水质生物净化工程第五章

1、内容提要: 1. 厌氧生物处理的特点; 2. 污泥的性质及污泥处置的一般方法; 3. 污泥浓缩; 4. 污泥厌氧消化; 5. 污水厌氧处理; 6. 污泥脱水方法及设备 5.1 概述概述 厌氧处理是生物处理的又一大方法，由于它不需供氧，越来越引起人们的重视。一、厌氧处理的应用情况1、污泥的处理 初沉池和二沉池排出的污泥，均需进一步处理，通常采用厌氧消化法，即在兼性菌与厌氧菌的作用下，使有机物分解产生沼气。2、高浓度污水的处理 例如酿造业、制革、屠宰等排出高浓度有机污水，BOD上万mg/L，若采用好氧处理，则需消耗大量的氧，采用厌氧处理方法，就不必考虑供氧的问题。生物处理 好氧 厌氧1、能回收有效

2、的生物能甲烷（沼气） 厌氧消化产沼气，而且其处理过程本身需要的能量少，只有好氧处理的1/10。2、有机负荷高 负荷量为4 7KgCOD/m3d，BOD去除率为70% 80%，每吨有机物可产沼气6000m3 。3、处理污水时，产生的污泥量少。只有好氧法的1/6 1/10，而且消化后的污泥容易脱水（处理污泥的费用低）。4、完全密封，不影响环境卫生（好氧敞开，味道难闻）。5、不受氧转移的控制（根本上不需要供氧）。6、厌氧技术与发酵工业相同，管理人员不需特殊培训。1、目的分解有机物，使之稳定，不发臭。使污泥易于脱水，减少体积。杀死细菌、病原微生物、蛔虫卵等。回收有用物质（沼气）。使肥效更易于被植物吸收

3、。2、污泥处理的一般流程浓缩干燥与焚烧脱水预处理消化污泥自然干化污泥利用污泥与沼气利用 污泥利用 污泥利用（具体流程，可因地制宜，进行取舍与组合, P. 328）一、污泥的分类与特性沉淀物沉渣（以无机物为主）污泥（以有机物为主）生污泥初沉池污泥(P=9597%)二沉池污泥剩余活性污泥（活性污泥法）（P=99.299.6%)腐殖污泥（生物膜法）（P=96%）化学污泥（化学法）熟污泥（消化污泥）（P=97%）来源所含成分污泥含水率污泥中所含水分的重量与湿污泥重量之比的百分数。（用P表示） 当P95%时，污泥比重 r1 。污泥的体积，重量与固体浓度之间的关系。 设Vi，Wi，Ci分别为含水率为Pi时

4、的污泥体积、重量和固体浓度，则：V1V2W1W2100 - P2100 - P1C2C1= = =公式推导：=V1,W1,1C1,P1G1 W1 = 1V1 W2 = 2V2 由污泥的干固体G1= G2（浓缩）W1(100 P1)%=W2(100 P2)%1V12V2W1W2V1V2= P95%,水=11=2水V1,W1,1C1,P1=V2,W2,2C2,P2G2V2,W2,2C2,P2W1W2100 - P2100 - P1 =Gi，Wi，Vi，i，Ci，Pi分别为：Gi 污泥的干固体重Wi 湿污泥重量Vi 湿污泥的体积i 湿污泥的容重Ci 污泥固体浓度Pi 污泥含水率C1= C2=W1(1

5、00 P1)%V1W2(100 P2)%V2V1V2W1V2W2V1100 P1100 P2C1C2 = W1W2=100 P1100 P2从而有V1V2W1W2100 - P2100 - P1C2C1= = =公式应用：例 污泥含水率从97.5%降低至95%时，求污泥体积。V1V2100 - P2100 - P1=P1=97.5%P2=95%V2=V1 =V1 = V1100 P1100 P2100 97.5100 - 9512湿污泥的比重湿污泥的比重=湿污泥的重量同体积水的重量湿污泥的重量湿污泥的体积水的比重为1=W P%1W(100 - P)%s+W=100sPs + (100 P)液体

