工学污水的厌氧生物处理课件

第十五章第十五章 污水的污水的 厌氧生物处理厌氧生物处理 第一第一节节节节 厌厌厌厌氧生物氧生物处处处处理的基本原理理的基本原理 第二第二节节节节 污污污污水的水的厌厌厌厌氧生物氧生物处处处处理方法理方法 第三第三节节节节 厌厌厌厌氧生物氧生物处处处处理法的理法的设计设计设计设计 第四第四节节节节 厌厌厌厌氧和好氧技氧和好氧技术术术术的的联联联联合运用合运用 第一第一节节节节 厌厌厌厌氧生物氧生物处处处处理的基理的基 本原理本原理 厌氧生物处理厌氧生物处理： 在无氧条件下通过厌氧微生物在无氧条件下通过厌氧微生物( (包括兼氧包括兼氧 微生物）的作用，将废水中的各种复杂有机微生物）的作用，将废水中的各种复杂有机 物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程 ，也称为厌氧消化，也称为厌氧消化。 污水厌氧生物处理的发展过程污水厌氧生物处理的发展过程 早期发展早期发展 1881195018811950年年 第二代厌氧反应器第二代厌氧反应器 19551955年年开发了开发了厌氧接触法厌氧接触法新工艺新工艺，标志着，标志着 现代厌氧反应器的开端。现代厌氧反应器的开端。 第三代厌氧反应器第三代厌氧反应器 19801980年年SwitzenbaumSwitzenbaum等推出了厌氧附着膜膨等推出了厌氧附着膜膨 胀床反应器（胀床反应器（AAFEBAAFEB）, ,还有厌氧流化床（还有厌氧流化床（AFBAFB ）。）。 一一. .概述概述 厌氧生化法的优点：厌氧生化法的优点： （1 1）应用范围广）应用范围广 因供氧限制，因供氧限制，好氧法好氧法一般适用于中、低浓度有一般适用于中、低浓度有 机废水的处理，机废水的处理，（BODBOD5 5 2000mg/L 2000mg/L), ), 。 有些有机物对好氧生物处理法来说是难降解的有些有机物对好氧生物处理法来说是难降解的 ，但对厌氧生物处理是可降解的，如固体有机物、，但对厌氧生物处理是可降解的，如固体有机物、 着色剂蒽醌和某些偶氮染料等。着色剂蒽醌和某些偶氮染料等。 ( (2 2) )能耗低能耗低 好氧法需要消耗大量能量好氧法需要消耗大量能量 供氧，曝气费用随着有机物浓度的增加而增大，而厌供氧，曝气费用随着有机物浓度的增加而增大，而厌 氧法不需要充氧，而且产生的沼气可作为能源。氧法不需要充氧，而且产生的沼气可作为能源。 废水有机物达一定浓度后，沼气能量可以废水有机物达一定浓度后，沼气能量可以 抵偿消耗能量。研究表明，当原水抵偿消耗能量。研究表明，当原水BODBOD 5 5 达到达到1500mg/L1500mg/L 时，采用厌氧处理即有能量剩余。有机物浓度愈高，时，采用厌氧处理即有能量剩余。有机物浓度愈高， 剩余能量愈多。剩余能量愈多。 一般厌氧法的动力消耗约为活性污泥法的一般厌氧法的动力消耗约为活性污泥法的 1/101/10。 （3 3）氮、磷营养需要量较少）氮、磷营养需要量较少 好氧法一般要求好氧法一般要求BOD:N:PBOD:N:P为为 l00:5:1l00:5:1，而厌氧法的而厌氧法的BOD:N:PBOD:N:P为为 l00:2.5:0.5l00:2.5:0.5，对氮、磷缺乏的工业废水所需对氮、磷缺乏的工业废水所需 投加的营养盐量较少。投加的营养盐量较少。 （4 4）有杀菌作用）有杀菌作用 厌厌厌厌氧氧处处处处理理过过过过程有一定的程有一定的杀杀杀杀菌作用菌作用 ，可以，可以杀杀杀杀死死废废废废水和水和污污污污泥中的寄生虫卵、病毒等。泥中的寄生虫卵、病毒等。 （5 5）污泥产量低易贮存）污泥产量低易贮存 污污污污泥泥产产产产量低且沉降性能好，量低且沉降性能好，仅为仅为仅为仅为 好氧法的好氧法的1/61/61/101/10。厌厌厌厌厌厌厌厌 氧活性氧活性污污污污泥可以泥可以 长长长长期期贮贮贮贮存，存，厌厌厌厌氧反氧反应应应应器可以季器可以季节节节节性或性或间间间间歇性运歇性运转转转转。 厌氧生物处理法缺点厌氧生物处理法缺点: : （1 1）厌氧微生物增殖缓慢厌氧微生物增殖缓慢，因而厌氧设备启，因而厌氧设备启 动和处理所需时间比好氧设备长；动和处理所需时间比好氧设备长； （2 2）出水往往达不到排放标准出水往往达不到排放标准，需要进一步，需要进一步 处理，故一般在厌氧处理后串联好氧处理处理，故一般在厌氧处理后串联好氧处理 ； （3 3）操作控制因素较为复杂操作控制因素较为复杂。 （4 4）厌氧过程会产生臭气厌氧过程会产生臭气。 二二. . 厌氧法的基本原理厌氧法的基本原理 1.1.传统的厌氧消化理论为两阶段理论传统的厌氧消化理论为两阶段理论 对批量污泥静置考察，可以见到污泥的对批量污泥静置考察，可以见到污泥的 消化过程明显分为两个阶段。消化过程明显分为两个阶段。 固态有机物先是液化，称固态有机物先是液化，称液化阶段液化阶段； 接着降解产物气化，称接着降解产物气化，称气化阶段气化阶段；在常温下，；在常温下， 整个过程历时半年以上。整个过程历时半年以上。 1、两阶阶段理论论 将厌厌氧发发酵分为为产产酸（酸性发发酵）和产产气（碱性发发酵）两 个阶阶段，相应应起作用的微生物分为为产产酸细细菌和产产甲烷细烷细 菌 。 产酸细菌 产气阶段 有机酸积累时 pH下降故称 产酸阶段 有机酸和醇被产甲烷菌分解产生 CH4、CO2等。酸被分解pH迅速 上升故称为碱性发酵阶段。 两阶段理论两阶段理论形成较早，对甲烷菌如何利用 甲醇以上的醇及乙酸以上的有机酸难以解 释，因此，该理论尚未得到确认。 第一阶段：酸化阶段第一阶段：酸化阶段 特征：是液态污泥的特征：是液态污泥的pHpH值迅速下降。值迅速下降。 降解原料：降解原料： 污污污污泥中的固泥中的固态态态态有机物或有机物或污污污污水中的大分子水中的大分子 化合物，如淀粉、化合物，如淀粉、纤维纤维纤维纤维 素、油脂、蛋白素、油脂、蛋白质质质质等。等。 产物：产物： 液液态产态产态产态产 物：有机酸、醇、物：有机酸、醇、醛醛醛醛、水分子等、水分子等 气气态产态产态产态产 物：物：COCO 2 2 、H H 2 2 、NHNH 3 3 、H H 2 2 S S等气体分子，气体大等气体分子，气体大 多溶解在泥液中。多溶解在泥液中。 pHpH值迅速下降的原因值迅速下降的原因 转转转转化化产产产产物中有机酸是主体，物中有机酸是主体，NHNH 3 3 的溶解的溶解产产产产物物NHNH 4 4 OHOH有中有中 和作用。和作用。 重点 第二阶段：气化阶段第二阶段：气化阶段 由低分子的有机酸经微生物作用转化为气体，由低分子的有机酸经微生物作用转化为气体， 气体类似沼泽散发的气体，可称沼气，主体是气体类似沼泽散发的气体，可称沼气，主体是 CHCH 4 4 ，COCO 2 2 也相当多，还有微量也相当多，还有微量H H 2 2 、H H 2 2 S S等，因等，因 此气化阶段常称甲烷化阶段。