪拌和加熱的傳統(tǒng)消化池，主要起沉淀濃縮和貯存熟污泥的作用，并分離和排出上清液；二者的HRT的比值可采用1:1~1:4，一般為1:2。3)兩級(jí)串聯(lián)消化池232、消化池的構(gòu)造消化池一般由池頂、池底和池體三部分組成；消化池的池頂有兩種形式，即固定蓋和浮動(dòng)蓋，池頂一般還兼做集氣罩，可以收集消化過程中所產(chǎn)生的沼氣；消化池的池底一般為倒圓錐形，有利于排放熟污泥。2、消化池的構(gòu)造消化池一般由池頂、池底和池體三部分組成；消化24厭氧生物處理工藝課件25厭氧生物處理工藝課件261)消化池內(nèi)的攪拌：在高速消化池內(nèi)均設(shè)有攪拌裝置，可以分為機(jī)械攪拌和沼氣攪拌兩種形式。其中的機(jī)械攪拌又分為：①泵攪拌：從池底抽出消化污泥，用泵加壓后送至浮渣層表面或其它部位，進(jìn)行循環(huán)攪拌；②螺旋漿攪拌：在一個(gè)豎向?qū)Я鞴苤邪惭b螺旋槳；③水射器攪拌：利用污泥泵從消化池中抽取污泥后通過水射器噴射進(jìn)入消化池，可以起到循環(huán)攪拌的作用。而沼氣攪拌又可以分為：①氣提式攪拌；②豎管式攪拌；③氣體擴(kuò)散式攪拌。1)消化池內(nèi)的攪拌：在高速消化池內(nèi)均設(shè)有攪拌裝置，可以分為272)消化池內(nèi)的加熱：消化池內(nèi)的加熱方式主要有：①池內(nèi)蒸汽直接加熱，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，但容易造成局部污泥過熱，會(huì)影響厭氧微生物的正?；顒?dòng)，而且蒸氣直接通入池內(nèi)會(huì)增加污泥的含水率；②池外加熱：將進(jìn)入消化池的污泥預(yù)熱后再投配到消化池中，所需預(yù)熱的污泥量較少，易于控制；預(yù)熱溫度較高，有利于殺滅蟲卵；不會(huì)對(duì)厭氧微生物不利；但設(shè)備較復(fù)雜。2)消化池內(nèi)的加熱：消化池內(nèi)的加熱方式主要有：①池內(nèi)蒸汽28二、消化池的設(shè)計(jì)計(jì)算消化池的設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容包括：①消化池體積的計(jì)算與池體設(shè)計(jì)；②消化池內(nèi)攪拌設(shè)備的設(shè)計(jì)與計(jì)算；③消化池所需要的加熱保溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算；等。二、消化池的設(shè)計(jì)計(jì)算消化池的設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容包括：①消化291、消化池的池體設(shè)計(jì)目前，國內(nèi)一般按污泥投配率來計(jì)算所需的消化池容積，即：式中：V——消化池的有效容積，m3；V’——每天需要處理的新鮮污泥的統(tǒng)計(jì)，m3/d；p——污泥投配率。1、消化池的池體設(shè)計(jì)目前，國內(nèi)一般按污泥投配率來計(jì)算所需的消30一般當(dāng)采用高速消化池來處理來自城市生活污水處理長(zhǎng)的剩余污泥時(shí)，在消化溫度為30~35C時(shí)，投配率p可取6~18%；在實(shí)際工程中，一般要求消化池不少于2個(gè)，以便輪流檢修。一般當(dāng)采用高速消化池來處理來自城市生活污水處理長(zhǎng)的剩余污泥時(shí)31而國外則多按固體負(fù)荷率來計(jì)算消化池的有效容積，即：式中：Gs——每日需要處理的污泥干固體量，kgVSS/d；Lv——單位容積消化池固體負(fù)荷率，kgVSS/m3.d。厭氧生物處理工藝課件32一般認(rèn)為固體負(fù)荷率Lv值與污泥的含固率、消化池內(nèi)的反應(yīng)溫度等有關(guān)，下表中的數(shù)據(jù)可供參考：污泥含固率（%）固體負(fù)荷率（kgVSS/m3.d）24C29C33C35C41.532.042.553.0651.912.553.193.8362.303.063.834.5972.683.574.465.36一般認(rèn)為固體負(fù)荷率Lv值與污泥的含固率、消化池內(nèi)的反應(yīng)溫度等332、消化池的結(jié)構(gòu)尺寸在確定了所需的消化池的有效容積后，就可計(jì)算消化池各部的結(jié)構(gòu)尺寸，其一般要求如下：①圓柱形池體的直徑一般為6~35m；②柱體高徑之比為1：2；③池總高與直徑之比為0.8~1.0；④池底坡度一般為0.08；⑤池頂部的集氣罩，高度和直徑相同，一般為2.0m；⑥池頂至少設(shè)兩個(gè)直徑為0.7m的入孔。2、消化池的結(jié)構(gòu)尺寸在確定了所需的消化池的有效容積后343、消化池的工藝管道在消化池中還需要設(shè)置多種工藝管道，其中主要包括：①污泥管：進(jìn)泥管、出泥管、循環(huán)攪拌管；②上清液排放管；③溢流管；④沼氣管；⑤取樣管；等。3、消化池的工藝管道在消化池中還需要設(shè)置多種工藝管道，其中主35三、沼氣的收集與利用1、污泥消化過程中沼氣產(chǎn)量的估算：沼氣成分：一般認(rèn)為CH450~70%，CO220~30%，H22~5%，N2~10%，微量H2S等；沼氣產(chǎn)率是指每處理單位體積的生污泥所產(chǎn)生的沼氣量，即m3沼氣/m3生污泥；產(chǎn)氣率與污泥的性質(zhì)、污泥投配率、污泥含水率、發(fā)酵溫度等有關(guān)；當(dāng)污泥來自城市污水處理廠，生污泥含水率為96%時(shí)：中溫消化，投配率為6~8%，產(chǎn)氣率可達(dá)10~12m3沼氣/m3生污泥；高溫消化，投配率為6~8%，產(chǎn)氣率可達(dá)22~26m3沼氣/m3生污泥；投配率為13~15%，產(chǎn)氣率可達(dá)13~15m3沼氣/m3生污泥三、沼氣的收集與利用1、污泥消化過程中沼氣產(chǎn)量的估算：362、沼氣的收集：在沼氣管道沿程上應(yīng)設(shè)置凝結(jié)水罐；注意安全；設(shè)置阻火器；為防止在冬季結(jié)冰引起堵塞，有時(shí)在沼氣管上還應(yīng)采取保溫措施。3、沼氣的貯存與利用：一般需要采用沼氣柜來調(diào)節(jié)產(chǎn)氣量與用氣量之間的平衡；調(diào)節(jié)容積一般為日平均產(chǎn)氣量的25~40%，即6~10h的產(chǎn)氣量；注意防腐、防火。2、沼氣的收集：37第四節(jié)現(xiàn)代高速厭氧生物反應(yīng)器一、厭氧接觸法ACP（AnaerobicContactProcess）二、厭氧生物濾池AF(AnaerobicFilter)

三、升流式厭氧污泥床UASB(UpflowAnaerobicSludgeBlanket)

四、其它厭氧生物處理工藝第四節(jié)現(xiàn)代高速厭氧生物反應(yīng)器一、厭氧接觸法ACP（Ana381955年，Schroepter提出了厭氧接觸法，在高速消化池之后增設(shè)二沉池和污泥回流系統(tǒng)，處理能力提高，標(biāo)志著厭氧技術(shù)應(yīng)用于有機(jī)廢水處理的開端。隨后又相繼出現(xiàn)了厭氧生物濾池、UASB、厭氧附著膜膨脹床反應(yīng)器、AFB等高效厭氧反應(yīng)器，在這些厭氧反應(yīng)器中，主要具有如下特點(diǎn)：微生物不呈懸浮生長(zhǎng)狀態(tài)，而是呈附著生長(zhǎng)；有機(jī)容積負(fù)荷大大提高，水力停留時(shí)間顯著縮短。首先應(yīng)用于高濃度有機(jī)工業(yè)廢水的處理，也有應(yīng)用于城市廢水的處理；如果與好氧生物處理工藝進(jìn)行串聯(lián)或組合，還可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫氮和除磷；并對(duì)含有難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水具有較好的處理效果。1955年，Schroepter提出了厭氧接觸法，在高速消化39一、厭氧接觸法ACP

（AnaerobicContactProcess）在消化池后設(shè)沉淀池，將沉淀污泥回流至消化池，形成了厭氧接觸法。厭氧接觸法實(shí)質(zhì)上是厭氧活性污泥法，不需要曝氣而需要脫氣。厭氧接觸法對(duì)懸浮物高的有機(jī)廢水(如肉類加工廢水等)效果很好，懸浮顆粒成為微生物的載體，并且很容易在沉淀池中沉淀。在混合接觸池中，要進(jìn)行適當(dāng)攪拌以使污泥保持懸浮狀態(tài)。攪拌可以用機(jī)械方法，也可以用泵循環(huán)池水。一、厭氧接觸法ACP

（AnaerobicContact40厭氧生物處理工藝課件411、工藝流程與特點(diǎn)從工藝流程圖中可看出，厭氧接觸法工藝的最大的特點(diǎn)是污泥回流，由于增加了污泥回流，就使得消化池的HRT與SRT得以分離，即整個(gè)系統(tǒng)的污泥齡可以用下式進(jìn)行計(jì)算：