6、（水）的体积干固体体积s 干固体平均比重干固体平均比重s 令干固体中挥发性固体所占百分数为Pv，比重为V，灰分的比重为f。 干固体总体积 = 挥发分体积 + 灰分体积挥发性固体近似表示有机物含量。灰分无机物含量。可消化度能被消化的有机物量, P.329 式(8-2)。肥分污泥中含氮、磷、钾和植物生长所必需营养素量。100sPvV100 - Pv= + 100 f V100 V + Pv (f V)s =f 污泥处理包括初沉池来的污泥和二沉池的剩余污泥。1、初次沉淀池的污泥量按设计人口的产泥量标准计算按污水中悬浮物的沉淀效率计算SNT1000W = （m3）S 每人每天产泥量标准 （L/人日）N

7、 设计人口（人）T 两次排泥的间隔（日）Q 污水流量（m3/d）沉淀效率（%）C 污水中SS浓度（mg/L）100 CQ103(100 - P)W =污泥含水率污泥密度（Kg/m3）2、二沉池剩余污泥量XT = = (Y Q Sr Kd Xv V)/ f （Kg/d）XVfMLVSSMLSSf =湿污泥量 Qs = （m3/d）XVf XR剩余污泥浓度3、污水处理厂干固体物质平衡（P332-333） 污泥含水率P95%时，1（与水相同）。但：污泥在管道中流动的情况和水流不相同。 污泥的流动阻力有其特征： 在层流状态时，污泥粘滞性大，初始剪切力大（比水大），污泥流动的阻力比水流阻力大。 在紊流状

8、态（v）时，污泥流动的阻力反而比水流阻力小。 因此，污泥输送往往采用较大流速，使污泥处于紊流状态。重力输泥管 i = 0.01 0.02压力输泥管 Vmin = 1.0 2 .0 m/s长距离输泥管，水头损失（沿程） h f = 6.82 L 管长（m） D 管径（m） V 污泥流速（m/s） C H 哈森威廉系数（P.336 T.8-4） 与污泥浓度有关LD 1.17VC H1.85沿程损失（m）局部水头损失 P337 （8-20），T 8-5空隙水吸附水内部水污泥颗粒毛细水污泥中所含的水空隙水（约占污泥水分的70%）毛细水（毛细管水）20%吸附水内部水10% 污泥浓缩脱水的对象：空隙水 污

9、泥浓缩的目的：缩小污泥体积 污泥浓缩的作用： 减小消化池的容积 由于V的减小 减少加温污泥所需的热量 减少混凝剂投加量及机械脱水设备的数量 浓缩的方法：重力浓缩，气浮浓缩1、污泥静态沉降试验 沉淀的类型 自由沉淀 絮凝沉淀 拥挤沉淀（成层沉降） 二沉池后期 浓缩池前期 压缩沉降浓缩池的浓缩 当悬浮颗粒浓度很高时(SS500mg/L)，每个颗粒的沉降受其周围颗粒存在的影响。在沉淀过程中，相邻颗粒之间互相妨碍、干扰，沉速大的颗粒也无法超越沉速小的颗粒 ，各自保持相对位置不变，并在聚合力的作用下,颗粒群结合成一个整体向下沉淀,水流有一种通过彼此的颗粒间的缝隙向上流动的倾向。这样彼此接触的颗粒往往以层

10、状下沉，与澄清水之间形成清晰的液固界面,沉淀显示为界面下沉。这种沉淀称之为成层沉降。 （沉速有所降低） 污泥浓缩具有成层沉降的特性，在下沉过程中，上清液与污泥层之间有一明显的界面（分层）。=泥面高度（H）清水区（澄清区）阻滞区过渡区压缩区t时间污泥静态试验 各区的特点 阻滞区：界面等速下降，污泥浓度均匀，一致。 过渡区：污泥层逐渐变浓，界面的沉降速度逐渐减小。 压缩区：与过渡区交界的界面以某一速度上升。2、连续式重力浓缩池工况=入流Q0，C0（入流污泥浓度）溢流Qe，Ce底流Qu，Cu高度Ce清水区（澄清区）阻滞区过渡区压缩区固体浓度CCu 浓缩效果要好，要求Ce小，Cu大。 浓缩池表面积A，