此气化阶段常称甲烷化阶段。 重点 2、三阶阶段理论论 产甲烷菌只能利用乙酸、H2/CO2和甲醇； 长链脂肪酸和醇类必须被产氢产乙酸菌转化为乙酸、H2 、CO2和甲醇后，才能被产甲烷菌利用。 厌氧发酵依次分为水解发酵阶段、产氢产乙酸阶段、产 甲烷阶段三个阶段。 起作用的细菌分别称为水解发酵细菌、产氢产乙酸菌、 产甲烷细菌。 重点 2、三阶段理论 水解发酵阶段： 复杂有机物(纤维素、淀粉、蛋白质、脂肪)被 发酵细菌分泌的水解酶（胞外酶） (纤维素酶 、纤维二糖酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶) 分 解为可溶于水的简单化合物。 纤维素被水解转化为糖； 蛋白质被转化为简单的氨基酸； 脂类被转化为脂肪酸和甘油。 这些简单的有机物再被产酸菌转化为乙酸、丙 酸、丁酸等脂肪酸和醇。 2、三阶段理论 产氢产产氢产 乙酸阶阶段： 产氢产乙酸菌把挥发性脂肪酸（如丙酸、丁酸和等），还有 醇、酮、醛转化为乙酸和H2 、CO2等。 产产甲烷阶烷阶 段： 产甲烷菌将上一阶段的产物降解为CH4和CO2，也利用上一阶 段产生的H2将部分CO2转化为CH4。 （一）厌厌氧条件：创创造厌厌氧条件 产产产产酸酸阶阶阶阶段需要段需要厌厌厌厌氧条件氧条件： 该阶段不产甲烷微生物大多数是厌氧茵，需要在厌氧的条 件下，把复杂的有机物质分解成简单的有机酸等。 产产产产气气阶阶阶阶段需段需严严严严格的格的厌厌厌厌氧条件氧条件： 该阶段的产甲烷细菌是专性厌氧菌，不仅不需要氧，氧对 产甲烷细菌反而有毒害作用，在有氧的环境中，甲烷 菌受到抑制，但并不死亡。 要求氧化还原电位在-330毫伏以下。 二 、厌氧消化的影响因素 重点 （二）（二）pHpH 1、产甲烷菌适宜pH为6.87.2 2、可通过加石灰或含氮物料调节pH。 污水和泥液中的碱度有缓冲作 用，如果有足够的碱度中和有机酸，其pH有可 能维持在6.8以上，酸化和甲烷化两大类细 菌就可以共存，从而消除分阶段现象。 （三）温度 l一般来讲，池内发酵液温度在10以上 ，只要其他条件配合得好(如酸碱度适 宜，发酵菌多)就可以开始发酵，产生 沼气。 l代谢速率在3538有一个高峰，50 65有另一高峰。幻灯片 20 l中温消化：消化时间约为20d，对寄生 虫卵和大肠菌杀灭率低。常用此消化。 l高温消化，消化时间约为10d，可杀灭 99% l常温消化，低于20的消化。 （三）温度 6、温度要相对稳定，一天内的变化范围 在2内为宜。 原因：甲烷菌对温度的急剧变化非常敏 感，即使温度只降低2，也能立即产 生不良影响，产气下降。 温度对厌氧消化过程的影响温度对厌氧消化过程的影响 （四）泥龄 中温消化：泥龄一般需2030 d，方可满 足甲烷菌的生长繁殖条件。 高温消化：泥龄一般需1015 d。 有机物降解程度是泥龄的函数，而不是进水 有机物的函数。故提高进水有机物浓度，便 可充分利用消化池体积。 泥龄的计算：与曝气池内泥龄的计算相同。 （五）搅拌和混合 通过搅拌可消除池内梯度，增加食料与微生 物之间的接触，避免产生分层，促进沼气分 离。 在连续投料的消化池中，还使进料迅速与池 中原有料液相混匀。 搅拌程度与强度要适当，太剧烈会破坏产乙 酸菌和产甲烷菌间的共生关系。 （六）营营养和C/N比 碳氮比例为10-20：1，即可正常发酵。 