在厭氧生物處理工藝中，由于厭氧細(xì)菌生長(zhǎng)緩慢，基本可以作到不從系統(tǒng)中排放剩余污泥，則Qw=0，則有：

1、工藝流程與特點(diǎn)從工藝流程圖中可看出，厭氧接觸法工藝的42對(duì)于普通高速厭氧消化池，由于其Xe=X，所以其c=HRT，因此在中溫條件下，為了滿足產(chǎn)甲烷菌的生長(zhǎng)繁殖，SRT要求20~30d，因此高速厭氧消化池的HRT為20~30d。對(duì)于厭氧接觸法，由于X>>Xe，所以HRT<<SRT；而且X越大，Xe越小，則HRT可以越短。對(duì)于普通高速厭氧消化池，由于其Xe=X，所以其c=43與普通厭氧消化池相比，厭氧接觸法的特點(diǎn)有：①污泥濃度高，一般為5~10gVSS/l，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；②有機(jī)容積負(fù)荷高，中溫時(shí)，COD負(fù)荷1~6kgCOD/m3.d，去除率為70~80%；BOD負(fù)荷0.5~2.5kgBOD/m3.d，去除率80~90%；③出水水質(zhì)較好；④增加了沉淀池、污泥回流系統(tǒng)、真空脫氣設(shè)備，流程較復(fù)雜；⑤適合于處理懸浮物和有機(jī)物濃度均很高的廢水，不存在堵塞問題。⑥厭氧接觸法存在混合液難于在沉淀池中進(jìn)行固液分離的缺點(diǎn)。與普通厭氧消化池相比，厭氧接觸法的特點(diǎn)有：44在厭氧接觸法工藝中，最大的問題是污泥的沉淀，因?yàn)閰捬跷勰嗌弦话憧偸歉街行〉臍馀?，且由于污泥在二沉池中還具有活性，還會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生沼氣，有可能導(dǎo)致已下沉的污泥上浮。因此，必須采用有效的改進(jìn)措施，主要有以下四種，即：在厭氧接觸法工藝中，最大的問題是污泥的沉淀，因?yàn)閰捬跷勰嗌弦?5(a)真空脫氣，由消化池排出的混合液經(jīng)真空脫氣器(真空度為0.005MPa)，將污泥絮體上的氣泡除去，改善污泥的沉降性能；(b)熱交換器急冷法，將從消化池排出的混合液進(jìn)行急速冷卻。(c)絮凝沉降，向混合液中投加絮凝劑，使厭氧污泥易凝聚成大顆粒，加速沉降；(d)用超濾器代替沉淀池，以改善固液分離效果。(a)真空脫氣，由消化池排出的混合液經(jīng)真空脫氣器(真空度為46厭氧生物處理工藝課件47二、厭氧生物濾池AF

(AnaerobicFilter)

1、工藝特征與主要型式2、厭氧生物濾池的組成3、厭氧生物濾池的工藝計(jì)算與設(shè)計(jì)二、厭氧生物濾池AF

(AnaerobicFilter481、工藝特征與主要型式60年代末，美國的Young和McCarty首先開發(fā)出厭氧生物濾池；1972年以后，一批生產(chǎn)規(guī)模的厭氧生物濾池投入運(yùn)行，它們所處理的廢水的COD濃度范圍較寬，約在300~85000mg/l之間，處理效果良好，運(yùn)行管理方便；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應(yīng)器，在濾料的表面形成了以生物膜形態(tài)生長(zhǎng)的微生物群體，在濾料的空隙中則截留了大量懸浮生長(zhǎng)的厭氧微生物，廢水通過濾料層向上流動(dòng)或向下流動(dòng)時(shí)，廢水中的有機(jī)物被截留、吸附及分解轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳等。1、工藝特征與主要型式60年代末，美國的Young和McCa49根據(jù)廢水在厭氧生物濾池中的流向的不同，可分為升流式厭氧生物濾池、降流式厭氧生物濾池和升流式混合型厭氧生物濾池等三種形式，即分別如下圖所示：根據(jù)廢水在厭氧生物濾池中的流向的不同，可分為升流式厭氧生物濾50從工藝運(yùn)行的角度，厭氧生物濾池具有以下特點(diǎn)：①濾池中的厭氧生物膜的厚度約為1~4mm；②與好氧生物濾池一樣，其生物固體濃度沿濾料層高度而有變化；③降流式較升流式厭氧生物濾池中的生物固體濃度的分布更均勻；④厭氧生物濾池適合于處理多種類型、濃度的有機(jī)廢水，其有機(jī)負(fù)荷為0.2~16kgCOD/m3.d；⑤當(dāng)進(jìn)水COD濃度過高(>8000或12000mg/l)時(shí)，應(yīng)采用出水回流的措施：減少堿度的要求；降低進(jìn)水COD濃度；增大進(jìn)水流量，改善進(jìn)水分布條件。從工藝運(yùn)行的角度，厭氧生物濾池具有以下特點(diǎn)：①濾池中的厭氧51與傳統(tǒng)的厭氧生物處理工藝相比，厭氧濾池的突出優(yōu)點(diǎn)是：①生物固體濃度高，有機(jī)負(fù)荷高；②SRT長(zhǎng)，可縮短HRT，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；③啟動(dòng)時(shí)間較短，停止運(yùn)行后的再啟動(dòng)也較容易④無需回流污泥，運(yùn)行管理方便；⑤運(yùn)行穩(wěn)定性較好。而主要缺點(diǎn)是易堵塞，會(huì)給運(yùn)行造成困難。與傳統(tǒng)的厭氧生物處理工藝相比，厭氧濾池的突出優(yōu)點(diǎn)是：①生522、厭氧生物濾池的組成厭氧生物濾池主要由以下幾個(gè)重要部分組成的，即：濾料、布水系統(tǒng)、沼氣收集系統(tǒng)。分述如下：1)濾料：濾料是厭氧生物濾池的主體，其主要作用是提供微生物附著生長(zhǎng)的表面及懸浮生長(zhǎng)的空間，因此，應(yīng)具備下列條件：①比表面積大，以利于增加厭氧生物濾池中的生物量；②孔隙率高，以截留并保持大量懸浮微生物，同時(shí)也可防止堵塞；③表面粗糙度較大，以利于厭氧細(xì)菌附著生長(zhǎng)；④其它方面，如：機(jī)械強(qiáng)度高；化學(xué)和生物學(xué)穩(wěn)定性好；質(zhì)量輕；價(jià)格低廉；等。2、厭氧生物濾池的組成厭氧生物濾池主要由以下幾個(gè)重要部分組成53在厭氧濾池中經(jīng)常使用的濾料可以簡(jiǎn)單分為如下幾種：①實(shí)心塊狀濾料：30~45mm的碎塊；比表面積和孔隙率都較小，有機(jī)負(fù)荷也低，僅為3~6kgCOD/m3.d；易發(fā)生局部堵塞，產(chǎn)生短流。②空心塊狀濾料：多用塑料制成，呈圓柱形或球形，內(nèi)部有不同形狀和大小的孔隙；比表面積和孔隙率都較大。③管流型濾料：包括塑料波紋板和蜂窩填料等；比表面積為100~200m2/m3，孔隙率可達(dá)80~90%；有機(jī)負(fù)荷可達(dá)5~15kgCOD/m3.d。④交叉流型濾料：⑤纖維濾料：包括軟性尼龍纖維濾料、半軟性聚乙烯、聚丙烯濾料、彈性聚苯乙烯填料；比表面積和孔隙率都較大；偶有纖維結(jié)團(tuán)現(xiàn)象；價(jià)格較低，應(yīng)用普遍。