11、取决于澄清（Ce）和浓缩（Cu），既要澄清好，又要浓缩好，以澄清和浓缩控制。水力负荷固体通量3、重力浓缩池的主要设计参数水力负荷单位时间内单位表面积上的上清液流量（m3/m2h）。（表面溢流率）固体通量单位时间内单位表面积所通过的固体重量（Kg/m2h）。（固体过流率）浓缩城市污水的活性污泥，固体通量一般采用1.0 6.0 Kg/m2h 。4、式连续流浓缩池表面积的计算迪克(Dick)理论 根据固体通量确定浓缩池的面积A =Q0 C0GLA 浓缩池面积（m2）Q0 入流污泥量（m3/h）C0 入流污泥浓度（Kg/ m3 ）GL极限固体通量（见P.339340） 采用图解法或公式法确定。二次沉淀

12、池设计 表面负荷法（澄清，竖流流速） 固体通量法（固体）A =Q(1+R)C0GL二沉池连续式浓缩池固体通量同二沉池 既有底流底流通量 又有沉降重力通量二者叠加，求GLGL图解法=u viiQu，Cu单位时间通过某一截面(ii) 的固体通量有两部分：重力沉降引起通量 ( v)底流排泥引起通量（泥面下降u)静沉时，成层沉降 (ii)重力沉降(自重压密)引起的固体通量： Gi = vi Ci 正常活性污泥初始浓度为Ci时的成层(界面)沉降速度，而vi = f1(Ci) （沉速与浓度有关）污泥浓度=C1C2C3CnH0Htt1 t2 v1=H0t1v2=H0t2vn=H0tnCnC2C1而Gi =

13、vi Ci = f1(Ci) Ci = f(Ci)试验数据点：CiC1C2 Cntit1t2 tnv1v2 vnG1G2 Gn=vnCnvi=H0tiGi=viCiGiCGi = f(Ci)底流排泥时引起的固体通量(ii) Gu = u Ci u 由于底流排泥引起的污泥(界面)下沉速度GuGu = u CiC（见下图）污泥浓度若底部排泥量为Qu浓缩池断面积为A则u=QuA连续式重力浓缩池（或二沉池）既有重力沉降，也有底流排泥，因此，既有重力沉降引起的通量，也有底流排泥引起的通量，总的固体通量应是二者叠加。 即 G = Gi + Gu = vi Ci + u Ci GCGLCLG = Gi +

14、GuGu = u Ci Gi = vi Ci 图解结果,存在极限固体通量GLG曲线的极小值. CL为极限固体浓度,固体浓度如果大于CL,就通不过这个截面; 极限固体通量GL 的物理意义: 在浓缩池的深度方向, 必存在一个控制断面,这个控制断面的固体通量最小(即GL ),其他断面的固体通量都大于GL, 按此通量(GL )设计断面积, 考虑了最不利情况。（得出最大浓缩池或二沉池断面面积） A =Q0 C0GLGL数值法 Dick（迪克）等人发现，v = f1(C) , C 污泥固体浓度 成层(界面)沉降速度 v = f1(C) = g C -h（g，h为经验常数）而 G = Gi + Gu = v

15、 C + u C = g C -h C + u C = g C 1-h + u C Gi = v CGu = u C由于底流排泥产生的污泥(界面)下沉速度。微分 = g(1-h)C-h + u令 = 0 即 g(1-h)C-h + u = 0 （极值点）求极值点：CL =代入上式 即得 GL= g(1-h) u 1有了GL，面积可求了。2浓缩池的有效水深一般采用4m，当为竖流式浓缩池时，其水深可按沉淀部分上升流速不大于0.1mm/s进行校核。dGdCdGdCg(1-h)u1/h1/h h1-h1-hh=vv 0.1mm/sh = v t 停留时间式连续流浓缩池表面积的计算(续)l柯伊克里维什理

16、论(P.340-341)l肯奇理论(P.341-343)l重力浓缩池生产运行数据(P.344,T.8-8)重力式连续流浓缩池深度的设计 P.344-345, 例8-55、重力式浓缩池的类型与设计 类型 连续式用于大、中型污水厂 间歇式用于小型污水厂连续式重力浓缩池 池型同竖流式或辐流式沉淀池，设计方法同二沉池 固体通量法 经验公式法间歇式重力浓缩池排泥管上清液进泥（间歇进泥）浓缩排上清液排浓缩污泥 当浓缩二沉池的剩余活性污泥时，浓缩时间一般不小于 12小时，容积 V = Q t浓缩效果 P = 99.2%97%原理：原理：在压力溶气罐中溶入过量的空气，而在气浮池中释放出来，产生大量微气泡并附着