过低：则会放出大量的NH3，抑制产甲 烷菌的活动； 过高：细胞的N量不足，消化液缓冲能 力低，pH容易低，反应速率下降。 2. 碳:氮:磷控制为200-300:5:1为宜 （七）添加剂剂 在发发酵液中添加少量的硫酸锌锌、磷矿矿粉、炼炼 钢钢渣、碳酸钙钙、炉灰等均可不同程度地提高 产产气量、甲烷烷含量以及有机物质质的分解率， 其中以添加磷矿矿粉的效果为为最佳。 在发发酵液中添加纤维纤维 素酶，能促进纤维进纤维 素分 解，提高稻草的利用率，使产产气量提高34- 59%。 添加少量活性碳粉末则则可以提高产产气2-4倍 。添加浓浓度为为0.01%的表面活性剂剂“叶温 20”，则则可降低表面张张力，增强原料和菌的 接触，产产气量最高可增加40%。 在有许许多化学物质质能抑制发发酵微 生物的生命活力，统统称为为有毒物 质质。有毒物质质的种类类很多。沼气 发发酵菌对对它们们有允许浓许浓 度，常使 沼气发发酵受阻。 有毒物质质的种类类一定的忍耐程度， 超过过很多，有无机的和有机的、有 植物性的和矿矿物性的物质质。 甲烷菌专性厌氧，且处理系统中不 能含有浓度过高的SO42-，SO32-。 有害物质的允许浓度 l厌氧发酵中菌种数量的多少和质量的好坏直接影 响沼气的产生。 l酒厂、屠宰场和城市下水污泥活性较强，可直接 做为接种物添加。添加接种物可促进早产气，提 高产气率。也可把现有污水处理场和工业厌氧发 酵罐的发酵液作为“种”使用，以缩短菌体增殖的 时间。 l高温发酵时的必须用高温发酵的发酵液作种，进 行中温发酵的必须用中温发酵的发酵液作种。不 能指望中温发酵的菌群在高温条件下得到良好的 效果。因为，两个不同的微生物类群，具有不同 的生理特性。 （六）接种物 主要用于污泥的消化、高浓度有机 废水和温度较高的有机工业废水的处理。 厌厌氧生物处处理的适应应范围围 第二第二节节节节 污污污污水的水的厌厌厌厌氧生物氧生物处处处处 理工理工艺艺艺艺 一、化粪池 化粪池例图 用于处理来自厕所的粪便废水。 曾广泛用于不设污水厂的合流制排水系统。还可用 于郊区的别墅式建筑。 用于处理来自厕所的粪便污水。 一般分为二室。用隔墙分为两室或三室，各室之间用水下连接管接通。废 水由一端进入，通过各室后由另一端排出。 一室：污水分为三层：浮渣、水流和污泥层；污泥和浮渣被 截留与此室。 二室：经沉淀后，污水进入二室进一步处理。 污水停留时间短（1224h），污泥停留时间0.5-1年。温度 较低且混合程度差，处理效果不好，仅将生活污水中的粪便等悬浮物截留 并消化。 半年左右清除一次。 流出 二、厌氧生物滤池 是装填滤滤料的厌厌氧反应应器。 滤料：碎石、卵石、塑料等 与生物滤池相似，但要密封以收集沼气，水 流方向相反。 厌氧微生物膜生长在填料表面，吸附、降解 有机物； 滤池后一般设沉淀池，以分离出生物膜。 可分为为升流式和降流式两种形式 二、厌氧生物滤池 升流式和降流式厌氧生物滤池 厌氧生物滤池的特点及改进：厌氧生物滤池的特点及改进： 在厌氧生物滤池中，厌氧微生物大部分 存在于生物膜中，少部分以厌氧活性污 泥的形式存在于滤料的孔隙中。 厌氧微生物总量沿池高度分布是很不均 匀的，在池进水部位高，相应的有机物 去除速度快。 当废水中有机物浓度高时，特别是进水 悬浮固体浓度和颗粒较大时，进水部位 容易发生堵塞现象。 不讲 对厌氧生物滤池采取如下改进： （a）出水回流； （b）部分充填载体； （c）采用软性填料。 