在厭氧濾池中經(jīng)常使用的濾料可以簡(jiǎn)單分為如下幾種：542)布水系統(tǒng)厭氧生物濾池中布水系統(tǒng)的作用是將進(jìn)水均勻分配于全池，因此在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，應(yīng)特別注意孔口的大小和流速。與好氧生物濾池不同的是，因?yàn)樾枰占a(chǎn)生的沼氣，厭氧生物濾池多是封閉式的，即其內(nèi)部的水位應(yīng)高于濾料層，將濾料層完全淹沒。其中升流式厭氧生物濾池的布水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置在濾池底部，這種形式在實(shí)際應(yīng)用中較為廣泛，一般濾池的直徑為6~26m，高為3~13m；而降流式厭氧生物濾池的水流方向正好與之相反；升流式混合型厭氧生物濾池的特點(diǎn)是減小了濾料層的厚度，留出了一定空間，以便懸浮狀態(tài)的顆粒污泥在其中生長(zhǎng)和累積。2)布水系統(tǒng)厭氧生物濾池中布水系統(tǒng)的作用是將進(jìn)水均勻分配于553)沼氣收集系統(tǒng)：厭氧生物濾池的沼氣收集系統(tǒng)基本與厭氧消化池的類似3)沼氣收集系統(tǒng)：厭氧生物濾池的沼氣收集系統(tǒng)基本與厭氧消化563、厭氧生物濾池的工藝計(jì)算與設(shè)計(jì)厭氧生物濾池的工藝計(jì)算與設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：①濾料的選擇；②濾料體積的計(jì)算；③布水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；④沼氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。但目前尚無定型的設(shè)計(jì)計(jì)算程序，所以本文中僅主要介紹濾料體積的計(jì)算方法和某些關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)的選取。3、厭氧生物濾池的工藝計(jì)算與設(shè)計(jì)厭氧生物濾池的工藝計(jì)算與設(shè)計(jì)571)濾料體積的計(jì)算：濾料體積的計(jì)算方法仍以有機(jī)負(fù)荷法為主，即：V=Q（Si–Se）/LvCOD其中LvCOD為有機(jī)容積負(fù)荷，2)常用設(shè)計(jì)參數(shù)：一般來說，厭氧生物濾池的有機(jī)容積去除負(fù)荷可達(dá)0.5~12kgCOD/m3.d；有機(jī)物去除率可達(dá)60~95%；一般采用的濾料層的高度為2~5m；相鄰進(jìn)水孔口距離——1~2m（不大于2m）；污泥排放口距離——不大于3m。1)濾料體積的計(jì)算：583)出水水質(zhì)關(guān)于Se：Se取決于對(duì)處理后出水的水質(zhì)要求；Se還取決于厭氧生物濾池一般能達(dá)到的有機(jī)物去除率；Se還取決于所采用的有機(jī)負(fù)荷的高低。4)關(guān)于有機(jī)容積負(fù)荷，其影響因素主要有：廢水水質(zhì)，包括有機(jī)物的種類和濃度；濾料性質(zhì)；溫度；其它，如：pH值、營養(yǎng)物、有毒物質(zhì)濃度等。一般，當(dāng)廢水性質(zhì)較特殊，無可靠資料可借鑒時(shí)，應(yīng)通過小試或中試試驗(yàn)結(jié)果來確定。3)出水水質(zhì)關(guān)于Se：59三、升流式厭氧污泥床UASB(UpflowAnaerobicSludgeBlanket)1、UASB反應(yīng)器的基本原理與特征2、UASB反應(yīng)器的組成3、UASB反應(yīng)器的型式4、UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算5、UASB反應(yīng)器中的顆粒污泥三、升流式厭氧污泥床UASB(UpflowAna60上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（upflowanaerobicsludgeblanketreactor)，簡(jiǎn)稱UASB反應(yīng)器，是由荷蘭的G.Lettnga等人在70年代初研制開發(fā)的。污泥床反應(yīng)器內(nèi)沒有人工載體，反應(yīng)器內(nèi)微生物以自身聚集生長(zhǎng)，為顆粒污泥狀態(tài)存在，因而能達(dá)到高生物量和高效高負(fù)荷。1、UASB反應(yīng)器的基本原理與特征上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（upflowanaerobics61上流式厭氧污泥床的池形有圓形、方形、矩形。小型裝置常為圓柱形，底部呈錐形或圓弧形。大型裝置為便于設(shè)置氣、液、固三相分離器，則一般為矩形，高度一般為3-8m，其中污泥床1-2m，污泥懸浮層2-4m，多用鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

上流式厭氧污泥床的池形有圓形、方形、矩形。小型裝置常為圓柱形62厭氧生物處理工藝課件63厭氧生物處理工藝課件64UASB反應(yīng)器的工作原理:UASB反應(yīng)器的工作原理:65厭氧生物處理工藝課件66從上圖中可以看出，UASB反應(yīng)器具有如下的主要工藝特征：①在反應(yīng)器的上部設(shè)置了氣、固、液三相分離器；②在反應(yīng)器底部設(shè)置了均勻布水系統(tǒng)；③反應(yīng)器內(nèi)的污泥能形成顆粒污泥，所謂的顆粒污泥的特點(diǎn)是：直徑為0.1~0.5cm，濕比重為1.04~1.08；具有良好的沉降性能和很高的產(chǎn)甲烷活性。從上圖中可以看出，UASB反應(yīng)器具有如下的主要工藝特67主要特點(diǎn)①污泥的顆?；狗磻?yīng)器內(nèi)的平均濃度50gVSS/l以上，污泥齡一般為30天以上；②反應(yīng)器的水力停留時(shí)間相應(yīng)較短；③反應(yīng)器具有很高的容積負(fù)荷；④不僅適合于處理高、中濃度的有機(jī)工業(yè)廢水，也適合于處理低濃度的城市污水；主要特點(diǎn)①污泥的顆粒化使反應(yīng)器內(nèi)的平均濃度50gVSS/68主要特點(diǎn)（2）⑤UASB反應(yīng)器集生物反應(yīng)和沉淀分離于一體，結(jié)構(gòu)緊湊；⑥無需設(shè)置填料，節(jié)省了費(fèi)用，提高了容積利用率；⑦一般也無需設(shè)置攪拌設(shè)備，上升水流和沼氣產(chǎn)生的上升氣流起到攪拌的作用；⑧構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作運(yùn)行方便。主要特點(diǎn)（2）⑤UASB反應(yīng)器集生物反應(yīng)和沉淀分離于一體，692、UASB反應(yīng)器的組成UASB反應(yīng)器的主要組成部分包括：進(jìn)水配水系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)、三相分離器、出水系統(tǒng)、氣室、浮渣收集系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)等，下面將分別敘述：1)進(jìn)水配水系統(tǒng)：其功能主要有兩個(gè)方面：①將廢水均勻地分配到整個(gè)反應(yīng)器的底部；②水力攪拌；一個(gè)有效的進(jìn)水配水系統(tǒng)是保證UASB反應(yīng)器高效運(yùn)行的關(guān)鍵之一。2、UASB反應(yīng)器的組成UASB反應(yīng)器的主要組成部分包括：進(jìn)702)反應(yīng)區(qū)：反應(yīng)區(qū)是UASB反應(yīng)器中生化反應(yīng)發(fā)生的主要場(chǎng)所，又分為污泥床區(qū)和污泥懸浮區(qū)，其中的污泥床區(qū)主要集中了大部分高活性的顆粒污泥，是有機(jī)物的主要降解場(chǎng)所；而污泥懸浮區(qū)則是絮狀污泥集中的區(qū)域。3)三相分離器：三相分離器由沉淀區(qū)、回流縫和氣封等組成；其主要功能有：①將氣體(沼氣)、固體(污泥)、和液體(出水)分開；②保證出水水質(zhì)；③保證反應(yīng)器內(nèi)污泥量；④有利于污泥顆粒化。2)反應(yīng)區(qū)：714)出水系統(tǒng)：出水系統(tǒng)的主要作用是將經(jīng)過沉淀區(qū)后的出水均勻收集，并排出反應(yīng)器。5)氣室：氣室也稱集氣罩，其主要作用是收集沼氣。6)浮渣收集系統(tǒng)：浮渣收集系統(tǒng)的主要功能是清除沉淀區(qū)液面和氣室液面的浮渣。7)排泥系統(tǒng)：排泥系統(tǒng)的主要功能是均勻地排除反應(yīng)器內(nèi)的剩余污泥。4)出水系統(tǒng)：723、UASB反應(yīng)器的型式1)開敞式UASB反應(yīng)器開敞式UASB反應(yīng)器的頂部不加密封，或僅加一層不太密封的蓋板；多用于處理中低濃度的有機(jī)廢水；其構(gòu)造較簡(jiǎn)單，易于施工安裝和維修3、UASB反應(yīng)器的型式1)開敞式UASB反應(yīng)器732)封閉式UASB封閉式UASB反應(yīng)器的頂部加蓋密封，這樣在UASB反應(yīng)器內(nèi)的液面與池頂之間形成氣室；主要適用于高濃度有機(jī)廢水的處理；這種形式實(shí)際上與傳統(tǒng)的厭氧消化池有一定的類似，其池頂也可以做成浮動(dòng)蓋式。2)封閉式UASB74在實(shí)際工程中，UASB的斷面形狀一般可以做成圓形或矩形，一般來說矩形斷面便于三相分離器的設(shè)計(jì)和施工；UASB反應(yīng)器的主體常為鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；UASB反應(yīng)器一般不在反應(yīng)器內(nèi)部直接加熱，而是將進(jìn)入反應(yīng)器的廢水預(yù)先加熱，而UASB反應(yīng)器本身多采用保溫措施。反應(yīng)器內(nèi)壁必須采取防腐措施，因?yàn)樵趨捬醴磻?yīng)過程中肯定會(huì)有較多的硫化氫或其它具有強(qiáng)腐蝕性的物質(zhì)產(chǎn)生。在實(shí)際工程中，UASB的斷面形狀一般可以做成圓形或矩形，一般754、UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算由于UASB反應(yīng)器在一定程度上還屬于較新的廢水處理工藝技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用過程中還存在著許多不確定因素，因此到目前為止，還沒有形成完整的工程設(shè)計(jì)的計(jì)算方法。UASB反應(yīng)器設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容有：①池型選擇、有效容積以及各主要部位尺寸的確定；②進(jìn)水配水系統(tǒng)、出水系統(tǒng)、三相分離器等主要設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算；③其它設(shè)備和管道如排泥和排渣系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)計(jì)算。4、UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算由于UASB反應(yīng)器在一定程度上還761)有效容積及主要構(gòu)造尺寸的確定：UASB反應(yīng)器的有效容積，一般將沉淀區(qū)和反應(yīng)區(qū)的總?cè)莘e作為反應(yīng)器的有效容積進(jìn)行考慮，多采用進(jìn)水容積負(fù)荷法確定，即：式中：Q——廢水流量，m3/d；Si——進(jìn)水有機(jī)物濃度，mgCOD/l；Lv——COD容積負(fù)荷，kgCOD/m3.d。1)有效容積及主要構(gòu)造尺寸的確定：UASB反應(yīng)器的有效容積77UASB反應(yīng)器的容積負(fù)荷與反應(yīng)溫度、廢水性質(zhì)和濃度以及是否能夠在反應(yīng)器內(nèi)形成顆粒污泥等多種因素有關(guān)，如果對(duì)于食品工業(yè)廢水或與之性質(zhì)相近的廢水，一般認(rèn)為是可以在反應(yīng)器內(nèi)形成顆粒污泥的，在不同的反應(yīng)溫度下的進(jìn)水容積負(fù)荷的選擇可參考如下數(shù)據(jù)：溫度（0C）設(shè)計(jì)容積負(fù)荷（kgCOD/m3.d）高溫（55~65）20~30中溫（35~38）10~20常溫（20~25）5~10低溫（~15）2~5UASB反應(yīng)器的容積負(fù)荷與反應(yīng)溫度、廢水性質(zhì)和濃度以及是否能782)三相分離器的設(shè)計(jì)三相分離器的基本原理與構(gòu)造如下圖所示：2)三相分離器的設(shè)計(jì)三相分離器的基本原理與構(gòu)造如下圖所示79三相分離器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)：要求表面負(fù)荷應(yīng)小于1.0m3/m2.d；集氣罩斜面的坡度應(yīng)為55~60；沉淀區(qū)的總水深應(yīng)不小于1.5m，廢水在沉淀區(qū)的停留時(shí)間應(yīng)在1.5~2.0h之間；三相分離器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：805、UASB反應(yīng)器中的顆粒污泥1)顆粒污泥的性質(zhì)與形成2)顆粒污泥的類型3)顆粒污泥的生物活性4)顆粒污泥的培養(yǎng)條件5、UASB反應(yīng)器中的顆粒污泥1)顆粒污泥的性質(zhì)與形成811)顆粒污泥的性質(zhì)與形成能在反應(yīng)器內(nèi)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，顆粒污泥的形成與成熟，也是保證UASB反應(yīng)器高效穩(wěn)定運(yùn)行的前提，因此有許多研究者都對(duì)UASB反應(yīng)器中的顆粒污泥進(jìn)行多方面的研究，下面將分別進(jìn)行簡(jiǎn)單敘述。1)顆粒污泥的性質(zhì)與形成能在反應(yīng)器內(nèi)形成沉降性能良好、活性82①顆粒污泥的外觀：顆粒污泥的外觀實(shí)際上是多種多樣，有呈卵形、球形、絲形等；其平均直徑為1mm,一般為0.1~2mm,最大可達(dá)3~5mm；反應(yīng)區(qū)底部的顆粒污泥多以無機(jī)粒子作為核心，外包生物膜；顆粒的核心多為黑色，生物膜的表層則呈灰白色、淡黃色或暗綠色等；反應(yīng)區(qū)上部的顆粒污泥的揮發(fā)性相對(duì)較高；顆粒污泥質(zhì)軟，有一定的韌性和粘性。①顆粒污泥的外觀：83②顆粒污泥的組成在顆粒污泥中主要包括：各類微生物、無機(jī)礦物以及有機(jī)的胞外多聚物等，其VSS/SS一般為70~90%。顆粒污泥的主體是各類為微生物，包括水解發(fā)酵菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、和產(chǎn)甲烷菌，有時(shí)還會(huì)有硫酸鹽還原菌等，細(xì)菌總數(shù)為1~4×10^12個(gè)/gVSS；常見的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)甲烷菌有：索氏甲烷絲菌、馬氏和巴氏甲烷八疊球菌等；一般顆粒污泥中C、H、N的比例為C約為40~50%、H約為7%、N約為10%；灰分含量因接種污泥的來源、處理水質(zhì)等的不同而有較大差距，一般灰分含量可達(dá)8.8~55%；灰分含量與顆粒的密度有很好的相關(guān)性，但與顆粒的強(qiáng)度的相關(guān)性不是很好；灰分中的FeS、Ca2+等對(duì)于顆粒污泥的穩(wěn)定性有著重要的作用，一般認(rèn)為在顆粒污泥中鐵的含量比例特別高。②顆粒污泥的組成在顆粒污泥中主要包括84胞外多聚物是另一重要組成，在顆粒污泥的表面和內(nèi)部，一般可見透明發(fā)亮的粘液狀物質(zhì)，主要是聚多糖、蛋白質(zhì)和糖醛酸等；含量差異很大，以胞外聚多糖為例，少的占顆粒干重的1~2%，多的占20~30%；有人認(rèn)為胞外多聚物對(duì)于顆粒污泥的形成有重要作用，但現(xiàn)在仍有較大爭(zhēng)議；但至少可以認(rèn)為其存在有利于保持顆粒污泥的穩(wěn)定性。胞外多聚物是另一重要組成，在顆粒污泥的表面和內(nèi)部，一般可見透852)顆粒污泥的類型有人將顆粒污泥分為以下三種類型:①A型顆粒污泥：這種顆粒污泥中的產(chǎn)甲烷細(xì)菌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；比較密實(shí)，粒徑很小，約為0.1~0.1mm。②B型顆粒污泥：B型顆粒污泥則以絲狀產(chǎn)甲烷桿菌為主體，也稱桿菌顆粒；表面規(guī)則，外層繞著各種形態(tài)的產(chǎn)甲烷桿菌的絲狀體；在各種UASB反應(yīng)器中的出現(xiàn)頻率極高；密度為1.033~1.054g/cm3，粒徑約為1~3mm。2)顆粒污泥的類型有人將顆粒污泥分為以下三種類型:86③C型顆粒污泥：

