污水生物处理厌氧

1、（一）（一） 概述概述 废水厌氧生物处理是指在废水厌氧生物处理是指在无机分子氧无机分子氧条件下，通过条件下，通过厌氧微生物厌氧微生物（包括兼性（包括兼性 微生物）的作用，将废水中的各种复杂的微生物）的作用，将废水中的各种复杂的有机物分解有机物分解转化成转化成甲烷甲烷和和二氧二氧 化碳化碳的过程。依靠三大菌群完成的：的过程。依靠三大菌群完成的：水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌、水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌、 产甲烷细菌产甲烷细菌。 1、厌氧生物处理原理、厌氧生物处理原理 设备化的设备化的UASB反应器反应器 （一）（一） 概述概述 温度：低温消化：温度：低温消化：10301030；中温消化；中温消化

2、30353035；高温消化：；高温消化： 5056 5056 。 2、厌氧生物处理影响因素、厌氧生物处理影响因素 pHpH：6.87.26.87.2。正常运行的消化池中挥发酸（以醋酸计）一般。正常运行的消化池中挥发酸（以醋酸计）一般 在在200200800mg/L800mg/L之间。超出之间。超出2000mg/L2000mg/L，产气量将迅速下降，产气量将迅速下降， 甚至停气。甚至停气。 有毒物质：主要是重金属和某些阳离子。有毒物质：主要是重金属和某些阳离子。 营养：一般碳、氮、磷的营养配比控制在（营养：一般碳、氮、磷的营养配比控制在（200200300300）:5:1:5:1。 搅拌：一般碳

3、、氮、磷的营养配比控制在（搅拌：一般碳、氮、磷的营养配比控制在（200200300300）:5:1:5:1。 （一）（一） 概述概述 应用范围广：适合高、中、低浓度的有机废水处理，并且某些应用范围广：适合高、中、低浓度的有机废水处理，并且某些 难降解的有机废水也可进行处理。难降解的有机废水也可进行处理。 3、厌氧生物处理的特点（优点）、厌氧生物处理的特点（优点） 能耗低：不需充氧，其动力消耗约为好氧法的能耗低：不需充氧，其动力消耗约为好氧法的1/101/10；可产生沼；可产生沼 气作为能源。气作为能源。 负荷高：有机容积负荷可达负荷高：有机容积负荷可达2 210kgBOD/(m10kgBOD/

4、(m3 3d)d)。 剩余污泥量少：通常好氧法剩余污泥量少：通常好氧法1kgCOD1kgCOD产泥产泥0.40.6kg0.40.6kg，而厌氧法，而厌氧法 1kgCOD1kgCOD产泥仅为产泥仅为0.020.1kg0.020.1kg，且污泥浓缩性和脱水性好。，且污泥浓缩性和脱水性好。 高碑店沼气柜 高碑店沼气发电机 （一）（一） 概述概述 启动和处理时间长。启动和处理时间长。 3、厌氧生物处理的特点（缺点）、厌氧生物处理的特点（缺点） 出水难以直接达标排放出水难以直接达标排放 操作条件复杂，对环境条件的要求比好氧法严格操作条件复杂，对环境条件的要求比好氧法严格 必须注意安全，消化池、储气罐、沼

5、气池等必须绝对密封，必须注意安全，消化池、储气罐、沼气池等必须绝对密封， 严禁明火或电火花严禁明火或电火花 （一）（一） 概述概述 （1 1）厌氧接触法）厌氧接触法 4、厌氧生物的分类、厌氧生物的分类 同好氧完全混合一样，泥、同好氧完全混合一样，泥、 水在反应器内充分接触，水在反应器内充分接触， 在沉淀池内进行泥水分在沉淀池内进行泥水分 离。污泥回流是进水量离。污泥回流是进水量 的的2424倍。倍。 熟污泥熟污泥 上清液上清液 沼气沼气 生污泥生污泥 浮渣层浮渣层 上清液层上清液层 反应层反应层 熟污泥层熟污泥层 沼气气室沼气气室 传统消化池：传统消化池： w又称低速消化池，无加热和搅拌装置；

