废水的厌氧生物处理(污水、污泥)ppt课件

1、废水的厌氧生物处置废水的厌氧生物处置污水、污泥污水、污泥一、厌氧生物处置的沿革、特征和开展趋势一、厌氧生物处置的沿革、特征和开展趋势1 1、厌氧生物处置的开展概述、厌氧生物处置的开展概述厌氧生物处置已有厌氧生物处置已有100100多年的历史，它的开展和运用大致阅历多年的历史，它的开展和运用大致阅历了了3 3个时期：个时期：A A、2020世纪世纪1010年代以前的初级阶段，主要运用于污水和粪便处年代以前的初级阶段，主要运用于污水和粪便处置；置；B B、2020世纪世纪5050年代以前第二个时期，普通消化池是独一的适用年代以前第二个时期，普通消化池是独一的适用安装；安装；C C、2020世纪世纪

2、5050年代特别是年代特别是7070年代以后的第三个时期，出现一大年代以后的第三个时期，出现一大批更为先进适用的厌氧生物处置技术。批更为先进适用的厌氧生物处置技术。2 2、厌氧生物处置工艺的运用现状、厌氧生物处置工艺的运用现状A A、厌氧生物处置工艺在污水处置中的运用；、厌氧生物处置工艺在污水处置中的运用；B B、厌氧生物处置工艺在渣滓处置中的运用；、厌氧生物处置工艺在渣滓处置中的运用；C C、秸杆等生物质的资源化和能源化。、秸杆等生物质的资源化和能源化。3 3、厌氧生物处置的特征、厌氧生物处置的特征4、厌氧生物处置的开展趋势、厌氧生物处置的开展趋势 从目前厌氧生物处置工艺技术和设备开展规律前

3、景来看，进一步提高生从目前厌氧生物处置工艺技术和设备开展规律前景来看，进一步提高生物处置才干和稳定性的途径主要有：物处置才干和稳定性的途径主要有：A、提高反响器中生物持有量；、提高反响器中生物持有量；B、利用厌氧生物处置中微生物种群的特点，实现相分别；、利用厌氧生物处置中微生物种群的特点，实现相分别；C、研制反响器使之构成特殊的水力流态而发明厌氧微生物的最适生态条件。、研制反响器使之构成特殊的水力流态而发明厌氧微生物的最适生态条件。二、厌氧消化原理二、厌氧消化原理1、厌氧消化的生化阶段、厌氧消化的生化阶段第第阶段阶段水解产酸阶段水解产酸阶段污水中不溶性大分子有机物，如多糖、淀粉、纤维素、烃类烷

4、、烯、污水中不溶性大分子有机物，如多糖、淀粉、纤维素、烃类烷、烯、炔等水解，主要产物为甲、乙、丙、丁酸、乳酸；紧接着氨基酸、蛋白质、炔等水解，主要产物为甲、乙、丙、丁酸、乳酸；紧接着氨基酸、蛋白质、脂肪水解生成氨和胺，多肽等所以有的书又把水解产酸分为二个阶段。脂肪水解生成氨和胺，多肽等所以有的书又把水解产酸分为二个阶段。 第第阶段阶段厌氧发酵产气阶段厌氧发酵产气阶段第第1阶段产物甲酸、乙酸、甲胺、甲醇和等小分子有机物在产甲烷阶段产物甲酸、乙酸、甲胺、甲醇和等小分子有机物在产甲烷菌的作用下，经过甲烷菌的发酵过程将这些小分子有机物转化为甲烷。所以菌的作用下，经过甲烷菌的发酵过程将这些小分子有机物转

5、化为甲烷。所以在水解酸化阶段在水解酸化阶段COD、BOD值变化不很大，仅在产气阶段由于构成值变化不很大，仅在产气阶段由于构成COD或或BOD的有机物多以的有机物多以CO2和和H4的方式逸出，才使废水中的方式逸出，才使废水中COD、BOD明显下降。明显下降。 在酸化阶段，发酵细菌将有机物水解转化为能被甲烷菌直接利用的在酸化阶段，发酵细菌将有机物水解转化为能被甲烷菌直接利用的第一类小分子有机物，如乙酸、甲酸、甲醇和甲胺等；第二类为不能被第一类小分子有机物，如乙酸、甲酸、甲醇和甲胺等；第二类为不能被甲烷菌直接利用的有机物，如丙酸、丁酸、乳酸、乙醇等，不完全厌氧甲烷菌直接利用的有机物，如丙酸、丁酸、乳