C型顆粒污泥由疏松的纖絲狀細(xì)菌繞粘連在惰性微粒上所形成的球狀團(tuán)粒，也稱絲菌顆粒；C型顆粒污泥大而重，粒徑一般為1~5mm，比重為1.01~1.05，沉降速度一般為5~10mm/s。

研究表明，不同類型顆粒污泥的形成與廢水中化學(xué)物質(zhì)（營養(yǎng)基質(zhì)和無機(jī)物）以及反應(yīng)器的工藝條件（水力表面負(fù)荷和產(chǎn)氣強(qiáng)度）等有關(guān):當(dāng)反應(yīng)器中乙酸濃度高時(shí)，易形成A型顆粒污泥；當(dāng)反應(yīng)器中的乙酸濃度降低后，A型顆粒污泥將逐步轉(zhuǎn)變?yōu)锽型顆粒污泥；當(dāng)存在適量的懸浮固體時(shí)，易形成C型顆粒污泥。

③C型顆粒污泥：873)顆粒污泥的生物活性通過多種研究手段對(duì)多種顆粒污泥的研究都表明，顆粒污泥中的細(xì)菌是成層分布的，即外層中占優(yōu)勢(shì)的細(xì)菌是水解發(fā)酵菌，而內(nèi)層則是產(chǎn)甲烷菌；顆粒污泥實(shí)際上是一種生物與環(huán)境條件相互依存和優(yōu)化的生態(tài)系統(tǒng)，各種細(xì)菌形成了一條很完整的食物鏈，有利于種間氫和種間乙酸的傳遞，因此其活性很高。3)顆粒污泥的生物活性通過多種研究手段對(duì)多種顆粒污泥的研究884)顆粒污泥的培養(yǎng)條件在UASB反應(yīng)器種培養(yǎng)出高濃度高活性的顆粒污泥，一般需要1~3個(gè)月；可以分為三個(gè)階段：?jiǎn)?dòng)期、顆粒污泥形成期、顆粒污泥成熟期。影響顆粒污泥形成的主要因素有以下幾種：①接種污泥的選擇；②維持穩(wěn)定的環(huán)境條件，如溫度、pH值等；③初始污泥負(fù)荷一般為0.05~0.1容積負(fù)荷一般應(yīng)小于0.5④保持反應(yīng)器中低的VFA濃度；⑤表面水力負(fù)荷應(yīng)大于0.3，以保持較大的水力分級(jí)作用，沖走輕質(zhì)的絮體污泥；⑥進(jìn)水COD濃度不宜大于4000mg/l，否則可采取水回流或稀疏等措施；⑦進(jìn)水中可適當(dāng)提供無機(jī)微粒，特別可以補(bǔ)充鈣和鐵，同時(shí)應(yīng)補(bǔ)充微量元素(如Ni、Co、Mo)。4)顆粒污泥的培養(yǎng)條件在UASB反應(yīng)器種培養(yǎng)出高濃度高活性89第五節(jié)厭氧生物處理工藝的運(yùn)行管理1、污泥消化池的投產(chǎn)啟動(dòng)污泥消化池建成后，應(yīng)按以下幾個(gè)步驟進(jìn)行投產(chǎn)啟動(dòng)：①清水試驗(yàn)，檢查漏水和氣密性；②投加接種污泥，一般要求用濾網(wǎng)過濾（22mm或55mm）；③開始少量投加濃縮后的生污泥；④測(cè)定產(chǎn)氣量、沼氣成分、VFA、pH等；⑤正常消化后，逐漸增加投泥量，直至達(dá)到設(shè)計(jì)的污泥投配率，這一過程一般需要50~60天。第五節(jié)厭氧生物處理工藝的運(yùn)行管理1、污泥消化池的投產(chǎn)啟動(dòng)902、UASB反應(yīng)器的投產(chǎn)啟動(dòng)一般UASB反應(yīng)器的啟動(dòng)運(yùn)行有兩種方式，即：1)直接啟動(dòng)：用顆粒污泥接種，所需時(shí)間較短，負(fù)荷上升較快；2)間接啟動(dòng)：用絮狀污泥啟動(dòng)，首先需要培養(yǎng)顆粒污泥。顆粒污泥的培養(yǎng)對(duì)于反應(yīng)器的穩(wěn)定高效運(yùn)行十分關(guān)鍵，一般需要按以下步驟進(jìn)行：2、UASB反應(yīng)器的投產(chǎn)啟動(dòng)91①投加接種污泥：厭氧消化污泥，或剩余活性污泥等；接種量一般為10~20kgVSS/m3；②啟動(dòng)初期的污泥負(fù)荷應(yīng)低于0.1~0.2kgCOD/kgSS.d，容積負(fù)荷應(yīng)小于0.5kgCOD/m3.d；③保證一定的水力上升流速，一般要求大于1m3/m2.d，當(dāng)其大于0.25m3/m2.h時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生水力分級(jí)作用；④進(jìn)水濃度過高時(shí)，可回流或稀釋等措施；⑤一般要求溶解性COD的去除率大于80%左右時(shí)，應(yīng)及時(shí)提高負(fù)荷；⑥出水VFA濃度一般應(yīng)控制在1000mg/l以下。①投加接種污泥：厭氧消化污泥，或剩余活性污泥等；接種量一般923、運(yùn)行管理指標(biāo)廢水厭氧生物處理的運(yùn)行管理指標(biāo)主要有：COD去除率、有機(jī)容積負(fù)荷、有機(jī)污泥負(fù)荷、水力停留時(shí)間、剩余污泥產(chǎn)量、產(chǎn)氣量等。3、運(yùn)行管理指標(biāo)廢水厭氧生物處理的運(yùn)行管理指標(biāo)主要有：CO93