厌氧生物滤池的特点是： （a）由于填料为微生物附着生长提供了 较大的表面积，滤池中的微生物量较高 ，又因生物膜停留时间长，平均停留时 间长达100天左右，因而可承受的有机 容积负荷高，COD容积负荷为2-16 kgCOD/(m3d)，且耐冲击负荷能力强 ； 不讲 （b）废水与生物膜两相接触面大，强化了 传质过程，因而有机物去除速度快 （c）微生物固着生长为主，不易流失，因 此不需污泥回流和搅拌设备； （d）启动或停止运行后再启动比前述厌氧 工艺法时间短。 （e）处理含悬浮物浓度高的有机废水，易 发生堵塞，尤以进水部位更严重。滤池的 清洗也还没有简单有效的方法。 不讲 优点： 处理能力高； 池内微生物浓度可以很高； 能承受水质、水量的冲击负 荷； 出水SS较低； 设备简单 、勿需污泥回流， 能耗低、运行管理方便。 缺点： 滤滤料费费用较较高； 滤滤料易堵塞，尤其是 下部，生物膜很厚； 堵塞后，没有简单简单 有 效的清洗方法。 因此，悬悬浮物高的废废 水不适用。 三、厌氧接触法（厌氧活性污泥法） 对于悬浮物较高的有机废水，可 以采用厌氧接触法，它实际上是厌氧活性污泥法， 不需要曝气而需要脱气。 作用：由于消化池中排出的污泥 附着大量气泡，进入沉淀池后易 上浮被出水带走，所以在此应尽 可能脱除气体。 需要适当搅拌以使 污泥悬浮 适用对象： 对悬浮物高的有机废水（如肉类加工废水等）效 果很好，悬浮颗粒物成为微生物的载体，且很容 易在沉淀池中沉淀。 厌氧接触法的优点厌氧接触法的优点: : （a）污泥回流，使消化池内污泥浓度较高，一般 为10-15g/L，大大降低了HRT。 HRT比普通消化 池大大缩短，如中温下，普通消化池因为为了 保证泥龄，HRT为15-30天，而接触法小于612 h；耐冲击能力强； （b）消化池的容积负荷较普通消化池高，中温消 化时，一般为2-l0kgCOD/m3d， （c）可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大 的料液，不存在堵塞问题； （d）混合液经沉降后，出水水质好， 混合液难于在沉淀池中进行固液分离。 原因：混合液中含沼气，混合液在沉淀池内产 生沼气。 需增加沉淀池、污泥回流和脱气等设备。 厌氧接触法的缺点厌氧接触法的缺点: : 提高沉淀池内固液分离效果的措施提高沉淀池内固液分离效果的措施: : (a)真空脱气，由消化池排出的混合液经真 空脱气器(真空度为0.005 MPa) ，将污泥絮体上的气泡除去，改善污泥的沉 降性能； (b)热交换器急冷法，将从消化池排出的混 合液进行急速冷却。 (c)絮凝沉降，向混合液中投加絮凝剂，使 厌氧污泥易凝聚成大颗粒，加速沉降； (d)用超滤器代替沉淀池，以改善固液分离 效果。 四、上流式厌氧污泥床反应器 (UASB) 有机负荷率和去除率高，不需要搅拌 设备，能适应负荷冲击和温度与pH的变化。 UASBUASB工作工作时时时时，废废废废水从反水从反 应应应应器底部器底部进进进进入，与入，与污污污污泥床泥床 层层层层的高的高浓浓浓浓度度颗颗颗颗粒粒污污污污泥接触泥接触 ，污污污污染物被分解染物被分解产产产产生沼气生沼气 。污污污污水、水、污污污污泥和沼气一起泥和沼气一起 向上流向上流动动动动，进进进进入反入反应应应应器的器的 上部的三相分离器，完成上部的三相分离器，完成 气、液、固三相的分离。气、液、固三相的分离。 被分离的消化气从上部被分离的消化气从上部导导导导 出，被分离的出，被分离的污污污污泥泥则则则则自自动动动动 滑落到滑落到悬悬悬悬浮浮污污污污泥泥层层层层。