第五章 5 (1).2 污水的厭氧處理工藝講解

第五章

污水的厭氧生物處理

5-1厭氧生物處理技術(shù)

5-2污水的厭氧處理工藝污水的生化處理法按氧的利用方式不同：好氧生物處理厭氧生物處理按微生物在水中的集聚狀態(tài)不同：懸浮生長(zhǎng)系統(tǒng)固定膜系統(tǒng)（活性污泥法）（生物膜法）污水生物處理厭氧處理好氧處理廢水濃度水力停留時(shí)間有機(jī)容積負(fù)荷能耗主要副產(chǎn)物5-20天3-10小時(shí)7~45kgBOD/（m3?d

）高質(zhì)燃料中、

濃度低濃度高出十倍剩余污泥高低0.4~1.0kgBOD/（m3?d

）BOD:N:P=100:5:1BOD:N:P=200~400:5:1營(yíng)養(yǎng)物需要5-2污水的厭氧生物

處理工藝

一般地，可用BOD5/COD值作為有機(jī)物生物降解性的評(píng)價(jià)指標(biāo)：

BOD5/COD＞0.40時(shí)為易生物降解；

BOD5/COD＞0.30時(shí)為可生物降解；

BOD5/COD＜0.30時(shí)為較難生物降解；

BOD5/COD＜0.20時(shí)為不宜生物降解。5-2污水的厭氧生物處理工藝按降解機(jī)理分段：1.

化糞池

化糞池用于處理來(lái)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。居民區(qū)和辦公樓也常設(shè)化糞池。下圖是化糞池的一種構(gòu)造方式。污水首先進(jìn)入第一室，池水一般分為三層，上層為浮渣層，下層為污泥層，中間為水流，然后，進(jìn)入第二室，底泥和浮渣被第一室截留。生活污水處理系統(tǒng)示意圖

房屋下水管道廢水排入化糞池，一些固體物質(zhì)沉淀析出，并發(fā)生厭氧分解。污水在池內(nèi)的停留時(shí)間一般為12~24h，澄清后的水流到分配槽，出水不能直接排入水體，常在綠地下設(shè)滲水系統(tǒng)或由排水管網(wǎng)輸出、匯總進(jìn)入下一步處理?；S池污泥要定時(shí)清理。房屋下水管道化糞池分配槽滲水系統(tǒng)按降解機(jī)理分段：

對(duì)于懸浮物較高的有機(jī)廢水，可以采用厭氧接觸法，它實(shí)際上是厭氧活性污泥法，消化池后設(shè)沉淀池。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。厭氧接觸法工藝流程2.

厭氧接觸法（anaerobiccontactprocess

）5-2污水的厭氧生物處理工藝按降解機(jī)理分段：

厭氧接觸法的主要特征是在消化池后設(shè)沉淀池，將沉淀污泥回流至消化池，使污泥停留時(shí)間與水力停留時(shí)間分開，厭氧反應(yīng)器內(nèi)能維持較高的污泥濃度，同時(shí)可大大降低水力停留時(shí)間。

式中θc——生物固體平均停留時(shí)間，d；

X——反應(yīng)器內(nèi)微生物濃度，g/m3；

V——反應(yīng)器容積，m3；

Xe——出水微生物濃度，g/m3；

Q——處理廢水流量，m3/d

Xω——剩余污泥微生物濃度，g/m3

Q

ω——剩余污泥排放量，m3/d

2.

厭氧接觸法（anaerobiccontactprocess

）5-2污水的厭氧生物處理工藝按降解機(jī)理分段：

厭氧接觸法存在的問(wèn)題是，從厭氧反應(yīng)器排出的混合液中的污泥由于附著大量氣泡，在沉淀池中易于上浮到水面而被出水帶走；進(jìn)入沉淀池的污泥仍有產(chǎn)甲烷菌在活動(dòng)，產(chǎn)生沼氣，使已沉下的污泥上翻，固液分離效果不佳。可采取的解決辦法：

（1）在反應(yīng)器與沉淀池之間設(shè)冷卻器，使混合液的溫度由35℃降至15℃，抑制甲烷菌的活動(dòng)；（2）在反應(yīng)器與沉淀池之間設(shè)真空脫氣器，真空度為5000Pa，盡可能將混合液中的沼氣脫除，但不能抑制產(chǎn)甲烷菌在沉淀池內(nèi)繼續(xù)產(chǎn)氣；（3）用膜過(guò)濾代替沉淀池，以改善固液分離效果；（4）向沉淀池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。2.

厭氧接觸法（anaerobiccontactprocess

）5-2污水的厭氧生物處理工藝按降解機(jī)理分段：2.