17、在泥粒周围，使其比重减小而强制上浮。适用于比重近于1的活性污泥的浓缩。1、工艺流程(有回流) 无回流P.347,图8-16(a)=溶气罐污泥Q0，C0浮渣减压阀压缩空气RQ0回流加压溶气出水澄清液2、设计与计算确定溶气比（气固比）Aa/S气固比 Aa/S 气浮时有效空气重量与污泥中固体物重量之比。 即气浮单位重量的固体所需的空气量（重量）。公式：无回流时：Aa/S = （污泥全加压溶气） 有回流时：Aa/S = （部分回流水加压溶气）Sa(fP-1)C0SaR(fP-1)C0Aa 释放的有效空气重量S 固体物重量Sa 在1atm下，空气在水中的饱和溶解度f 回流加压水的空气饱和度系数（0.50

18、.8）P 溶气罐压力（一般24atm）R 回流比（1.03.0）公式推导：1回流加压水中的空气浓度C(mg/L) C = f P Sa2气浮池中空气总重量Aa1（进入气浮池中的空气重量） Aa1 = f PSa RQ0 + Sa Q0 回流部分 入流部分3出水带走空气重量Aa2 Aa2 = Sa（R+1）Q04释放出的空气重量（有效空气重量）Aa Aa = Aa1 Aa2 = f PSa RQ0 + Sa Q0 - Sa（R+1）Q0 = Sa R Q0（f P 1）5固体物重量 S S = Q0 C06溶气比（气固比）Aa/S Aa/S = =（按类似的方法可得公式，无回流，污泥全加压溶气）

19、Sa R Q0（f P 1）Q0 C0Sa R（f P 1）C0确定浓缩池表面水力负荷 q（m3/m2h） P.349 T.8-11 有回流 q = 1.0 3.6 m3/m2 h 无回流 q = 0.5 1.8 m3/m2h计算回流比 R 由 Aa/S =Aa/S可通过试验确定，一般采用0.005 0.060 (经验值), 常用0.03 0.04 即 = 0.005 0.060 R =Sa R（f P 1）C0Sa R（f P 1）C0Sa（f P 1）(0.005 0.060)C0确定气浮池表面积 A有回流 A = （m2）无回流 A= （m2）表面积 A求出后,需用固体负荷校核(固体负荷

20、P.349,T.8-11).3、气浮浓缩的效果 可使污泥含水率从99%以上降至95 97% 。 澄清液悬浮物浓度一般低于0.1%（可回流至初沉池）。P.349,例8-6, 自看Q0（R+1）qQ0q一、厌氧消化的机理 厌氧消化是一个复杂的生物学过程。人们所开发的厌氧消化处理工艺，是用人工的办法在一种反应器内创造厌氧微生物所需的营养条件和环境条件。利用厌氧微生物的作用，厌氧消化,分解有机物，产甲烷。积累高浓度的厌氧微生物，加速厌氧消化过程。 1、厌氧消化过程的三个阶段复杂有机物较高级有机酸氢气乙酸甲烷水解与发酵生成乙酸与脱氢生成甲烷第一阶段第二阶段第三阶段不产甲烷阶段产甲烷阶段76%4%20%2

21、4%52%28%72%厌氧消化过程的三个阶段 厌氧消化是在无氧的条件下,由兼性菌及专性厌氧细菌降解有机物,最终产物是二氧化碳和甲烷气(或称沼气、污泥气、消化气) 厌氧消化分三个阶段, 第一阶段是在水解与发酵细菌作用下, 使碳水化合物、蛋白质与脂肪水解与发酵转化成单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氢等; 第二阶段是在产氢产乙酸菌的作用下,把第一阶段的产物转化成氢、二氧化碳和乙酸; 第三阶段是通过两组生理上不同的产甲烷的作用,一组把氢和二氧化碳转化成甲烷,另一组是对乙酸脱羧产生甲烷.2.参与厌氧消化的微生物(1)参与第一阶段的微生物 包括细菌,原生动物和真菌,统称水解与发酵细菌. 大多数为专性

