第十三章厌氧处理工艺

1、两相厌氧生物处理两相厌氧生物处理厌氧接触法厌氧接触法膨胀颗粒污泥床膨胀颗粒污泥床升流式厌氧污泥床升流式厌氧污泥床污泥以污泥以絮体形絮体形式存在式存在厌氧生物处理工艺污泥以污泥以颗粒形颗粒形式存在式存在污泥以污泥以生物生物膜的形膜的形式存在式存在厌氧流化床厌氧流化床厌氧滤池厌氧滤池厌氧生物转盘厌氧生物转盘厌氧生物膜膨胀床厌氧生物膜膨胀床工作原理：工作原理：污水自下部均匀进入并以一定上升流速污水自下部均匀进入并以一定上升流速通过污泥层，有机物与厌氧活性污泥充分接触而得到通过污泥层，有机物与厌氧活性污泥充分接触而得到降解产生沼气。产生的沼气形成小气泡上升将污泥托降解产生沼气。产生的沼气形成小气泡上升

2、将污泥托起，起到搅拌混合的作用，气体从污泥层不断逸出，起，起到搅拌混合的作用，气体从污泥层不断逸出，引起污泥层呈沸腾流化状态，当浮到一定高度由于减引起污泥层呈沸腾流化状态，当浮到一定高度由于减压使气泡释放，污泥颗粒再回到污泥层。气液固的混压使气泡释放，污泥颗粒再回到污泥层。气液固的混合液上升至三相分离区，气体被收集，污泥和水进入合液上升至三相分离区，气体被收集，污泥和水进入上部相对静止的沉淀区，在重力作用下泥水分离，上上部相对静止的沉淀区，在重力作用下泥水分离，上清液从沉淀区上部排出，污泥被截留在三相分离器下清液从沉淀区上部排出，污泥被截留在三相分离器下部并通过回流缝返回到反应区内。部并通过回

3、流缝返回到反应区内。第五节 升流式厌氧污泥床UASBUASB反应器示意图反应器示意图本身结构配有固、液、气三相分离装置，不设污泥本身结构配有固、液、气三相分离装置，不设污泥回流装置，特别是在运行过程中能形成具有沉降性能回流装置，特别是在运行过程中能形成具有沉降性能良好、产甲烷活性高的良好、产甲烷活性高的颗粒污泥，颗粒污泥，大大提高反应器中大大提高反应器中的生物量，使厌氧处理效率显著提高。的生物量，使厌氧处理效率显著提高。三相分离器：三相分离器：安设在装置顶部，由沉淀区、集气室、安设在装置顶部，由沉淀区、集气室、气封和回流缝组成，并将反应器分为下部的反应区与气封和回流缝组成，并将反应器分为下部的

4、反应区与上部的沉淀区。上部的沉淀区。作用：气、液、固三相分离作用：气、液、固三相分离集气室下部设挡板：防止沼气通过集气室之间的缝集气室下部设挡板：防止沼气通过集气室之间的缝隙逸出进入沉淀室而干扰沉淀过程，减少反应室内高隙逸出进入沉淀室而干扰沉淀过程，减少反应室内高产气量造成的液体紊动。产气量造成的液体紊动。UASBUASB的特点 1. 1.特性特性工艺特征：使用三相分离器工艺特征：使用三相分离器 形成颗粒污泥形成颗粒污泥 构造特征：集反应与沉淀于一体的工艺构造特征：集反应与沉淀于一体的工艺, , 不设回流设备、搅拌设备，不设回流设备、搅拌设备， 构造简单，便于操作。构造简单，便于操作。二、UA

5、SB反应器的特性与构造a. a.布水器：均匀布水，搅拌。布水器：均匀布水，搅拌。b. b.反应区：由污泥床及污泥悬浮层组成反应区：由污泥床及污泥悬浮层组成c. c.三相分离器：决定处理效果的好坏。三相分离器：决定处理效果的好坏。d. d.出水系统：将沉淀区出水均匀收集排出反应器出水系统：将沉淀区出水均匀收集排出反应器e. e.气室：也称集气罩，收集沼气。气室：也称集气罩，收集沼气。f. f.浮渣清除系统：浮渣少时可省略。浮渣清除系统：浮渣少时可省略。g. g.排泥系统：排泥管排泥系统：排泥管200mm200mm，可安装在上部、下，可安装在上部、下部或中部，多点排泥。部或中部，多点排泥。二、UA