6、又称低速消化池，无加热和搅拌装置； w有分层现象：只有部分容积有效；有分层现象：只有部分容积有效； w消化速率很低，消化速率很低，HRT很长（很长（3090天）。天）。 （一）（一） 概述概述 （2 2）厌氧生物滤池）厌氧生物滤池 4、厌氧生物的分类、厌氧生物的分类 同好氧生物滤池，池内放同好氧生物滤池，池内放 填料，池顶密封，滤料填料，池顶密封，滤料 一般粒径在一般粒径在40mm40mm左右，左右， 有碎石、卵石，也可以有碎石、卵石，也可以 用塑料填料。用塑料填料。 升流式厌氧生物滤池升流式厌氧生物滤池 进水进水 沼气沼气 出出 水水 填料填料 布水系统布水系统 降流式厌氧生物滤池降流式厌氧

7、生物滤池 进水进水 沼气沼气 出水出水 填料填料 布水系统布水系统 （一）（一） 概述概述 （3 3）上流式厌氧污泥床（）上流式厌氧污泥床（UASBUASB） 4、厌氧生物的分类、厌氧生物的分类 （一）（一） 概述概述 （3 3）上流式厌氧污泥床（）上流式厌氧污泥床（UASBUASB） 4、厌氧生物的分类、厌氧生物的分类 颗粒污泥的扫描电镜照片（运行180天）产甲烷丝 菌 （一）（一） 概述概述 （4 4）厌氧流化床）厌氧流化床 4、厌氧生物的分类、厌氧生物的分类 反应器内填充细小的固反应器内填充细小的固 体颗粒载体。载体宜体颗粒载体。载体宜 采用轻质粗细的，常采用轻质粗细的，常 用的有石英砂

8、、无烟用的有石英砂、无烟 没煤、活性碳、聚氯没煤、活性碳、聚氯 乙烯颗粒、陶粒、沸乙烯颗粒、陶粒、沸 石等。粒径一般为石等。粒径一般为 2002001000um1000um。 （一）（一） 概述概述 （5 5）两相厌氧法）两相厌氧法 4、厌氧生物的分类、厌氧生物的分类 将水解酸化过程和甲烷将水解酸化过程和甲烷 化过程分开在两个反化过程分开在两个反 应器内进行，从而使应器内进行，从而使 两类微生物都各自在两类微生物都各自在 最佳的条件下繁殖，最佳的条件下繁殖， 进行厌氧消化。进行厌氧消化。 （一）概述（一）概述 （6 6）水解（酸化）法）水解（酸化）法 4、厌氧生物的分类、厌氧生物的分类 水解是

9、生物胞外分子的水解是生物胞外分子的 生物催化反应，大分生物催化反应，大分 子物质的锻炼和水溶。子物质的锻炼和水溶。 酸化是一种发酵过程。酸化是一种发酵过程。 pHpH：5.55.56.56.5；水温：；水温：10102020；底物的种类和形态；污；底物的种类和形态；污 泥生物固体停留时间；水力停留时间。泥生物固体停留时间；水力停留时间。 （二）上流式厌氧污泥床反应器（二）上流式厌氧污泥床反应器 UASBUASB反应器主要包括厌氧污泥床、反应器主要包括厌氧污泥床、 悬浮污泥层，三相分离器和配水悬浮污泥层，三相分离器和配水 系统组成。污泥浓度达到系统组成。污泥浓度达到 40000400008000

10、0mg/L80000mg/L。 1、UASB的结构的结构 污泥床污泥床的溶剂一般占整个的溶剂一般占整个UASBUASB反应反应 区的区的3030左右。左右。SVI10SVI1020mL/g.20mL/g. 污泥悬浮层污泥悬浮层占整个占整个UASBUASB反应区的反应区的7070，污泥浓度，污泥浓度1500015000 30000mg/L30000mg/L。 沉淀区沉淀区位于反应器顶部，作用是使由于水流作用而随水流进入位于反应器顶部，作用是使由于水流作用而随水流进入 出水区的絮凝性污泥沉淀下来，重新回到反应区。出水区的絮凝性污泥沉淀下来，重新回到反应区。 （二）上流式厌氧污泥床反应器（二）上流式

11、厌氧污泥床反应器 三相分离器三相分离器完成气、液、固体的分离，收集反应产生的沼气，完成气、液、固体的分离，收集反应产生的沼气， 使分离区中的悬浮物沉淀下来，有效的防止具有生物活使分离区中的悬浮物沉淀下来，有效的防止具有生物活 性的厌氧污泥的流失。性的厌氧污泥的流失。 1、UASB的结构的结构 （二）上流式厌氧污泥床反应器（二）上流式厌氧污泥床反应器 布水系统布水系统UASBUASB采用的进水方式大多为间歇式进水，脉冲式采用的进水方式大多为间歇式进水，脉冲式 进水，连续均匀进水和连续进水与间歇进水相结合的方进水，连续均匀进水和连续进水与间歇进水相结合的方 式。式。 1、UASB的结构的结构 UA