22、厌氧菌,也有不少兼性厌氧菌. 细菌可分为纤维素分解菌,碳水化合物分解菌,蛋白质分解菌,脂肪分解菌等. 原生动物主要有鞭毛虫,纤毛虫和变形虫. 真菌主要有毛霉,根霉,共头霉,曲霉等.(2) 参与第二阶段的微生物 为产氢产乙酸菌以及同型乙酸菌. 产氢产乙酸菌有专性厌氧菌和兼性厌氧菌,它们能够在厌氧条件下,将丙酮酸及其他脂肪酸转化为乙酸,二氧化碳,并放出氢气; 同型乙酸菌的种属有乙酸杆菌,它们能够将二氧化碳,氢气转化成乙酸,也能将甲酸,甲醇转化为乙酸. 由于同型乙酸菌的存在,可促进乙酸形成甲烷的进程.(3)参与第三阶段的微生物 (3)参与第三阶段的微生物 参与厌氧消化第三阶段的菌种是甲烷菌或称产甲烷

23、菌,是甲烷发酵阶段的主要细菌,属于绝对的厌氧菌,主要代谢产物是甲烷.甲烷菌常见的有: 甲烷杆菌,甲烷球菌,甲烷八叠球菌,甲烷螺旋菌3.厌氧消化动力学 P.356-357, (与好氧反应动力相似)1、温度：是影响微生物生存及生物化学反应最重要的因素之一。对生化反应速度的影响也极为明显。温度与消化时间的关系（P.357 Fig 8-23）日t5533指产气量达到总产气量的90%时所需的日数 从图中可看出两个极值点（55和33时的消化时间较短）厌氧消化最适宜的温度有两个范围 中温消化 30 36 高温消化 50 53 (Fig 8-22) 高温消化比中温消化时间短，产气率高，但能耗大。 温度要求恒定

24、，温度短期突变对消化有极大影响。(允许的温度变动范围为 + 1.5 2.0 )甲烷发酵阶段是厌氧消化反应的控制因素,因此厌氧消化反应的各项影响因素也以对甲烷菌的影响因素为准.2、生物固体停留时间(污泥龄)与负荷消化池的容积负荷和水力停留时间( 即消化时间)的关系见图8-24生物固体停留时间(污泥龄)的影响负荷的两种表示方法污泥投配率:每日投加新鲜污泥体积占消化池有效容积的百分数 n = 100%与污泥消化时间互为倒数 t = （日）WV每日投加新鲜污泥体积1n消化池有效容积消化池的容积负荷:单位消化池有效容积每日接纳的有机物重量 (Kg/m3d）消化池有效容积: V= 污泥投配率是消化池运行管

25、理的重要指标。 n，V，t，酸积累，PH低，污泥消化不完全，产气率。 n，V，t，虽然消化完全，产气率也高，但消化池容积V过大，不经济。 中温 n=5%8% SvS新鲜污泥中挥发性有机物重量(kg/d)挥发性有机物负荷中温0.61.5 (Kg/m3d）高温2.02.8 (Kg/m3d）3、搅拌作用：可使新鲜污泥与熟污泥充分接触，使温度、基质与甲烷菌分布均匀；消除泥壳；加速气体释放。方法 水射器 循环泵 沼气循环搅拌 混合搅拌4、营养与碳氮比（C/N） C/N太大，组成细菌的氮量不足；NH4HCO3少，缓冲能力差，PH易下降。 C/N太小，N过多，PH上升。 要求 C/N =（10 20）：1

26、为宜5、PH值与酸碱度 甲烷菌适应于PH= 6.6 7.5，最佳（6.8 7.2）。PH降到5以下时，对甲烷菌有毒害作用。碱度降低，即预示着PH下降。 消化池中应保持足够的碱度，2000mg/L碱度3000mg/L 。6、有毒物质重金属离子，对厌氧消化有抑制和毒害作用。与酶结合，产生变性物质（使酶失去作用）。金属离子及其氢氧化物的凝聚作用，使酶沉淀。硫化物（S2-） 来源 无机硫还原 SO42-S2- 蛋白质的分解 要求硫酸盐浓度应低于5000mg/L 。固定盖式消化池1、构造(圆柱形,蛋形,P.361图8-26)D=进泥管生污泥排泥（熟污泥）中位管池体上锥体（池盖）蒸汽下锥体水射器d2h1h