6、SB反应器的构造沉降区的表面负荷应在沉降区的表面负荷应在0.7m0.7m3 3/(m/(m2 2.h).h)以下，混合液以下，混合液进入沉降区前，通过回流缝的流速不大于进入沉降区前，通过回流缝的流速不大于2m/h2m/h；应防止气泡进入沉降区影响沉淀；应防止气泡进入沉降区影响沉淀；沉降区斜壁角度约沉降区斜壁角度约5050度，使沉淀在斜壁上的污泥度，使沉淀在斜壁上的污泥不积聚，尽快返回反应区；不积聚，尽快返回反应区；应防止气室产生大量泡沫，并控制好气室高度，应防止气室产生大量泡沫，并控制好气室高度，防止浮渣堵塞出气管。防止浮渣堵塞出气管。三相分离器应满足的条件反应器结构紧凑，集生物反应与沉淀反反

7、应器结构紧凑，集生物反应与沉淀反应于一体，勿需设污泥回流设备，不装应于一体，勿需设污泥回流设备，不装填料，因此占地少，造价低，运行管理填料，因此占地少，造价低，运行管理方便；方便；反应器内形成颗粒污泥，使反应器内平反应器内形成颗粒污泥，使反应器内平均均MLSSMLSS达达30-40kg/m30-40kg/m3 3，底部，底部60-80kg/m60-80kg/m3 3，污泥粒径污泥粒径1-2mm1-2mm，比重，比重1.04-1.081.04-1.08，具有，具有良好沉降性能及产甲烷活性；良好沉降性能及产甲烷活性；容积负荷可高达容积负荷可高达30kgCOD/m30kgCOD/m3 3.d .d；

8、处理高浓度有机废水或水中含硫酸盐较处理高浓度有机废水或水中含硫酸盐较多时，因产气量大，需采用密封装置。多时，因产气量大，需采用密封装置。升流式厌氧污泥床的特点（a a）大型装置内会有短流现象（要求配水装置性能）大型装置内会有短流现象（要求配水装置性能要好）要好）（b b）进水）进水SSSS要求要求200mg/L200mg/L，以免对污泥颗粒化不，以免对污泥颗粒化不利或利或减少反应区的有效容积，甚至引起堵塞减少反应区的有效容积，甚至引起堵塞（c c）在没有颗粒污泥接种的情况下，启动时间长）在没有颗粒污泥接种的情况下，启动时间长（d d）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（e

9、 e）要求水温高些，最好）要求水温高些，最好3535左右。左右。升流式厌氧污泥床的缺点一、厌氧接触法一、厌氧接触法 克服普通消化池不能保留或补充厌氧活性污泥克服普通消化池不能保留或补充厌氧活性污泥的缺点，在消化池后设沉淀池，将沉淀污泥回的缺点，在消化池后设沉淀池，将沉淀污泥回流至消化池，形成了厌氧接触法。该系统可使流至消化池，形成了厌氧接触法。该系统可使污泥不流失，出水水质稳定，又可提高消化池污泥不流失，出水水质稳定，又可提高消化池内污泥浓度，从而提高处理设备的有机负荷和内污泥浓度，从而提高处理设备的有机负荷和处理效率。处理效率。其有效处理的关键其有效处理的关键在于污泥沉降性能和污泥分在于污泥

10、沉降性能和污泥分离效率。离效率。第六节悬浮式厌氧生物处理法第六节悬浮式厌氧生物处理法消化池混合液难于沉淀原因：消化池混合液难于沉淀原因：混合液中含有大量的微小沼气泡，易于引起污泥上混合液中含有大量的微小沼气泡，易于引起污泥上浮；混合液中的污泥仍具有产甲烷活性，在沉淀过浮；混合液中的污泥仍具有产甲烷活性，在沉淀过程中仍能产气，从而防碍污泥颗粒的沉降和压缩。程中仍能产气，从而防碍污泥颗粒的沉降和压缩。真空脱气：真空脱气：混合液经真空脱气器，将污泥絮体上的混合液经真空脱气器，将污泥絮体上的气泡除去，改善污泥沉淀性能；气泡除去，改善污泥沉淀性能；热交换器急冷法：热交换器急冷法：混合液急速冷却，可控制污

11、泥继混合液急速冷却，可控制污泥继续产气，使厌氧污泥有效沉淀；续产气，使厌氧污泥有效沉淀；絮凝沉淀：絮凝沉淀：投加絮凝剂，形成大的颗粒污泥；投加絮凝剂，形成大的颗粒污泥；超滤器：超滤器：用代替沉淀池。用代替沉淀池。污泥浓度高达污泥浓度高达5-10g/L5-10g/L，耐冲击能力强；，耐冲击能力强；容积负荷高于普通消化池，停留时间（容积负荷高于普通消化池，停留时间（0.50.55d)5d)小于普通消化池；小于普通消化池；可以直接处理悬浮固体含量较高且颗粒较大可以直接处理悬浮固体含量较高且颗粒较大的污水，不存在堵塞问题；的污水，不存在堵塞问题；出水水质好，但需增加沉淀池、污泥回流系出水水质好，但需增