6、酸、乙醇等，不完全厌氧消化或发酵到此终了。假设继续全厌氧过程，那么产氢、产乙酸菌将第消化或发酵到此终了。假设继续全厌氧过程，那么产氢、产乙酸菌将第二类有机物进一步转化为氢气和乙酸。二类有机物进一步转化为氢气和乙酸。第第2阶段生化过程是产甲烷细菌把甲酸、乙酸、甲胺、甲醇等基阶段生化过程是产甲烷细菌把甲酸、乙酸、甲胺、甲醇等基质经过不同途径转化为甲烷，其中最主要的基质为乙酸。质经过不同途径转化为甲烷，其中最主要的基质为乙酸。2、发酵条件控制、发酵条件控制1营养与环境条件营养与环境条件厌氧要求有机物浓度较高，普通大于厌氧要求有机物浓度较高，普通大于1000mg/L以上。所以厌氧适于以上。所以厌氧适于

7、处置高浓度有机废水和污泥处置。和好氧生物处置一样，厌氧处置也要处置高浓度有机废水和污泥处置。和好氧生物处置一样，厌氧处置也要求供应全面的营养，但好氧细菌增殖快，有机物有求供应全面的营养，但好氧细菌增殖快，有机物有5060%用于细菌增用于细菌增殖，故对殖，故对N、P要求高；而厌氧增殖慢，要求高；而厌氧增殖慢，BOD仅有仅有510%用于合成菌体，用于合成菌体，对对N、P要求低。要求低。COD N P200 5 1或或C N1216好氧好氧COD N P100 5 1厌氧过程对环境条件要求比较严厉：厌氧过程对环境条件要求比较严厉：、氧化复原电位、氧化复原电位E与温度与温度氧的溶入和氧化态、氧化剂的存

8、在：氧的溶入和氧化态、氧化剂的存在：Fe3+ Fe3+ 、Cr2O72- Cr2O72- 、NO3-NO3-、SO42-SO42-、PO43-PO43-、H+H+会使体系中电位升高，对厌氧消化不利。会使体系中电位升高，对厌氧消化不利。 高温消化高温消化500500600mv600mv，50505555中温消化中温消化300300380mv380mv，30303838产酸菌对氧还产酸菌对氧还还电位要求不甚严厉还电位要求不甚严厉100100100mv100mv产甲烷菌对氧还产甲烷菌对氧还还电位要求严厉还电位要求严厉350mv350mv、pHpH及碱度及碱度pHpH主要取决于三个生化阶段的平衡形状，

9、原液本身的主要取决于三个生化阶段的平衡形状，原液本身的pHpH和发酵系统和发酵系统中产生的分压中产生的分压20.320.340.5kpa40.5kpa，正常发酵，正常发酵pHpH7.27.27.47.4，有机负荷太，有机负荷太大，水解和酸化过程的生化速率大大超越产气速率。将导致水解产物有大，水解和酸化过程的生化速率大大超越产气速率。将导致水解产物有机酸的积累使机酸的积累使pHpH下降，抑制甲烷菌的生理机能，使气化速率锐减，所以下降，抑制甲烷菌的生理机能，使气化速率锐减，所以原液原液pHpH6 68 8，发酵过程有机酸浓度不超越，发酵过程有机酸浓度不超越3000mg/L3000mg/L为佳以乙酸

10、计。为佳以乙酸计。HCO3-HCO3-及及NH3NH3是构成厌氧处置系统碱度的主要缘由，高的碱度具有较是构成厌氧处置系统碱度的主要缘由，高的碱度具有较强的缓冲才干，普通要求碱度强的缓冲才干，普通要求碱度2000mg/L2000mg/L以上，以上，NH3NH3浓度浓度5050200mg/L200mg/L为佳。为佳。、毒物、毒物凡对厌氧处置过程起抑制和毒害作用的物质都可称为毒物，凡对厌氧处置过程起抑制和毒害作用的物质都可称为毒物，无机酸浓度不应使消化液无机酸浓度不应使消化液pHpH6.86.8； NH3 NH3不应高于不应高于1500mg/L1500mg/L，其它阴离子，其它阴离子浓度见书。浓度见

11、书。 2工艺操作条件工艺操作条件 、生物量、生物量大小以污泥浓度表示，普通介于大小以污泥浓度表示，普通介于1030gvss/L之间，为之间，为防止反响器中污泥流失，可采用装入填料介质使细菌附着挂膜，调理水防止反响器中污泥流失，可采用装入填料介质使细菌附着挂膜，调理水流速度或污泥回流量。流速度或污泥回流量。 、负荷率、负荷率表示消化安装处置才干的一个参数，负荷率有三种表示表示消化安装处置才干的一个参数，负荷率有三种表示方法：方法：容积负荷率容积负荷率反响器单位有效容积在单位时间内接纳的有机物反响器单位有效容积在单位时间内接纳的有机物Kg/m3d 污泥负荷率污泥负荷率反响器内单位重的污泥在单位时间