27、1h2h3h4H集气罩蒸汽组成 集气罩 池盖 池体 下锥体各部分尺寸：池体直径D=635m柱体高度H柱=h3=(1/2)D总高度H/D=0.8 1.0集气罩h1=1 3m, d1=2 5m池盖锥角=1520下锥体锥角=1520 d2=0.51.0m搅拌加温设备2、容积计算有效容积的计算 按投配率计算， n = 100% V = W 每日投加新鲜污泥量（m3/d） n 投配率 n =58% V 消化池有效容积（m3）按消化池容积负荷计算 V= （m3） (P.358, 式8-47)WVWnSvS其他各部分容积计算单池容积：V0= m 池数集气罩： V1= d12h1（d1= 25m，h1=1 3

28、m）上锥体： V2= h2( + + ) ，h2=( - )tg， =1520柱体： V3= D2h3，h3=(1/2)D下锥体： V4= h4( + + ) ，d2=0.51.0m直径D=635m，或近似用D= 估算。单个消化池有效容积V0=V3 + V4，其值应大于V0 。Vm413d124D24Dd14D2d12413d224D24Dd24V00.48533、热工计算（P364366）生污泥耗热量Q1 Q1 = (TD TS)C103 （J/h） W 新鲜污泥投加量（m3/d） C 污泥比热，C = 4.1868103 J/L TD 消化温度（） TS 新鲜污泥原温度（）W24池体散热量

29、Q2 Q2 =FK(TD TA) F为池体表面积（池盖，池壁及池底）， K 传热系数 （J/m3h TA 池外介质温度（气温或土壤温度）管道，热交换器散热量Q3 P365 （8-52）总耗热量Qmax Qmax = Q1max + Q2max + Q3max 4、加热方法加热方式： 池内加热，池外加热 直接加热，间接加热池内加热（在消化池内加热）盘管加热（间接）：不增加含水率，易形成泥壳，效果较差。蒸汽直接加热：方法简单，热效率高，效果好，但污泥易过热，会提高含水率。池外预热法投配池内预热 热交换器预热：套管式热交换器 P.365 Fig 8-29 污泥从管内通过，v = 1.21.5m/s

30、热水从套管通过0.6m/s，逆流交换。利用熟污泥的余热熟污泥熟污泥16 生污泥(16+t)进消化池 天津纪庄子污水厂采用池外套管式间接加热，热媒为热水，内管走泥，外管走水，逆向流。一般内管径100mm，外管径150mm，为全天连续加热（纪庄子为全天18h）。 杭州污水厂采用池外单设预热池蒸汽直接加热。5、消化池的搅拌水射器搅拌（P.361 Fig 8-26(a)） 由能量守恒得水射器抽取流量Qm Qm =d1 喉管扩散管QwhHQw3d0Qmd02d1能量守恒Qm H = QwhQm 水射器抽收流量（m3/h）H 克服阻力所需压力，一般取1mQw 工作液体流量 （引射流量，泵流量）h 泵扬程（

31、m）水射器效率，一般取2030%螺旋桨搅拌电机节点放大既要转动又要密封轴液封槽水或水银“巾”部随轴一起转动电耗较少，约 0.10.2 KWh/m3d最佳搅拌半径 3 6m沼气循环搅拌 利用消化池产生的沼气循环搅拌（P.361 Fig 8-26(c)）联合搅拌（P.361 Fig 8-26(b)）生污泥加温+沼气搅拌(5)搅拌方法比较 搅拌方法比较项目水射器螺旋桨沼气循环电耗（KWh/m3泥）0.81.20.10.20.5搅拌半径（m）53610安全性好需密封注意安全优缺点简单，耗电电耗少，不易密封电耗较少泥易脱水浮动盖式消化池1、构造=浮盖沼气导气管水封500mm特点： 可浮动，可避免固定盖式

32、的缺点，（正、负压）可省贮气柜。 各种管道（投配管，导气管等）要采用软管连接。2、计算 最小容积按固定盖式计算。（Vmin同固定盖式） 最大容积 Vmax = V +（0.2 0.4）q （m3） 固定盖式消化池有效容积 每日沼气产量（m3）l消化池的投配，排泥与溢流系统（P362）l沼气的收集与贮存设备（P363）1、甲烷菌的培养与驯化 直接接种可以从已运行的消化池中取种污泥，接种量达90%以上，若无此条件，采用以下培养方法。逐步培养法 投加生污泥（新鲜污泥），（按投配率58%），升温（加温温升速度1/时）至消化温度后，维持消化温度不变，逐日投加新鲜污泥至设计泥面，停止进泥。保持消化温度，使