厭氧接觸法工藝設(shè)計(jì)厭氧接觸法的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，主要是確定厭氧反應(yīng)器容積V，對(duì)此可按水力停留時(shí)間t進(jìn)行計(jì)算：式中Q——設(shè)計(jì)廢水量，m3/d；t——水力停留時(shí)間,d。此外，厭氧反應(yīng)器容積V還可以通過(guò)負(fù)荷率來(lái)求出:式中S0——原廢水中的COD或BOD5值，mg/L；NV——容積負(fù)荷率（通過(guò)試驗(yàn)確定或參考同類工廠的運(yùn)行數(shù)據(jù)），kgCOD/(m3·d)或kgBOD5/(m3·d)。5-2污水的厭氧生物處理工藝按降解機(jī)理分段：2.

厭氧接觸法工藝設(shè)計(jì)容積負(fù)荷：2~6kgCODcr/(m3d)混合液污泥濃度：10kgVSS/m3污泥回流比：0.8~1.05-2污水的厭氧生物處理工藝按降解機(jī)理分段：2.

厭氧接觸法在廢水處理中的應(yīng)用厭氧反應(yīng)器：容積負(fù)荷NV為2.5kgBOD5/(m3·d)，水力停留時(shí)間為12~13h，反應(yīng)溫度為27~31℃，污泥濃度為7000~12000mg/L，生物固體平均停留時(shí)間為3.6~6d，脫氣器真空度666×102Pa。沉淀池：水力停留時(shí)間1~2h，表面負(fù)荷14.7m3/(m2·d)，回流比3∶1。穩(wěn)定塘：水深0.91~1.22m。5-2污水的厭氧生物處理工藝按降解機(jī)理分段：2.

厭氧接觸法在廢水處理中的應(yīng)用5-2污水的厭氧生物處理工藝按降解機(jī)理分段：3.

厭氧生物濾池（anaerobicfilter

）

厭氧生物濾池又稱厭氧固定膜反應(yīng)器（SFF），是60年代末開發(fā)的新型高效厭氧處理裝置。濾池多呈圓柱形，池內(nèi)裝放填料，池底和池頂密封。

厭氧微生物附著于填料的表面生長(zhǎng)，當(dāng)廢水通過(guò)填料層時(shí)，在填料表面的厭氧生物膜的吸附、微生物的代謝作用和濾料的截留作用下，廢水中的有機(jī)物被降解，并產(chǎn)生沼氣，沼氣從池頂部排出。升流式厭氧生物濾池5-2污水的厭氧生物處理工藝按降解機(jī)理分段：3.

厭氧生物濾池（anaerobicfilter

）根據(jù)進(jìn)水的方向?qū)捬豕潭し磻?yīng)器分為升流式、降流式和平流式三種；根據(jù)填料填充的程度分為全充填型和部分充填型。填料可采用拳狀石質(zhì)濾料，如碎石、卵石等，也可使用陶粒、塑料等填料。5-2污水的厭氧生物處理工藝按降解機(jī)理分段：3.

厭氧生物濾池（anaerobicfilter

）厭氧生物濾池的特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）：厭氧微生物大部分存在于生物膜中，少部分以厭氧活性污泥的形式存在于濾料的孔隙中，微生物的停留時(shí)間長(zhǎng)，可超過(guò)100d，不易流失。沖擊負(fù)荷對(duì)其影響小。反應(yīng)器內(nèi)各種不同類群的微生物自然分層固定，易使各類微生物得到最佳的環(huán)境，保持其高的活性。在水溫25℃～35℃時(shí)，有機(jī)負(fù)荷在3kg（COD）/m3·d～10kg（COD）/m3·d以上，一般COD去除率可達(dá)80％以上。厭氧固定膜反應(yīng)器特別適用于處理低濃度的溶解性有機(jī)廢水。缺點(diǎn)：厭氧微生物總量沿池高度分布很不均勻。

進(jìn)水部位容易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。5-2污水的厭氧生物處理工藝按降解機(jī)理分段：3.

厭氧生物濾池（anaerobicfilter

）厭氧生物濾池的改進(jìn)措施：（1）可采取處理水回流的措施降低原廢水懸浮固體與有機(jī)物的濃度，提高水力負(fù)荷，提高池內(nèi)水流的上升速度，減少濾料空隙間的懸浮物，減輕堵塞的可能性；可使濾料層中的生物膜量趨于均勻分布，充分發(fā)揮濾池作用。（2）為了防止堵塞可采用部分充填載體型結(jié)構(gòu)方式。此外采用平流式厭氧濾池也有利于改善容易發(fā)生堵塞的不足。污泥排放沼氣出水薄層填料部分充填載體型結(jié)構(gòu)的平流式厭氧濾池示意圖進(jìn)水5-2污水的厭氧生物處理工藝按降解機(jī)理分段：3.