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更多品資源請(qǐng)?jiān)L問更多品資源請(qǐng)?jiān)L問95第一節(jié)厭氧生物處理工藝的發(fā)展概況及特征一、厭氧生物處理工藝的發(fā)展簡(jiǎn)史二、厭氧生物處理的主要特征第一節(jié)厭氧生物處理工藝的發(fā)展概況及特征一、厭氧生物處理工藝96一、厭氧生物處理工藝的發(fā)展簡(jiǎn)史1.第一代厭氧生物反應(yīng)器（上個(gè)世紀(jì)初期）人類開始較大規(guī)模地應(yīng)用厭氧消化過程來處理城市污水（如化糞池、雙層沉淀池等）和剩余污泥（如各種厭氧消化池等）。這些厭氧反應(yīng)器現(xiàn)在通稱為“第一代厭氧生物反應(yīng)器”，它們的共同特點(diǎn)是：①HRT很長(zhǎng)（污泥消化池的HRT會(huì)長(zhǎng)達(dá)90天）；②處理效率仍十分低，處理效果還很不好；③具有濃臭的氣味。以上這些特點(diǎn)使得人們對(duì)于進(jìn)一步開發(fā)和利用厭氧生物過程的興趣大大降低，而且此時(shí)利用活性污泥法或生物膜法處理城市污水已經(jīng)十分成功。一、厭氧生物處理工藝的發(fā)展簡(jiǎn)史1.第一代厭氧生物反應(yīng)器（上個(gè)972.第二代厭氧反應(yīng)器（50年代）當(dāng)進(jìn)入上世紀(jì)50、60年代，特別是70年代的中后期，厭氧消化工藝開始大規(guī)模地應(yīng)用于廢水處理。這些被稱為現(xiàn)代高速厭氧消化反應(yīng)器的厭氧生物處理工藝又被統(tǒng)一稱為“第二代厭氧生物反應(yīng)器”，主要包括：厭氧接觸法、厭氧濾池（AF）、上流式厭氧污泥床（UASB）反應(yīng)器、厭氧流化床（AFB）、厭氧生物轉(zhuǎn)盤（ARBC）和擋板式厭氧反應(yīng)器等；它們的主要特點(diǎn)有：①HRT大大縮短，有機(jī)負(fù)荷大大提高，處理效率大大提高；②HRT與SRT分離，SRT相對(duì)很長(zhǎng)，HRT則可以較短，反應(yīng)器內(nèi)生物量很高。2.第二代厭氧反應(yīng)器（50年代）982.第三代厭氧反應(yīng)器進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，隨著以顆粒污泥為主要特點(diǎn)的UASB反應(yīng)器的廣泛應(yīng)用，在其基礎(chǔ)上又發(fā)展起來了同樣以顆粒污泥為根本的顆粒污泥膨脹床（EGSB）反應(yīng)器和厭氧內(nèi)循環(huán)（IC）反應(yīng)器。其中EGSB反應(yīng)器利用外加的出水循環(huán)可以使反應(yīng)器內(nèi)部形成很高的上升流速，提高反應(yīng)器內(nèi)的基質(zhì)與微生物之間的接觸和反應(yīng)，可以在較低溫度下處理較低濃度的有機(jī)廢水，如城市廢水等；而IC反應(yīng)器則主要應(yīng)用于處理高濃度有機(jī)廢水，依靠厭氧生物過程本身所產(chǎn)生的大量沼氣形成內(nèi)部混合液的充分循環(huán)與混合，可以達(dá)到更高的有機(jī)負(fù)荷。這些反應(yīng)器又被統(tǒng)一稱為“第三代厭氧生物反應(yīng)器”。2.第三代厭氧反應(yīng)器99二、厭氧生物處理的主要特征1、主要優(yōu)點(diǎn)①能耗大大降低，而且還可以回收生物能（沼氣）；因?yàn)閰捬跎锾幚砉に嚐o需為微生物提供氧氣，所以不需要鼓風(fēng)曝氣，減少了能耗，而且厭氧生物處理工藝在大量降低廢水中的有機(jī)物的同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生大量的沼氣，其中主要的有效成分是甲烷，是一種可以燃燒的氣體，具有很高的利用價(jià)值，可以直接用于鍋爐燃燒或發(fā)電；二、厭氧生物處理的主要特征1、主要優(yōu)點(diǎn)100②污泥產(chǎn)量很低；這是由于在厭氧生物處理過程中廢水中的大部分有機(jī)污染物都被用來產(chǎn)生沼氣——甲烷和二氧化碳了，用于細(xì)胞合成的有機(jī)物相對(duì)來說要少得多；同時(shí)，厭氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多，產(chǎn)酸菌的產(chǎn)率Y為0.15~0.34kgVSS/kgCOD，產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)率Y為0.03kgVSS/kgCOD左右，而好氧微生物的產(chǎn)率約為0.25~0.6kgVSS/kgCOD。③厭氧微生物有可能對(duì)好氧微生物不能降解的一些有機(jī)物進(jìn)行降解或部分降解；因此，對(duì)于某些含有難降解有機(jī)物的廢水，利用厭氧工藝進(jìn)行處理可以獲得更好的處理效果，或者可以利用厭氧工藝作為預(yù)處理工藝，可以提高廢水的可生化性，提高后續(xù)好氧處理工藝的處理效果。②污泥產(chǎn)量很低；這是由于在厭氧生物處理過程中廢水中的大部分101氮、磷營養(yǎng)需要量較少好氧法一般要求BOD:N:P為l00:5:1，而厭氧法的BOD:N:P為l00:2.5:0.5，對(duì)氮、磷缺乏的工業(yè)廢水所需投加的營養(yǎng)鹽量較少。⑤有殺菌作用厭氧處理過程有一定的殺菌作用，可以殺死廢水和污泥中的寄生蟲卵、病毒等。⑥污泥易貯存厭氧活性污泥可以長(zhǎng)期貯存，厭氧反應(yīng)器可以季節(jié)性或間歇性運(yùn)轉(zhuǎn)。氮、磷營養(yǎng)需要量較少1022、主要缺點(diǎn)①厭氧生物處理過程中所涉及到的生化反應(yīng)過程較為復(fù)雜，因?yàn)閰捬跸^程是由多種不同性質(zhì)、不同功能的厭氧微生物協(xié)同工作的一個(gè)連續(xù)的生化過程，不同種屬間細(xì)菌的相互配合或平衡較難控制，因此在運(yùn)行厭氧反應(yīng)器的過程中需要很高的技術(shù)要求；②厭氧微生物特別是其中的產(chǎn)甲烷細(xì)菌對(duì)溫度、pH等環(huán)境因素非常敏感，也使得厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行和應(yīng)用受到很多限制和困難；2、主要缺點(diǎn)①厭氧生物處理過程中所涉及到的生化反應(yīng)過程較為103③雖然厭氧生物處理工藝在處理高濃度的工業(yè)廢水時(shí)常常可以達(dá)到很高的處理效率，但其出水水質(zhì)仍通常較差，一般需要利用好氧工藝進(jìn)行進(jìn)一步的處理；④厭氧生物處理的氣味較大；⑤對(duì)氨氮的去除效果不好，一般認(rèn)為在厭氧條件下氨氮不會(huì)降低，而且還可能由于原廢水中含有的有機(jī)氮在厭氧條件下的轉(zhuǎn)化導(dǎo)致氨氮濃度的上升。③雖然厭氧生物處理工藝在處理高濃度的工業(yè)廢水時(shí)常?？梢赃_(dá)到104第二節(jié)早期的厭氧生物反應(yīng)器這是厭氧消化應(yīng)用于廢水處理的初級(jí)階段，是從1881年法國Mouras設(shè)計(jì)的自動(dòng)凈化器開始到本世紀(jì)的20年代；主要代表有：①1881年法國Mouras的自動(dòng)凈化器：②1891年英國Moncriff的裝有填料的升流式反應(yīng)器：③1895年，英國設(shè)計(jì)的化糞池（SepticTank）；④1905年，德國的Imhoff池（又稱隱化池、雙層沉淀池）；等等。第二節(jié)早期的厭氧生物反應(yīng)器這是厭氧消化應(yīng)用于廢水處理的初級(jí)105早期厭氧生物反應(yīng)器的共同特點(diǎn)是：①處理廢水的同時(shí)，也處理從廢水中沉淀下來的污泥；②前幾種構(gòu)筑物由于廢水與污泥不分隔而影響出水水質(zhì)；③雙層沉淀池則有了很大改進(jìn)，有上層沉淀池和下層消化池；④停留時(shí)間很長(zhǎng)，出水水質(zhì)也較差；后兩種反應(yīng)器曾在英、美、德、法等國得到廣泛推廣，在我國目前仍有應(yīng)用。早期厭氧生物反應(yīng)器的共同特點(diǎn)是：①處理廢水的同時(shí)，也處理從106化糞池化糞池用于處理來自廁所的糞便污水。廣泛用于不設(shè)污水廠的合流制排水系統(tǒng)。例如，郊區(qū)的別墅式建筑。下圖是化糞池的一種構(gòu)造方式。