33、污泥消化成熟。需时3040d。逐步加泥，逐步升温一次培养法 投加：塘泥（陈腐污泥）1/10V+生污泥至设计泥面。 升温（1/时）至消化温度，调节PH = 6.57.5（加石灰） 一次加泥，逐步升温2、消化池的维护管理密封（保证甲烷菌的正常发育）；消化气中水蒸气的去除（凝结水罐）；定期清除浮渣与沉砂；防爆，防火。3.化验指标,控制参数,异常现象的处理(P.371-372)1、中温消化存在的问题：有机物降解程度为4555%，消化后的污泥还不够稳定。热量损失（70106 J/m3）污泥含水率高于新鲜污泥 蒸汽直接加热水 有机物分解水 增加后续脱水设备负荷。l两级厌氧消化是根据消化过程沼气产生的规律进

34、行设计的. 中温消化时,在消化的前8天,产生的沼气量约占全部产气量的80%. 把消化池设计成两级,第一级消化池有加温及搅拌设备,并有集气罩收集沼气;然后把排出的污泥送入第二级消化池,第二级消化池无加温及搅拌设备,依靠余热继续消化,消化温度为2026度,产气量约占20%,可收集或不收集,由于不搅拌,所以第二级消化池有浓缩的功能.2、两级消化池 两级消化池，将全部消化过程分别在两个池中完成。V1V2 第一级消化池构造同固定盖式消化池 （加温、搅拌）密封，加温，搅拌。停留时间 t = 712日产气量可达总产气量的80% 第二级消化池利用第一级排出的污泥进一步自然消化，无搅动，无加温。利用余热消化浓缩

35、污泥产气量可达总产气量的20%可敞开 可密闭回收沼气23m3/m3污泥沼气排上清液两级消化池的总容积 V1+V2V（一级普通消化池容积），常用 V1：V2 =2：1所需的加热热量，搅拌设备，电耗较省。 杭州四堡污水厂的消化池在设计方面对构造作了一些改进，见图：人孔=去沼气柜来自沼气压缩机进泥井投泥管取样视镜视镜人孔出泥井取样管一级消化 二级消化设计特点：设计特点：改变过去将消化池作成全封闭状态，而在一级消化池顶设置了敞开式的进、出泥井。并当一级消化池投泥时，利用进、出泥位差可以自动向二级消化池排泥，不需人工操作阀门。设计池内气压为4KPa，出泥管口高出池内泥面0.4m，运行中随着池内气压变化，

36、泥面也在变化。在一、二级消化池顶均设有开口的取样管，可分层取样，测定池内积砂情况。在一、二级消化池顶均设有视镜，可观察池内搅拌情况。为方便检修，在池壁下部设有人孔。一级消化池采用沼气搅拌和泵循环搅拌两种方式交替运行。在一、二级消化池内均设有沼气浮渣管，可定时运行。二级消化池设有排浮渣管（平时闸开，兼作溢流管），分层排上清液管。出口设有水封罐。l两相厌氧消化是根据消化机理进行设计的. 以使各相消化池具有更适合于消化过程三个阶段各自的菌种群生长繁殖的环境. 把第一,第二阶段与第三阶段分别在两个消化池中进行,使各自都有最佳环境条件.两相消化具有池容积小,加温与搅拌能耗少,运行管理方便,消化更彻底.

37、(在第二相消化池集气)P367，例8-7， 自看污泥的好氧消化（P373-376）自学 沼气利用流程: 消化池集气罩 沼气脱硫 沼气柜(罐) 沼气输送及利用 沼气发电 沼气锅炉 沼气搅拌P376-379(插ppt) 厌氧消化可以分解有机物，能否用于处理污水？ （前面处理污泥） 可以一、厌氧活性污泥法1、普通消化池沼气污水消化后污水+污泥VXQQ，X普通消化池特点：HRT=SRTHRTHydraulic Retention Time 水力停留时间HRT=V/QSRTSolid Retention Time 固体停留时间SRT=VX/QX=V/Q=HRT 由于消化过程的控制因素是专性的厌氧甲烷菌，