厭氧生物濾池主要設(shè)計(jì)參數(shù)濾料：填充高度2m以上，比表面積100m2/m3以上，填充率在2/3以上濾池高度：3m以上容積負(fù)荷：12kgCOD/（m3·d）以下5-2污水的厭氧生物處理工藝按降解機(jī)理分段：4.升流式厭氧污泥床（UASB）（1）概述上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（upflowanaerobicsludgeblanketreactor)，簡(jiǎn)稱UASB反應(yīng)器。廢水由池底進(jìn)入反應(yīng)器，通過(guò)反應(yīng)區(qū)氣、液分離后混合液進(jìn)入沉淀區(qū)進(jìn)行固液分離，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，污泥床反應(yīng)器內(nèi)沒(méi)有填料，不設(shè)攪拌，上升的水流和產(chǎn)生的沼氣可滿足攪拌要求。入水三相分離器沼氣升流式厭氧污泥床（USAB)沉淀區(qū)反應(yīng)區(qū)出水懸浮污泥區(qū)顆粒污泥區(qū)5-2污水的厭氧生物處理工藝按降解機(jī)理分段：4.

升流式厭氧污泥床（UASB）（2）升流式厭氧污泥床的構(gòu)造

①進(jìn)水配水系統(tǒng)

將進(jìn)水均勻分配到反應(yīng)器整個(gè)橫斷面；起到水力攪拌的作用。②反應(yīng)區(qū)

UASB的核心，包括顆粒污泥區(qū)和懸浮污泥區(qū)。③三相分離器（圖）

由沉淀區(qū)、回流縫和氣封組成，其功能是將沼氣、污泥、廢水等三相進(jìn)行分離。④氣室

也稱集氣罩，其功能是收集產(chǎn)生的沼氣。入水三相分離器沼氣升流式厭氧污泥床（USAB)沉淀區(qū)反應(yīng)區(qū)出水懸浮污泥區(qū)顆粒污泥區(qū)5-2污水的厭氧生物處理工藝按降解機(jī)理分段：4.

升流式厭氧污泥床（UASB）（2）升流式厭氧污泥床的構(gòu)造⑤出水排水系統(tǒng)

將沉淀區(qū)的上清液均勻地加以收集，并將其排出反應(yīng)器。⑥排泥系統(tǒng)

均勻排泥，可進(jìn)行均布多點(diǎn)排泥，可選擇每10m2設(shè)一個(gè)排泥點(diǎn)。⑦浮渣清除系統(tǒng)浮渣清除可采用撇渣機(jī)或刮渣機(jī)清除，或采用人工清渣。入水三相分離器沼氣升流式厭氧污泥床（USAB)沉淀區(qū)反應(yīng)區(qū)出水懸浮污泥區(qū)顆粒污泥區(qū)氣室5-2污水的厭氧生物處理工藝按降解機(jī)理分段：4.

升流式厭氧污泥床（UASB）（3）顆粒污泥形態(tài)

所謂污泥顆?；侵复仓械奈勰嘈螒B(tài)發(fā)生了變化，由絮狀污泥變?yōu)槊軐?shí)、邊緣圓滑的顆粒。粒徑為0.5～4mm。

5-2污水的厭氧生物處理工藝4.

升流式厭氧污泥床（UASB）（4）優(yōu)點(diǎn)與其他類型的厭氧反應(yīng)器相比，UASB具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）污泥床內(nèi)生物量濃度高，可達(dá)20~30g/L。（2）容積負(fù)荷率高，中溫條件下達(dá)10kgCOD/(m3·d)，甚至高達(dá)15~40kgCOD/(m3·d)。（3）水力停留時(shí)間短。（4）設(shè)備簡(jiǎn)單，無(wú)須另設(shè)沉淀池和污泥回流裝置，也不需要設(shè)機(jī)械攪拌裝置，造價(jià)相對(duì)較低。（5）無(wú)堵塞問(wèn)題。5-2污水的厭氧生物處理工藝5.

厭氧生物轉(zhuǎn)盤（1）厭氧生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造厭氧生物轉(zhuǎn)盤在構(gòu)造上與好氧生物轉(zhuǎn)盤相似，不同之處在于上部加蓋密封，以收集沼氣和隔絕空氣。厭氧生物轉(zhuǎn)盤主要由盤片、密封的反應(yīng)槽、轉(zhuǎn)軸、驅(qū)動(dòng)裝置等組成。5-2污水的厭氧生物處理工藝5.

厭氧生物轉(zhuǎn)盤（2）厭氧生物轉(zhuǎn)盤的的工作原理厭氧生物轉(zhuǎn)盤在厭氧條件下運(yùn)行，并把圓盤完全浸沒(méi)在污水中。圓盤用一根水平軸串聯(lián)起來(lái)，若干圓盤為一組，稱為一級(jí)，一般分為4級(jí)，由轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)圓盤連續(xù)旋轉(zhuǎn)。為了創(chuàng)造厭氧條件，整個(gè)生物轉(zhuǎn)盤應(yīng)安裝在一個(gè)封閉的容器內(nèi)。厭氧微生物附著在轉(zhuǎn)盤表面，不斷生長(zhǎng)繁殖，形成生物膜。轉(zhuǎn)盤不停地旋轉(zhuǎn)，生物膜不斷和污水中的有機(jī)污染物接觸，在產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌等共同作用下，把有機(jī)污染物分解成沼氣等。5-2污水