出水。出水 则则则则从澄清区流出。从澄清区流出。 运 行 过 程 上流式厌氧污泥床的池形有圆形、方形、矩形。小上流式厌氧污泥床的池形有圆形、方形、矩形。小 型装置常为圆柱形，底部呈锥形或圆弧形。型装置常为圆柱形，底部呈锥形或圆弧形。 大型装置为便于设置气、液、固三相分离器，则一大型装置为便于设置气、液、固三相分离器，则一 般为矩形，高度一般为般为矩形，高度一般为3-8m3-8m，其中污泥床其中污泥床1-2m1-2m，污污 泥悬浮层泥悬浮层2-4m2-4m，多用钢结构或钢筋混凝土结构。多用钢结构或钢筋混凝土结构。 UASB反应器示意图 排泥 UASB反应器的构造 15.4.4 UASB反应器的结构设计原理 UASB反应器的构造 1. 进进水配水系统统，将进进入反应应器的废废水均匀地分配到反应应器整个横断 面，起到水力搅搅拌并均匀上升。 2. 反应应区，反应应区内存留大量具有良好凝聚和沉淀性能的污污泥，在池底部 形成颗颗粒污污泥层层。废废水从厌厌氧污污泥床底部流入，与颗颗粒污污泥层层中的污污 泥 进进行混合接触，污污泥中的微生物分解有机物，同时产时产 生的微小沼气气泡 不断地放出。微小气泡在上升过过程中，不断合并，逐渐渐形成较较大的气 泡。在颗颗粒污污泥层层上部，由于沼气的 搅动搅动 ，形成一个污污泥浓浓度较较小的悬悬浮 污污泥层层。 3. 三相分离器，其功能是将气体、固体和 液体三相进进行分离。 4. 集气室，其功能是收集产产生的沼气，并 将其导导出气室送往沼气柜。 5. 处处理水排出系统统，均匀收集处处理水并将 其排出反应应器。 升流式厌氧污泥床在构造 三相分离器 三、UASB的工作原理图 用于加热 上流式厌氧污泥床反应器的基本特点 优点：优点： （a a）反应器内污泥浓度高。反应器内污泥浓度高。 一般平均污泥浓度为一般平均污泥浓度为30-40g/L30-40g/L，其中底部其中底部 污泥床污泥床(sludge bed)(sludge bed)污泥浓度污泥浓度60-80g/L60-80g/L，污泥悬污泥悬 浮层浮层(sludge blanket)(sludge blanket)污泥浓度污泥浓度5-7g/L5-7g/L；折合浓；折合浓 度可达度可达20203030g/Lg/L。污泥龄一般为。污泥龄一般为3030天以上。天以上。 污泥床中的污泥由活性污泥床中的污泥由活性 生物量占生物量占70-8070-80的高度发展的颗粒污泥的高度发展的颗粒污泥 (sludge (sludge granules)granules)组成，颗粒的组成，颗粒的 直径一般在直径一般在0.5-5.0mm0.5-5.0mm之间，颗粒污泥之间，颗粒污泥 是是UASBUASB反应器的一个重要特征。反应器的一个重要特征。 （bb）容积负荷高。）容积负荷高。 水力停留时间短，中温消化，一般可高水力停留时间短，中温消化，一般可高 达达10kgCOD/10kgCOD/（mm 3 3 dd），甚至高达），甚至高达15-15- 40kg COD/40kg COD/（mm 3 3 dd）。 （cc）设备简单，运行方便，勿需沉淀池和污泥回流设备。）设备简单，运行方便，勿需沉淀池和污泥回流设备。 反应器内设三相分离器，被沉淀区分反应器内设三相分离器，被沉淀区分 离的污泥能自动回流到反应区，一般无污泥回流设备；离的污泥能自动回流到反应区，一般无污泥回流设备；简简 化了工艺，节约了投资和运行费用。