38、其生长世代期长，消化时间长（2030d）。 而 HRT=SRT 污水停留时间长，能耗大（污水加温，搅拌都需耗能），效率不高（甲烷菌生长慢，微生物浓度不高）。 要求进水 COD5000mg/L（处理高浓度污水） 普通消化池不适宜处理城市污水（因为城市污水的有机物浓度较低，通常为200300mg/L。而HRT=SRT，停留时间长，池容大，投资高，加热搅拌所需能量大）。2、厌氧接触消化法沼气污水消化池气真空脱气=沉淀池出水回流污泥剩余污泥 采用回流污泥的办法来提高微生物（厌氧微生物）的浓度。 回流量为进水量（投配量）的24倍。 由于回流，消化池中甲烷菌的数量增多，加速了有机物的分解，缩短了消化时间（

39、1224小时）。 水力停留时间 （此时 HRTSRT，HRTSRT） 固体停留时间 t s = （好氧活性污泥法亦是HRTSRT）XVX3、上流式厌氧污泥床（UASB）Upflow Anaerobic Solid Blanket=进水污泥层悬浮层沉淀室（固液分离）出水沼气气液分离三相分离器构造底部：污泥层（颗粒化污泥） 污泥浓度=6080g/L上部：污泥悬浮层原理：污水向上流动，先通过污泥层（高浓度），大部分有机物在此转化为消化气，消化气搅动，污水进一步与上部的悬浮层接触反应，进入最上部的三相分离器（气、液、固分离），消化气导出，处理水外排，沉淀污泥回流到厌氧反应室。关键气、液、固的分离（三相

40、分离器）。特点：有机负荷高，可达1020KgCOD/m3d1、厌氧生物滤池（AF）Anaerobic Filter=沼气出水进水填料（厌氧膜）厌氧微生物填料：碎石、卵石、焦碳、塑料制品。有机负荷：216KgCOD/m3d缺点：堵塞，造价高。适宜于可溶性有机物废水的处理。2、厌氧流化床优点：微生物浓度高（30g/L）；有机物容积负荷较高(1040kgCOD/ m3)水流速度大（1030m/h）；不堵；容积小。3、厌氧生物转盘=沼气出水回流=载体d=0.30.5mm 特点：将消化的三个阶段（可分为不产甲烷与产甲烷阶段），分别在两个反应器中完成，分别提供各自需要的环境和条件，使之处于生长繁殖的最佳状

41、态。 （消化过程的三个阶段生长着不同的微生物群体，工作环境和生活环境不同。我们前面提供的条件都是以产甲烷阶段控制的。） 而两相消化是为了使不产甲烷菌和产甲烷菌分别处于适合于各自生长的最佳环境条件。 优点：大大提高了消化速率，有机物分解程度和有机负荷。缩短了反应时间，减少设备容积。降低运行费用。提高了沼气的热值（消化气中甲烷的含量提高了）。对于生化性较差的有机污水，两相消化的处理效果比其他厌氧工艺要好。 工艺组合方式两相消化 不产甲烷阶段：多采用厌氧接触消化，也可采用UASB 产甲烷阶段：多采用AF（厌氧滤池） 污泥经浓缩或消化后，p = 9597%（或更高），体积还很大，要进行脱水和干化处理。

42、 方法 污泥干化场 机械脱水一、污泥干化场干化场 自然滤层干化场 上部蒸发 建议不采用 下部水渗透 人工滤层干化场 上部蒸发 下部 不透水板 砂滤层 排水管道1、预处理目的：改善污泥的脱水性能易于脱水。方法：投加混凝剂 铝盐：硫酸铝，聚合氯化铝 铁盐：氯化铁，硫酸亚铁，硫酸铁 絮凝剂聚丙烯酰胺 为了减少药剂投量，采用淘洗，洗去污泥的碱度，但这种方法效益不明显，不推荐采用。2、机械脱水的方法与基本原理方法：真空吸滤法，压滤法，离心法等。基本原理：以过滤介质两面的压力差作为推动力，使污泥脱水。 造成压力差的方法有：污泥层厚度的静压力干化场造成负压真空吸滤脱水加压压滤脱水造成离心力离心脱水过滤的基本过程P=上清