化糞池107厭氧生物處理工藝課件108厭氧生物處理工藝課件109厭氧生物處理工藝課件110第三節(jié)厭氧消化池一、消化池的類型與構(gòu)造二、消化池的設(shè)計(jì)計(jì)算三、沼氣的收集與利用第三節(jié)厭氧消化池一、消化池的類型與構(gòu)造111一、消化池的類型與構(gòu)造概述厭氧消化池主要應(yīng)用于處理城市污水廠的污泥，也可應(yīng)用于處理固體含量很高的有機(jī)廢水；它的主要作用是：①將污泥中的一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣；②將污泥中的一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化成為穩(wěn)定性良好的腐殖質(zhì)；③提高污泥的脫水性能；④使得污泥的體積減少1/2以上；⑤使污泥中的致病微生物得到一定程度的滅活，有利于污泥的進(jìn)一步處理和利用。一、消化池的類型與構(gòu)造概述1121、消化池的分類消化池可以按其形狀分為：圓柱形、橢圓形（卵形）和龜甲形等幾種形式；也可以按其池頂結(jié)構(gòu)形式的不同將其分為：固定蓋式和浮動(dòng)蓋式的消化池；或者還可以按其運(yùn)行方式的不同分為：傳統(tǒng)消化池和高速消化池。1、消化池的分類消化池可以按其形狀分為：圓柱形、橢圓形（卵形1131)傳統(tǒng)消化池：傳統(tǒng)消化池又稱為低速消化池，在池內(nèi)沒有設(shè)置加熱和攪拌裝置，所以有分層現(xiàn)象，一般分為浮渣層、上清液層、活性層、熟污泥層等，其中只有在活性層中才有有效的厭氧反應(yīng)過程在進(jìn)行，因此在傳統(tǒng)消化池中只有部分容積有效；傳統(tǒng)消化池的最大特點(diǎn)就是消化反應(yīng)速率很低，HRT很長(zhǎng)，一般為30~90天。1)傳統(tǒng)消化池：傳統(tǒng)消化池又稱為低速消化池，在池內(nèi)沒有設(shè)置114厭氧生物處理工藝課件1152)高速消化池與傳統(tǒng)消化池不同的是，在高速消化池中設(shè)有加熱、攪拌裝置，因此縮短了有機(jī)物穩(wěn)定所需的時(shí)間，也提高了沼氣產(chǎn)量，在中溫（30~35C）條件下，其HRT可以為15天左右，運(yùn)行效果穩(wěn)定；但攪拌使高速消化池內(nèi)的污泥得不到濃縮，上清液與熟污泥不易分離2)高速消化池與傳統(tǒng)消化池不同的是，在高速消化池中設(shè)有加熱116厭氧生物處理工藝課件1173)兩級(jí)串聯(lián)消化池兩級(jí)串聯(lián)，第一級(jí)采用高速消化池，第二級(jí)則采用不設(shè)攪拌和加熱的傳統(tǒng)消化池，主要起沉淀濃縮和貯存熟污泥的作用，并分離和排出上清液；二者的HRT的比值可采用1:1~1:4，一般為1:2。3)兩級(jí)串聯(lián)消化池1182、消化池的構(gòu)造消化池一般由池頂、池底和池體三部分組成；消化池的池頂有兩種形式，即固定蓋和浮動(dòng)蓋，池頂一般還兼做集氣罩，可以收集消化過程中所產(chǎn)生的沼氣；消化池的池底一般為倒圓錐形，有利于排放熟污泥。2、消化池的構(gòu)造消化池一般由池頂、池底和池體三部分組成；消化119厭氧生物處理工藝課件120厭氧生物處理工藝課件1211)消化池內(nèi)的攪拌：在高速消化池內(nèi)均設(shè)有攪拌裝置，可以分為機(jī)械攪拌和沼氣攪拌兩種形式。其中的機(jī)械攪拌又分為：①泵攪拌：從池底抽出消化污泥，用泵加壓后送至浮渣層表面或其它部位，進(jìn)行循環(huán)攪拌；②螺旋漿攪拌：在一個(gè)豎向?qū)Я鞴苤邪惭b螺旋槳；③水射器攪拌：利用污泥泵從消化池中抽取污泥后通過水射器噴射進(jìn)入消化池，可以起到循環(huán)攪拌的作用。而沼氣攪拌又可以分為：①氣提式攪拌；②豎管式攪拌；③氣體擴(kuò)散式攪拌。1)消化池內(nèi)的攪拌：在高速消化池內(nèi)均設(shè)有攪拌裝置，可以分為1222)消化池內(nèi)的加熱：消化池內(nèi)的加熱方式主要有：①池內(nèi)蒸汽直接加熱，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，但容易造成局部污泥過熱，會(huì)影響厭氧微生物的正常活動(dòng)，而且蒸氣直接通入池內(nèi)會(huì)增加污泥的含水率；②池外加熱：將進(jìn)入消化池的污泥預(yù)熱后再投配到消化池中，所需預(yù)熱的污泥量較少，易于控制；預(yù)熱溫度較高，有利于殺滅蟲卵；不會(huì)對(duì)厭氧微生物不利；但設(shè)備較復(fù)雜。2)消化池內(nèi)的加熱：消化池內(nèi)的加熱方式主要有：①池內(nèi)蒸汽123二、消化池的設(shè)計(jì)計(jì)算消化池的設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容包括：①消化池體積的計(jì)算與池體設(shè)計(jì)；②消化池內(nèi)攪拌設(shè)備的設(shè)計(jì)與計(jì)算；③消化池所需要的加熱保溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算；等。二、消化池的設(shè)計(jì)計(jì)算消化池的設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容包括：①消化1241、消化池的池體設(shè)計(jì)目前，國內(nèi)一般按污泥投配率來計(jì)算所需的消化池容積，即：式中：V——消化池的有效容積，m3；V’——每天需要處理的新鮮污泥的統(tǒng)計(jì)，m3/d；p——污泥投配率。1、消化池的池體設(shè)計(jì)目前，國內(nèi)一般按污泥投配率來計(jì)算所需的消125一般當(dāng)采用高速消化池來處理來自城市生活污水處理長(zhǎng)的剩余污泥時(shí)，在消化溫度為30~35C時(shí)，投配率p可取6~18%；在實(shí)際工程中，一般要求消化池不少于2個(gè)，以便輪流檢修。一般當(dāng)采用高速消化池來處理來自城市生活污水處理長(zhǎng)的剩余污泥時(shí)126而國外則多按固體負(fù)荷率來計(jì)算消化池的有效容積，即：式中：Gs——每日需要處理的污泥干固體量，kgVSS/d；Lv——單位容積消化池固體負(fù)荷率，kgVSS/m3.d。厭氧生物處理工藝課件127一般認(rèn)為固體負(fù)荷率Lv值與污泥的含固率、消化池內(nèi)的反應(yīng)溫度等有關(guān)，下表中的數(shù)據(jù)可供參考：污泥含固率（%）固體負(fù)荷率（kgVSS/m3.d）24C29C33C35C41.532.042.553.0651.912.553.193.8362.303.063.834.5972.683.574.465.36一般認(rèn)為固體負(fù)荷率Lv值與污泥的含固率、消化池內(nèi)的反應(yīng)溫度等1282、消化池的結(jié)構(gòu)尺寸在確定了所需的消化池的有效容積后，就可計(jì)算消化池各部的結(jié)構(gòu)尺寸，其一般要求如下：①圓柱形池體的直徑一般為6~35m；②柱體高徑之比為1：2；③池總高與直徑之比為0.8~1.0；④池底坡度一般為0.08；⑤池頂部的集氣罩，高度和直徑相同，一般為2.0m；⑥池頂至少設(shè)兩個(gè)直徑為0.7m的入孔。2、消化池的結(jié)構(gòu)尺寸在確定了所需的消化池的有效容積后1293、消化池的工藝管道在消化池中還需要設(shè)置多種工藝管道，其中主要包括：①污泥管：進(jìn)泥管、出泥管、循環(huán)攪拌管；②上清液排放管；③溢流管；④沼氣管；⑤取樣管；等。3、消化池的工藝管道在消化池中還需要設(shè)置多種工藝管道，其中主130三、沼氣的收集與利用1、污泥消化過程中沼氣產(chǎn)量的估算：沼氣成分：一般認(rèn)為CH450~70%，CO220~30%，H22~5%，N2~10%，微量H2S等；沼氣產(chǎn)率是指每處理單位體積的生污泥所產(chǎn)生的沼氣量，即m3沼氣/m3生污泥；產(chǎn)氣率與污泥的性質(zhì)、污泥投配率、污泥含水率、發(fā)酵溫度等有關(guān)；當(dāng)污泥來自城市污水處理廠，生污泥含水率為96%時(shí)：中溫消化，投配率為6~8%，產(chǎn)氣率可達(dá)10~12m3沼氣/m3生污泥；高溫消化，投配率為6~8%，產(chǎn)氣率可達(dá)22~26m3沼氣/m3生污泥；投配率為13~15%，產(chǎn)氣率可達(dá)13~15m3沼氣/m3生污泥三、沼氣的收集與利用1、污泥消化過程中沼氣產(chǎn)量的估算：1312、沼氣的收集：在沼氣管道沿程上應(yīng)設(shè)置凝結(jié)水罐；注意安全；設(shè)置阻火器；為防止在冬季結(jié)冰引起堵塞，有時(shí)在沼氣管上還應(yīng)采取保溫措施。3、沼氣的貯存與利用：一般需要采用沼氣柜來調(diào)節(jié)產(chǎn)氣量與用氣量之間的平衡；調(diào)節(jié)容積一般為日平均產(chǎn)氣量的25~40%，即6~10h的產(chǎn)氣量；注意防腐、防火。2、沼氣的收集：132第四節(jié)現(xiàn)代高速厭氧生物反應(yīng)器一、厭氧接觸法ACP（AnaerobicContactProcess）二、厭氧生物濾池AF(AnaerobicFilter)