化了工艺，节约了投资和运行费用。 （dd）无混合搅拌设备。无混合搅拌设备。 投产运行正常后，利用本身产生的沼气投产运行正常后，利用本身产生的沼气 和进水来搅动；和进水来搅动； （ee）污泥床内不填载体。）污泥床内不填载体。 提高了容积利用率，节省造价及避免堵提高了容积利用率，节省造价及避免堵 塞问题。塞问题。 缺点：缺点： （aa）大型装置内会有短流现象（要求配水装大型装置内会有短流现象（要求配水装 置性能要好）置性能要好） （bb）进水进水SSSS要求要求 200mg/L200mg/L，以免对，以免对 污泥颗粒化不利或减少反应区的有效容积，污泥颗粒化不利或减少反应区的有效容积， 甚至引起堵塞甚至引起堵塞 （cc）在没有颗粒污泥接种的情况下，启动时）在没有颗粒污泥接种的情况下，启动时 间长间长 （dd）对水质和负荷突然变化比较敏感）对水质和负荷突然变化比较敏感 （ee）要求水温高些，最好）要求水温高些，最好3535 左右。左右。 UASBUASB反应器的组成反应器的组成 (1)(1)进水配水系统进水配水系统 将废水尽可能均匀地分配将废水尽可能均匀地分配 到整个反应器，并有水力搅拌功能。到整个反应器，并有水力搅拌功能。 (2)(2)反应区反应区 其中包括污泥床区和污泥悬浮层其中包括污泥床区和污泥悬浮层 区，有机物主要在这里被厌氧菌所分解。区，有机物主要在这里被厌氧菌所分解。 (3)(3)三相分离器三相分离器 由沉淀区、回流缝和气封组由沉淀区、回流缝和气封组 成，其功能是把沼气、污泥和液体分开。成，其功能是把沼气、污泥和液体分开。 (4)(4)出水系统出水系统 其作用是把沉淀区表层处理过的其作用是把沉淀区表层处理过的 水均匀地水均匀地 加以收集，排出反应器。加以收集，排出反应器。 (5)(5)气室气室 也称集气罩，其作用是收集沼气。也称集气罩，其作用是收集沼气。 (6)(6)浮渣清除系统浮渣清除系统 其功能是清除沉淀区液面和其功能是清除沉淀区液面和 气室表面的浮渣，气室表面的浮渣，根据需要设置根据需要设置。 (7)(7)排泥系统排泥系统 其功能是均匀地排除反应区的剩其功能是均匀地排除反应区的剩 余污泥。余污泥。 UASB UASB 的设计的设计 （1 1）UASBUASB反应器容积的确定反应器容积的确定 进水容积负荷法进水容积负荷法 VV反应器有效容积，反应器有效容积， mm 3 3 ； QQ废水流量，废水流量， mm 3 3 d d； SoSo进水进水CODCOD或或BODBOD 5 5 浓度，浓度，g gmLmL； N N V V CODCOD或或BODBOD 5 5 容积负荷，容积负荷，kgkg(m(m 3 3 d)d) N N V V 与水温、水质、污染物可生化性有关，一般取与水温、水质、污染物可生化性有关，一般取 68kgCOD/ m68kgCOD/ m 3 3 d d 三相分离器设计三相分离器设计 三相分离器的基本构造三相分离器的基本构造 ： 三相分离器的型式是多种多三相分离器的型式是多种多 样的，但其三项样的，但其三项主要功能均为气主要功能均为气 液分离、固液分离和污泥回流；液分离、固液分离和污泥回流； 主要组成部分为气封、沉淀区和主要组成部分为气封、沉淀区和 回流缝。回流缝。 五、分段厌氧处理法 第一段. 水解酸化：水解和液 化有机物为有机酸；缓冲和稀释负荷冲击与有害物 质，并将截留难降解的固态物质。 