12、SB的配水系统：的配水系统： （二）上流式厌氧污泥床反应器（二）上流式厌氧污泥床反应器 有机负荷：有机负荷：通常采用中温消化时，有机负荷常取通常采用中温消化时，有机负荷常取 23kgCOD/(m23kgCOD/(m3 3d)d)。在高温下为。在高温下为46 23kgCOD/(m46 23kgCOD/(m3 3d)d)。 上流式厌氧污泥床反应器厌氧滤池，厌氧硫化床等新型厌氧上流式厌氧污泥床反应器厌氧滤池，厌氧硫化床等新型厌氧 工艺的有机负荷在中温下为工艺的有机负荷在中温下为515 515 23kgCOD/(m3d)。 2、UASB设计参数设计参数 进水配水系统：进水配水系统：进水必须在反应器底部

13、均匀分配，确保各单位进水必须在反应器底部均匀分配，确保各单位 面积的进水量基本相同面积的进水量基本相同。 三相分离器：三相分离器：为了防止细小污泥或悬浮物被洗出，可以在出水为了防止细小污泥或悬浮物被洗出，可以在出水 堰前设置挡板；处理非常稀的废水时由于上流速度较大，污堰前设置挡板；处理非常稀的废水时由于上流速度较大，污 泥增长缓慢，因此常需要较复杂的三相分离器以保留污泥；泥增长缓慢，因此常需要较复杂的三相分离器以保留污泥； 为了防止某些废水产生的泡沫，可以在三相分离器的集气室为了防止某些废水产生的泡沫，可以在三相分离器的集气室 内安装喷雾嘴。内安装喷雾嘴。 （二）上流式厌氧污泥床反应器（二）上

14、流式厌氧污泥床反应器 3、UASB设计计算设计计算 尚无完整的工程设计计算方法； 主要内容有： 池型选择，有效容积的确定以及主要 部位的尺寸； 设计进水配水系统、出水系统和三相 分离器等； 其它：排泥和排渣系统等。 （二）上流式厌氧污泥床反应器（二）上流式厌氧污泥床反应器 4、UASB运行管理运行管理 清水试验，检查漏水和气密性； 投加接种污泥，滤网过滤（2 2mm或 5 5mm）； 开始少量投加浓缩后的生污泥； 测定产气量、沼气成分、VFA、pH等； 正常消化后，逐渐增加投泥量，一般需要 5060天 （三）厌氧微生物的培养驯化（三）厌氧微生物的培养驯化 人员准备：人员准备：工艺、化验、设备、

15、自控、仪表等相关专业工艺、化验、设备、自控、仪表等相关专业 技术人员；技术人员； 接受过培训的各岗位人员。接受过培训的各岗位人员。 1、准备工作、准备工作 设备准备和其他准备工作：设备准备和其他准备工作：仪器、器皿、药品、设备等仪器、器皿、药品、设备等 齐全齐全。 （三）厌氧微生物的培养驯化（三）厌氧微生物的培养驯化 （1 1）接种培养法：）接种培养法： 接种污泥一般取自正在运行的厌氧污水处理厂污泥，也可接种污泥一般取自正在运行的厌氧污水处理厂污泥，也可 从废坑塘取有机底泥，或以粪便、酒糟等代替。从废坑塘取有机底泥，或以粪便、酒糟等代替。 启动阶段向反应器内投入启动阶段向反应器内投入10103

16、030的厌氧污泥菌种，的厌氧污泥菌种， 加热至消化温度，加碱调节加热至消化温度，加碱调节pHpH至至6.56.57.57.5。稳定。稳定3 35d5d。 2、培菌方法、培菌方法 （2 2）逐步培养法：）逐步培养法： 向厌氧消化池内投入生泥，使污泥自行逐步转化为厌氧活向厌氧消化池内投入生泥，使污泥自行逐步转化为厌氧活 性污泥的过程，该方法要使活性污泥经历一个由好氧向厌氧性污泥的过程，该方法要使活性污泥经历一个由好氧向厌氧 转变的过程，因此培养过程很慢，一般需要转变的过程，因此培养过程很慢，一般需要6 61010个月。个月。 （三）厌氧微生物的培养驯化（三）厌氧微生物的培养驯化 （1 1）对消化池