三、升流式厭氧污泥床UASB(UpflowAnaerobicSludgeBlanket)

四、其它厭氧生物處理工藝第四節(jié)現(xiàn)代高速厭氧生物反應(yīng)器一、厭氧接觸法ACP（Ana1331955年，Schroepter提出了厭氧接觸法，在高速消化池之后增設(shè)二沉池和污泥回流系統(tǒng)，處理能力提高，標(biāo)志著厭氧技術(shù)應(yīng)用于有機(jī)廢水處理的開端。隨后又相繼出現(xiàn)了厭氧生物濾池、UASB、厭氧附著膜膨脹床反應(yīng)器、AFB等高效厭氧反應(yīng)器，在這些厭氧反應(yīng)器中，主要具有如下特點(diǎn)：微生物不呈懸浮生長(zhǎng)狀態(tài)，而是呈附著生長(zhǎng)；有機(jī)容積負(fù)荷大大提高，水力停留時(shí)間顯著縮短。首先應(yīng)用于高濃度有機(jī)工業(yè)廢水的處理，也有應(yīng)用于城市廢水的處理；如果與好氧生物處理工藝進(jìn)行串聯(lián)或組合，還可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫氮和除磷；并對(duì)含有難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水具有較好的處理效果。1955年，Schroepter提出了厭氧接觸法，在高速消化134一、厭氧接觸法ACP

（AnaerobicContactProcess）在消化池后設(shè)沉淀池，將沉淀污泥回流至消化池，形成了厭氧接觸法。厭氧接觸法實(shí)質(zhì)上是厭氧活性污泥法，不需要曝氣而需要脫氣。厭氧接觸法對(duì)懸浮物高的有機(jī)廢水(如肉類加工廢水等)效果很好，懸浮顆粒成為微生物的載體，并且很容易在沉淀池中沉淀。在混合接觸池中，要進(jìn)行適當(dāng)攪拌以使污泥保持懸浮狀態(tài)。攪拌可以用機(jī)械方法，也可以用泵循環(huán)池水。一、厭氧接觸法ACP

（AnaerobicContact135厭氧生物處理工藝課件1361、工藝流程與特點(diǎn)從工藝流程圖中可看出，厭氧接觸法工藝的最大的特點(diǎn)是污泥回流，由于增加了污泥回流，就使得消化池的HRT與SRT得以分離，即整個(gè)系統(tǒng)的污泥齡可以用下式進(jìn)行計(jì)算：

在厭氧生物處理工藝中，由于厭氧細(xì)菌生長(zhǎng)緩慢，基本可以作到不從系統(tǒng)中排放剩余污泥，則Qw=0，則有：

1、工藝流程與特點(diǎn)從工藝流程圖中可看出，厭氧接觸法工藝的137對(duì)于普通高速厭氧消化池，由于其Xe=X，所以其c=HRT，因此在中溫條件下，為了滿足產(chǎn)甲烷菌的生長(zhǎng)繁殖，SRT要求20~30d，因此高速厭氧消化池的HRT為20~30d。對(duì)于厭氧接觸法，由于X>>Xe，所以HRT<<SRT；而且X越大，Xe越小，則HRT可以越短。對(duì)于普通高速厭氧消化池，由于其Xe=X，所以其c=138與普通厭氧消化池相比，厭氧接觸法的特點(diǎn)有：①污泥濃度高，一般為5~10gVSS/l，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；②有機(jī)容積負(fù)荷高，中溫時(shí)，COD負(fù)荷1~6kgCOD/m3.d，去除率為70~80%；BOD負(fù)荷0.5~2.5kgBOD/m3.d，去除率80~90%；③出水水質(zhì)較好；④增加了沉淀池、污泥回流系統(tǒng)、真空脫氣設(shè)備，流程較復(fù)雜；⑤適合于處理懸浮物和有機(jī)物濃度均很高的廢水，不存在堵塞問題。⑥厭氧接觸法存在混合液難于在沉淀池中進(jìn)行固液分離的缺點(diǎn)。與普通厭氧消化池相比，厭氧接觸法的特點(diǎn)有：139在厭氧接觸法工藝中，最大的問題是污泥的沉淀，因?yàn)閰捬跷勰嗌弦话憧偸歉街行〉臍馀?，且由于污泥在二沉池中還具有活性，還會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生沼氣，有可能導(dǎo)致已下沉的污泥上浮。因此，必須采用有效的改進(jìn)措施，主要有以下四種，即：在厭氧接觸法工藝中，最大的問題是污泥的沉淀，因?yàn)閰捬跷勰嗌弦?40(a)真空脫氣，由消化池排出的混合液經(jīng)真空脫氣器(真空度為0.005MPa)，將污泥絮體上的氣泡除去，改善污泥的沉降性能；(b)熱交換器急冷法，將從消化池排出的混合液進(jìn)行急速冷卻。(c)絮凝沉降，向混合液中投加絮凝劑，使厭氧污泥易凝聚成大顆粒，加速沉降；(d)用超濾器代替沉淀池，以改善固液分離效果。(a)真空脫氣，由消化池排出的混合液經(jīng)真空脫氣器(真空度為141厭氧生物處理工藝課件142二、厭氧生物濾池AF

(AnaerobicFilter)