12、加沉淀池、污泥回流系统和真空脱气设备，流程较复杂统和真空脱气设备，流程较复杂厌氧接触法的工艺特点厌氧接触法的工艺特点在流化床内填装较小粒径（在流化床内填装较小粒径（0.2-1.0mm)0.2-1.0mm)的滤料的滤料作为厌氧污泥的载体，废水作为流化介质，当作为厌氧污泥的载体，废水作为流化介质，当废水以一定流速升流式通过床体时，与床中附废水以一定流速升流式通过床体时，与床中附着于载体上的大量微生物膜不断进行接触反应，着于载体上的大量微生物膜不断进行接触反应，达到厌氧生物降解目的，产生的沼气于床顶部达到厌氧生物降解目的，产生的沼气于床顶部排出。排出。特点：特点：膨胀率为膨胀率为40%-50%40%

13、-50%，载体处于流化状态。，载体处于流化状态。二、厌氧流化床二、厌氧流化床载体颗粒细，比表面大，水力停留时间短，耐冲载体颗粒细，比表面大，水力停留时间短，耐冲击负荷能力强，运行稳定；击负荷能力强，运行稳定；载体处于流化状态，无床层堵塞现象，适合处理载体处于流化状态，无床层堵塞现象，适合处理各种浓度的有机废水；各种浓度的有机废水；载体流化态，强化微生物与有机物的传质过程，载体流化态，强化微生物与有机物的传质过程，净化速率高；净化速率高；生物膜停留时间长，剩余污泥量少；生物膜停留时间长，剩余污泥量少；结构紧凑，占地面积小，基建投资省。结构紧凑，占地面积小，基建投资省。工艺控制较困难，管理较复杂，

14、技术要求高，投工艺控制较困难，管理较复杂，技术要求高，投资及运行成本高，部分流化庆需设预酸化反应器，资及运行成本高，部分流化庆需设预酸化反应器，进而增加造价。进而增加造价。厌氧流化床的工艺特点厌氧流化床的工艺特点厌氧膨胀床结构与结构与UASBUASB相似，但采用较大的高度与直径比及回相似，但采用较大的高度与直径比及回流比来提高床内污水的上升流速，从而使颗粒呈膨胀流比来提高床内污水的上升流速，从而使颗粒呈膨胀状态（膨胀率约为状态（膨胀率约为10%-20%10%-20%，无需达到流化状态），无需达到流化状态），在上升流速和产气的搅拌作用下，废水与颗粒污泥间在上升流速和产气的搅拌作用下，废水与颗粒污

15、泥间的充分接触，缩短水力停留时间，可处理较低浓度的的充分接触，缩短水力停留时间，可处理较低浓度的废水。废水。一般认为一般认为：UASBUASB适合处理浓度高于适合处理浓度高于1500mg/L1500mg/L的废水；的废水；而而EGSBEGSB在处理浓度低于在处理浓度低于1500mg/L1500mg/L的废水时仍有较高的废水时仍有较高的去除率。的去除率。1、膨胀颗粒污泥床（EGSB）与与UASBUASB反应器的区别：反应器的区别：出水回流循环，提高反应器内液体上升流速，使颗出水回流循环，提高反应器内液体上升流速，使颗粒污泥床充分膨胀，污水与污泥充分接触，加强传质粒污泥床充分膨胀，污水与污泥充分接

16、触，加强传质效果，还可以避免反应器内死角和短流的产生。效果，还可以避免反应器内死角和短流的产生。 与流化床的区别：与流化床的区别：不使用填料作为细菌的载体，依赖细菌自身形成的颗不使用填料作为细菌的载体，依赖细菌自身形成的颗粒污泥滞留在反应器中；膨胀床废水上升流速小于流粒污泥滞留在反应器中；膨胀床废水上升流速小于流化床。化床。与与UASBUASB相比，其特点如下：相比，其特点如下：耐冲击负荷能力强，尤其在低温条件下对低浓度耐冲击负荷能力强，尤其在低温条件下对低浓度有机废水的处理效果好；有机废水的处理效果好；反应器可维持较高的水流上升速度；反应器可维持较高的水流上升速度；颗粒污泥在床内呈膨胀状态，

17、且性能良好；颗粒污泥在床内呈膨胀状态，且性能良好；对布水系统的要求较为宽松，但对三相分离器的对布水系统的要求较为宽松，但对三相分离器的要求较为严格；要求较为严格；采用处理水回流技术，对低温和低负荷有机废水，采用处理水回流技术，对低温和低负荷有机废水，回流可增加反应器的水力负荷，保证了处理效果。回流可增加反应器的水力负荷，保证了处理效果。厌氧膨胀床床内填充细小的固体颗粒作为微生物附着生长的载体，床内填充细小的固体颗粒作为微生物附着生长的载体，污水从床底部流入时使填料层处于膨胀状态（污水从床底部流入时使填料层处于膨胀状态（10%-10%-20%20%），颗粒间相互位置基本保持不变。），颗粒间相互位