17、加热加快培养启动的过程；）对消化池加热加快培养启动的过程； 3、培菌注意事项、培菌注意事项 （2 2）污泥投加量在初期按）污泥投加量在初期按30305050投加，培养一段时投加，培养一段时 间后逐步投加污泥量；若发现污泥消化不正常应减少间后逐步投加污泥量；若发现污泥消化不正常应减少 污泥投加量；污泥投加量； （3 3）在培养污泥前需要将输气管理中的空气用不活泼气）在培养污泥前需要将输气管理中的空气用不活泼气 体（体（NN2 2）置换出去。）置换出去。 （三）厌氧微生物的培养驯化（三）厌氧微生物的培养驯化 4、驯化、驯化 在保持工艺正常运转的情况下，严格控制工艺参数，在保持工艺正常运转的情况下，

18、严格控制工艺参数， DODO在厌氧池控制在在厌氧池控制在0.1mg/L0.1mg/L以下，外回流比以下，外回流比5050100100，内，内 回流比回流比300300300300，并且每天排除日产污泥量的，并且每天排除日产污泥量的30305050 的剩余污泥。每天测试进水水质指标，直到出水各指标达到的剩余污泥。每天测试进水水质指标，直到出水各指标达到 设计要求。设计要求。 （三）厌氧微生物的培养驯化（三）厌氧微生物的培养驯化 5、颗粒污泥的培养条件、颗粒污泥的培养条件 l 一般需要一般需要13个月；个月； l 可分为：启动期、颗粒污泥形成期、颗粒污泥成熟期；可分为：启动期、颗粒污泥形成期、颗粒

19、污泥成熟期； l 接种污泥的选择；接种污泥的选择； l 维持稳定的环境条件，如温度、维持稳定的环境条件，如温度、pH值等；值等； l 污泥负荷污泥负荷0.050.1 kgCOD/kgSS.d，容积负荷应小于，容积负荷应小于0.5 kgCOD/m3.d； l 保持反应器中低的保持反应器中低的VFA浓度；浓度； l 表面水力负荷应大于表面水力负荷应大于0.3 m3/m2.d，淘汰絮状污泥；，淘汰絮状污泥； l 进水中可适当提供无机微粒，如钙和铁，同时应补充微进水中可适当提供无机微粒，如钙和铁，同时应补充微 量元素量元素(如如Ni、Co、Mo) 高碑店沼气柜 熟污泥熟污泥 上清液上清液 沼气沼气 生

20、污泥生污泥 浮渣层浮渣层 上清液层上清液层 反应层反应层 熟污泥层熟污泥层 沼气气室沼气气室 传统消化池：传统消化池： w又称低速消化池，无加热和搅拌装置；又称低速消化池，无加热和搅拌装置； w有分层现象：只有部分容积有效；有分层现象：只有部分容积有效； w消化速率很低，消化速率很低，HRT很长（很长（3090天）。天）。 （二）上流式厌氧污泥床反应器（二）上流式厌氧污泥床反应器 UASBUASB反应器主要包括厌氧污泥床、反应器主要包括厌氧污泥床、 悬浮污泥层，三相分离器和配水悬浮污泥层，三相分离器和配水 系统组成。污泥浓度达到系统组成。污泥浓度达到 400004000080000mg/L80

21、000mg/L。 1、UASB的结构的结构 污泥床污泥床的溶剂一般占整个的溶剂一般占整个UASBUASB反应反应 区的区的3030左右。左右。SVI10SVI1020mL/g.20mL/g. 污泥悬浮层污泥悬浮层占整个占整个UASBUASB反应区的反应区的7070，污泥浓度，污泥浓度1500015000 30000mg/L30000mg/L。 沉淀区沉淀区位于反应器顶部，作用是使由于水流作用而随水流进入位于反应器顶部，作用是使由于水流作用而随水流进入 出水区的絮凝性污泥沉淀下来，重新回到反应区。出水区的絮凝性污泥沉淀下来，重新回到反应区。 （二）上流式厌氧污泥床反应器（二）上流式厌氧污泥床反应器 有机负荷：有机负荷：通常采用中温消化时，有机负荷常取通常采用中温消化时，有机负荷常取 23kgCOD/(m23kgCOD/(m3 3d)d)。在高温下为。在高温下为46 23kgCOD/(m46 23kgCOD/(m3 3d)d)。 上流式厌氧污泥床反应器厌氧滤池，厌氧硫化床等新型厌氧上流式厌氧污泥床反应器厌氧滤池，厌氧硫化床等新型厌氧 工艺的有机负荷在中温下为工艺的有机负荷在中温下为515 515 23kgCOD/(m3d)。 2、