1、工藝特征與主要型式2、厭氧生物濾池的組成3、厭氧生物濾池的工藝計(jì)算與設(shè)計(jì)二、厭氧生物濾池AF

(AnaerobicFilter1431、工藝特征與主要型式60年代末，美國的Young和McCarty首先開發(fā)出厭氧生物濾池；1972年以后，一批生產(chǎn)規(guī)模的厭氧生物濾池投入運(yùn)行，它們所處理的廢水的COD濃度范圍較寬，約在300~85000mg/l之間，處理效果良好，運(yùn)行管理方便；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應(yīng)器，在濾料的表面形成了以生物膜形態(tài)生長(zhǎng)的微生物群體，在濾料的空隙中則截留了大量懸浮生長(zhǎng)的厭氧微生物，廢水通過濾料層向上流動(dòng)或向下流動(dòng)時(shí)，廢水中的有機(jī)物被截留、吸附及分解轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳等。1、工藝特征與主要型式60年代末，美國的Young和McCa144根據(jù)廢水在厭氧生物濾池中的流向的不同，可分為升流式厭氧生物濾池、降流式厭氧生物濾池和升流式混合型厭氧生物濾池等三種形式，即分別如下圖所示：根據(jù)廢水在厭氧生物濾池中的流向的不同，可分為升流式厭氧生物濾145從工藝運(yùn)行的角度，厭氧生物濾池具有以下特點(diǎn)：①濾池中的厭氧生物膜的厚度約為1~4mm；②與好氧生物濾池一樣，其生物固體濃度沿濾料層高度而有變化；③降流式較升流式厭氧生物濾池中的生物固體濃度的分布更均勻；④厭氧生物濾池適合于處理多種類型、濃度的有機(jī)廢水，其有機(jī)負(fù)荷為0.2~16kgCOD/m3.d；⑤當(dāng)進(jìn)水COD濃度過高(>8000或12000mg/l)時(shí)，應(yīng)采用出水回流的措施：減少堿度的要求；降低進(jìn)水COD濃度；增大進(jìn)水流量，改善進(jìn)水分布條件。從工藝運(yùn)行的角度，厭氧生物濾池具有以下特點(diǎn)：①濾池中的厭氧146與傳統(tǒng)的厭氧生物處理工藝相比，厭氧濾池的突出優(yōu)點(diǎn)是：①生物固體濃度高，有機(jī)負(fù)荷高；②SRT長(zhǎng)，可縮短HRT，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；③啟動(dòng)時(shí)間較短，停止運(yùn)行后的再啟動(dòng)也較容易④無需回流污泥，運(yùn)行管理方便；⑤運(yùn)行穩(wěn)定性較好。而主要缺點(diǎn)是易堵塞，會(huì)給運(yùn)行造成困難。與傳統(tǒng)的厭氧生物處理工藝相比，厭氧濾池的突出優(yōu)點(diǎn)是：①生1472、厭氧生物濾池的組成厭氧生物濾池主要由以下幾個(gè)重要部分組成的，即：濾料、布水系統(tǒng)、沼氣收集系統(tǒng)。分述如下：1)濾料：濾料是厭氧生物濾池的主體，其主要作用是提供微生物附著生長(zhǎng)的表面及懸浮生長(zhǎng)的空間，因此，應(yīng)具備下列條件：①比表面積大，以利于增加厭氧生物濾池中的生物量；②孔隙率高，以截留并保持大量懸浮微生物，同時(shí)也可防止堵塞；③表面粗糙度較大，以利于厭氧細(xì)菌附著生長(zhǎng)；④其它方面，如：機(jī)械強(qiáng)度高；化學(xué)和生物學(xué)穩(wěn)定性好；質(zhì)量輕；價(jià)格低廉；等。2、厭氧生物濾池的組成厭氧生物濾池主要由以下幾個(gè)重要部分組成148在厭氧濾池中經(jīng)常使用的濾料可以簡(jiǎn)單分為如下幾種：①實(shí)心塊狀濾料：30~45mm的碎塊；比表面積和孔隙率都較小，有機(jī)負(fù)荷也低，僅為3~6kgCOD/m3.d；易發(fā)生局部堵塞，產(chǎn)生短流。②空心塊狀濾料：多用塑料制成，呈圓柱形或球形，內(nèi)部有不同形狀和大小的孔隙；比表面積和孔隙率都較大。③管流型濾料：包括塑料波紋板和蜂窩填料等；比表面積為100~200m2/m3，孔隙率可達(dá)80~90%；有機(jī)負(fù)荷可達(dá)5~15kgCOD/m3.d。④交叉流型濾料：⑤纖維濾料：包括軟性尼龍纖維濾料、半軟性聚乙烯、聚丙烯濾料、彈性聚苯乙烯填料；比表面積和孔隙率都較大；偶有纖維結(jié)團(tuán)現(xiàn)象；價(jià)格較低，應(yīng)用普遍。

在厭氧濾池中經(jīng)常使用的濾料可以簡(jiǎn)單分為如下幾種：1492)布水系統(tǒng)厭氧生物濾池中布水系統(tǒng)的作用是將進(jìn)水均勻分配于全池，因此在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，應(yīng)特別注意孔口的大小和流速。與好氧生物濾池不同的是，因?yàn)樾枰占a(chǎn)生的沼氣，厭氧生物濾池多是封閉式的，即其內(nèi)部的水位應(yīng)高于濾料層，將濾料層完全淹沒。其中升流式厭氧生物濾池的布水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置在濾池底部，這種形式在實(shí)際應(yīng)用中較為廣泛，一般濾池的直徑為6~26m，高為3~13m；而降流式厭氧生物濾池的水流方向正好與之相反；升流式混合型厭氧生物濾池的特點(diǎn)是減小了濾料層的厚度，留出了一定空間，以便懸浮狀態(tài)的顆粒污泥在其中生長(zhǎng)和累積。2)布水系統(tǒng)厭氧生物濾池中布水系統(tǒng)的作用是將進(jìn)水均勻分配于1503)沼氣收集系統(tǒng)：厭氧生物濾池的沼氣收集系統(tǒng)基本與厭氧消化池的類似3)沼氣收集系統(tǒng)：厭氧生物濾池的沼氣收集系統(tǒng)基本與厭氧消化1513、厭氧生物濾池的工藝計(jì)算與設(shè)計(jì)厭氧生物濾池的工藝計(jì)算與設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：①濾料的選擇；②濾料體積的計(jì)算；③布水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；④沼氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。但目前尚無定型的設(shè)計(jì)計(jì)算程序，所以本文中僅主要介紹濾料體積的計(jì)算方法和某些關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)的選取。3、厭氧生物濾池的工藝計(jì)算與設(shè)計(jì)厭氧生物濾池的工藝計(jì)算與設(shè)計(jì)1521)濾料體積的計(jì)算：濾料體積的計(jì)算方法仍以有機(jī)負(fù)荷法為主，即：V=Q（Si–Se）/LvCOD其中LvCOD為有機(jī)容積負(fù)荷，2)常用設(shè)計(jì)參數(shù)：一般來說，厭氧生物濾池的有機(jī)容積去除負(fù)荷可達(dá)0.5~12kgCOD/m3.d；有機(jī)物去除率可達(dá)60~95%；一般采用的濾料層的高度為2~5m；相鄰進(jìn)水孔口距離——1~2m（不大于2m）；污泥排放口距離——不大于3m。1)濾料體積的計(jì)算：1533)出水水質(zhì)關(guān)于Se：Se取決于對(duì)處理后出水的水質(zhì)要求；Se還取決于厭氧生物濾池一般能達(dá)到的有機(jī)物去除率；Se還取決于所采用的有機(jī)負(fù)荷的高低。4)關(guān)于有機(jī)容積負(fù)荷，其影響因素主要有：廢水水質(zhì)，包括有機(jī)物的種類和濃度；濾料性質(zhì)；溫度；其它，如：pH值、營養(yǎng)物、有毒物質(zhì)濃度等。一般，當(dāng)廢水性質(zhì)較特殊，無可靠資料可借鑒時(shí)，應(yīng)通過小試或中試試驗(yàn)結(jié)果來確定。3)出水水質(zhì)關(guān)于Se：154三、升流式厭氧污泥床UASB(UpflowAnaerobicSludgeBlanket)1、UASB反應(yīng)器的基本原理與特征2、UASB反應(yīng)器的組成3、UASB反應(yīng)器的型式4、UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算5、UASB反應(yīng)器中的顆粒污泥三、升流式厭氧污泥床UASB(UpflowAna155上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（upflowanaerobicsludgeblanketreactor)，簡(jiǎn)稱UASB反應(yīng)器，是由荷蘭的G.Lettnga等人在70年代初研制開發(fā)的。污泥床反應(yīng)器內(nèi)沒有人工載體，反應(yīng)器內(nèi)微生物以自身聚集生長(zhǎng)，為顆粒污泥狀態(tài)存在，因而能達(dá)到高生物量和高效高負(fù)荷。1、UASB反應(yīng)器的基本原理與特征上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（upflowanaerobics156上流式厭氧污泥床的池形有圓形、方形、矩形。小型裝置常為圓柱形，底部呈錐形或圓弧形。大型裝置為便于設(shè)置氣、液、固三相分離器，則一般為矩形，高度一般為3-8m，其中污泥床1-2m，污泥懸浮層2-4m，多用鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

上流式厭氧污泥床的池形有圓形、方形、矩形。小型裝置常為圓柱形157厭氧生物處理工藝課件158厭氧生物處理工藝課件159UASB反應(yīng)器的工作原理:UASB反應(yīng)器的工作原理:160厭氧生物處理工藝課件161從上圖中可以看出，UASB反應(yīng)器具有如下的主要工藝特征：①在反應(yīng)器的上部設(shè)置了氣、固、液三相分離器；②在反應(yīng)器底部設(shè)置了均勻布水系統(tǒng)；③反應(yīng)器內(nèi)的污泥能形成顆粒污泥，所謂的顆粒污泥的特點(diǎn)是：直徑為0.1~0.5cm，濕比重為1.04~1.08；具有良好的沉降性能和很高的產(chǎn)甲烷活性。從上圖中可以看出，UASB反應(yīng)器具有如下的主要工藝特162主要特點(diǎn)①污泥的顆?；狗磻?yīng)器內(nèi)的平均濃度50gVSS/l以上，污泥齡一般為30天以上；②反應(yīng)器的水力停留時(shí)間相應(yīng)較短；③反應(yīng)器具有很高的容積負(fù)荷；④不僅適合于處理高、中濃度的有機(jī)工業(yè)廢水，也適合于處理低濃度的城市污水；主要特點(diǎn)①污泥的顆粒化使反應(yīng)器內(nèi)的平均濃度50gVSS/163主要特點(diǎn)（2）⑤UASB反應(yīng)器集生物反應(yīng)和沉淀分離于一體，結(jié)構(gòu)緊湊；⑥無需設(shè)置填料，節(jié)省了費(fèi)用，提高了容積利用率；⑦一般也無需設(shè)置攪拌設(shè)備，上升水流和沼