18、置基本保持不变。特点：特点：单位反应容积内微生物浓度达单位反应容积内微生物浓度达30g/L30g/L，有机负荷达，有机负荷达40kgCOD/(m3d)40kgCOD/(m3d)；载体处于膨胀状态能防止滤床堵塞；载体处于膨胀状态能防止滤床堵塞；微生物固体停留时间较长，剩余污泥量少。微生物固体停留时间较长，剩余污泥量少。2、厌氧生物膜膨胀床原理：原理：根据消化机理，把第一、二阶段与第三阶根据消化机理，把第一、二阶段与第三阶段分别在两个消化池内进行，使各种细菌都能在段分别在两个消化池内进行，使各种细菌都能在最佳环境条件中进行消化，各相消化池都具有适最佳环境条件中进行消化，各相消化池都具有适合菌群生长

19、繁殖的环境。合菌群生长繁殖的环境。第一相消化池：第一相消化池：投配率投配率100%100%，停留时间，停留时间1 1天。天。第二相消化池：第二相消化池：投配率投配率15%-17%15%-17%，停留时间，停留时间6-6.56-6.5天，设有加温、搅拌设备及集气装置，容积产气天，设有加温、搅拌设备及集气装置，容积产气量量1-1.3m1-1.3m3 3/m/m3 3，有机物产气量，有机物产气量0.9-1.1m0.9-1.1m3 3/d/d。优点：优点：池容积小，加温与搅拌能耗少，运行管理池容积小，加温与搅拌能耗少，运行管理方便，消化更彻底。方便，消化更彻底。第四节两相厌氧生物处理第四节两相厌氧生物

20、处理1.1.酸化反应器：酸化反应器：一般采用简易的无需密闭装置，一般采用简易的无需密闭装置，在常温较宽的在常温较宽的pHpH值范围内运行，采用完全混合值范围内运行，采用完全混合厌氧反应器，并设有污泥回流系统将沉淀池内厌氧反应器，并设有污泥回流系统将沉淀池内的污泥回流至酸化反应器，以提高污泥浓度。的污泥回流至酸化反应器，以提高污泥浓度。2.2.气化反应器：气化反应器：严格密封、恒温，并将严格密封、恒温，并将pHpH值控制值控制在在6.8-7.26.8-7.2之间，可采用升流式厌氧污泥床或厌之间，可采用升流式厌氧污泥床或厌氧过滤床、膨胀床等，产甲烷菌利用有机物酸氧过滤床、膨胀床等，产甲烷菌利用有机

21、物酸化产物（经酸化反应器后形成的低分子有机酸、化产物（经酸化反应器后形成的低分子有机酸、醇类）为养料进行发酵产气，由气化罐顶部收醇类）为养料进行发酵产气，由气化罐顶部收集后利用。集后利用。二、两相厌氧生物处理的组成二、两相厌氧生物处理的组成1. 1.提供产酸菌和产甲烷菌各自适宜的生长条件，可获提供产酸菌和产甲烷菌各自适宜的生长条件，可获得各自较高的反应速率，及良好的反应器运行情况。得各自较高的反应速率，及良好的反应器运行情况。2. 2.进水有机物负荷变化时，由于酸化反应器的缓冲作进水有机物负荷变化时，由于酸化反应器的缓冲作用，对后续气化罐的运行影响不大，耐冲击负荷能力用，对后续气化罐的运行影响

22、不大，耐冲击负荷能力强，运行稳定。强，运行稳定。3. 3.总有机负荷率高，反应器总容积小。总有机负荷率高，反应器总容积小。4. 4.气化罐进水条件改善，气化罐进水条件改善，CODCOD去除率及产气率高。去除率及产气率高。5. 5.总容积小，基建费用低，但两相反应容积不相等，总容积小，基建费用低，但两相反应容积不相等，给构筑物的设计和施工带来一定不便。给构筑物的设计和施工带来一定不便。三、两相厌氧生物处理的工艺特点三、两相厌氧生物处理的工艺特点第七节第七节 厌氧生物滤池厌氧生物滤池 厌氧微生物附着于填料的厌氧微生物附着于填料的表面生长，当废水通过填料层表面生长，当废水通过填料层时，在填料表面的厌氧生物膜时，在填料表面的厌氧生物膜作用下，废水中的有机物被降作用下，废水中的有机物被降解并产生沼气，沼气从池顶部解并产生沼气，沼气从池