第二段.甲烷化过程：保持严格 的厌氧条件和pH，以利于甲烷菌的生长；降解、稳 定有机物，产生含甲烷较多的消化气，并截留悬浮 固体，以改善出水水质。 二段式厌氧处理法的特点二段式厌氧处理法的特点 优点：优点： 运行稳定可靠运行稳定可靠 能承受能承受pHpH值、毒物的冲击值、毒物的冲击 有机负荷率高有机负荷率高 消化气中甲烷含量高消化气中甲烷含量高 缺点：缺点： 使用设备较多使用设备较多 流程和操作复杂流程和操作复杂 不能对各种废水都提高负荷不能对各种废水都提高负荷 六 厌氧膨胀床与流化床反应器 厌氧膨胀床和厌氧流化床内充填细小的固体颗粒填料，如 石英砂、无烟煤、活性炭、陶粒和沸石等，填料粒径一般为 0.21mm。废水从床底部流人，为使 层膨胀，需将部分出水 用循环泵进行回流，提高床内水流的上升流速。 厌氧膨胀床膨胀率为10%20%， 颗粒保持 相互接触。 厌氧流化床反应器膨胀率为20%70%， 颗粒无规则自由运动。 载体：石英砂、无烟煤、活性炭、陶粒、沸石等。 特点： 1）微生物浓度高 细颗粒的填料为微生物附着生长提供比较大的比表面积，细颗粒的填料为微生物附着生长提供比较大的比表面积， 使床内具有很高的微生物浓度，一般为使床内具有很高的微生物浓度，一般为30gVSS/L30gVSS/L左右，因此左右，因此 有机物容积负荷较高，一般为有机物容积负荷较高，一般为101040 kgCOD/(m3d)40 kgCOD/(m3d)，水力水力 停留时间短停留时间短，耐冲击负荷能力强，运行稳定；，耐冲击负荷能力强，运行稳定； 2）载体处于膨胀状态，能防止载体堵塞； 3）床内生物固体停留时间较长，运行稳定，剩余污泥量少； 4）既可用于高浓度有机废水的厌氧处理，也可用于低浓度的 城市污水处理。 缺点： 1）载载体流化能耗较较大； 2）系统统的设计设计 要求高。 七、厌氧生物转盘 厌氧生物转盘构造 由盘片、密封 的反应槽、转轴 及驱动装置组成 ， 上部加盖密封 ，防止液面上的 空间有氧存在。 盘片转动时的 剪力将老化的生 物膜剥下，在水 中呈悬浮状态， 随水流出槽外。 厌厌氧生物转盘转盘 的特点 微生物浓度高，可承受高的有机物负荷；微生物浓度高，可承受高的有机物负荷； 废水在反应器内按水平方向流动，勿需提升废水在反应器内按水平方向流动，勿需提升 废水，节能；废水，节能； 勿需处理水回流，与厌氧膨胀床和流化床相勿需处理水回流，与厌氧膨胀床和流化床相 较既节能又便于操作；较既节能又便于操作； 处理含悬浮固体较高的废水，不存在堵塞问处理含悬浮固体较高的废水，不存在堵塞问 题；题； 厌厌氧生物转盘转盘 特点 由于转盘转动，不断使老化生物膜脱落，使生由于转盘转动，不断使老化生物膜脱落，使生 物膜经常保持较高的活性；物膜经常保持较高的活性； 有承受冲击负荷的能力，处理过程稳定性较强有承受冲击负荷的能力，处理过程稳定性较强 ； 可采用多级串联，各级微生物处于最佳生存条可采用多级串联，各级微生物处于最佳生存条 件下；件下； 便于运行管理。便于运行管理。 八、 两相厌氧生物处理 基本原理：有机底物的厌氧降解，可以分为产 酸和产甲烷两个阶段。 工艺：把这两个阶段的反应分别在两个独立的 反应器内进行。分别创造各自最佳的环境条件 ，培养两类不同的微生物，并有旺盛的生理功 能活动，将这两个反应器串联起来，形成能够 承受较高的负荷率的两相厌氧发酵系统。 1 什么是两相厌氧生物处理原理？