12、内接纳的有机物量反响器内单位重的污泥在单位时间内接纳的有机物量Kg/Kgd投配率投配率每天向单位有效容积投加的资料的体积每天向单位有效容积投加的资料的体积m3/m3d投配率的倒数为平均停留时间或消化时间，单位为投配率的倒数为平均停留时间或消化时间，单位为d天，投配率池天，投配率池可用百分率表示。可用百分率表示。负荷率的影响：负荷率的影响：当有机物负荷率很高时，营养充分，代谢产物有机酸产量很大，超越当有机物负荷率很高时，营养充分，代谢产物有机酸产量很大，超越甲烷菌的吸收利用才干，有机酸积累甲烷菌的吸收利用才干，有机酸积累pH下降，是低效不稳定形状。下降，是低效不稳定形状。负荷率适中，产酸细菌代谢

13、产物中的有机物有机酸根本上能被甲负荷率适中，产酸细菌代谢产物中的有机物有机酸根本上能被甲烷菌及时利用，并转化为沼气，残存有机酸量仅为几百毫克烷菌及时利用，并转化为沼气，残存有机酸量仅为几百毫克/升。升。pH77.5，呈弱碱性，是高效稳定发酵形状。，呈弱碱性，是高效稳定发酵形状。当有机负荷率小，供应养料缺乏，产酸量偏少，当有机负荷率小，供应养料缺乏，产酸量偏少，pHpH7.57.5是碱性发是碱性发酵形状，是低效发酵形状。酵形状，是低效发酵形状。、温度控制、温度控制发酵要求较高的温度，每去除发酵要求较高的温度，每去除8000mg/L8000mg/L的的CODCOD所产所产沼气，能使水温升高沼气，能

14、使水温升高1010，普通工艺设计中温消化，普通工艺设计中温消化30303535。、pHpH的控制的控制当液料当液料pHpH6.56.5或高于或高于8.08.0，那么要调整液料，那么要调整液料pHpH。pHpH6.86.87 7，应减少有机负荷率，应减少有机负荷率，pHpH6.56.5，应停顿加料，必要时参与石灰中和。，应停顿加料，必要时参与石灰中和。三、悬浮生长厌氧生物处置法三、悬浮生长厌氧生物处置法1 1、完全混合悬浮生长厌氧消化池、完全混合悬浮生长厌氧消化池2 2、厌氧接触法、厌氧接触法3 3、厌氧序批式反响器、厌氧序批式反响器四、附着生长厌氧生物处置法即厌氧生物膜法四、附着生长厌氧生物处

15、置法即厌氧生物膜法1 1、升流式厌氧填充床反响器即厌氧生物滤池、升流式厌氧填充床反响器即厌氧生物滤池2 2、厌氧膨胀床、流化床反响器、厌氧膨胀床、流化床反响器3 3、厌氧生物转盘、厌氧生物转盘五、两相厌氧生物处置五、两相厌氧生物处置1 1、原理、原理 根据相分别的概念，建造两个独立控制的反响器，分别培育产酸细根据相分别的概念，建造两个独立控制的反响器，分别培育产酸细菌和产甲烷细菌，经过分别调控产酸相和产甲烷相的运转参数，供应它菌和产甲烷细菌，经过分别调控产酸相和产甲烷相的运转参数，供应它们各自的最正确生态条件，提高了污水处置才干和反响器的运转稳定性。们各自的最正确生态条件，提高了污水处置才干和

16、反响器的运转稳定性。2、两相厌氧生物处置技术、两相厌氧生物处置技术A、两相均采用、两相均采用UASB反响器反响器B、采用、采用Anodek工艺工艺 其特点是产酸相为接触式反响器，产甲烷相采用其特点是产酸相为接触式反响器，产甲烷相采用UASB反响器。反响器。3、最适液相末端发酵产物的选择、最适液相末端发酵产物的选择 与好氧生物处置相比，厌氧生物处置具有以下特征：与好氧生物处置相比，厌氧生物处置具有以下特征： A、运用范围广。好氧适用低浓度废水，厌氧可直接处置高浓、运用范围广。好氧适用低浓度废水，厌氧可直接处置高浓度废水处置。度废水处置。B、能量需求低，还可以产生能量。、能量需求低，还可以产生能量

17、。C、污泥产量极低。、污泥产量极低。D、对水温的顺应范围较为广大。、对水温的顺应范围较为广大。E、可以被降解的有机物多。、可以被降解的有机物多。但但F、厌氧处置启动时间较长。、厌氧处置启动时间较长。 G、处置出水水质较差。、处置出水水质较差。 H、对、对pH值较为敏感。值较为敏感。 I、处置过程机理较为复杂。它是多种不同性质的微生物协同、处置过程机理较为复杂。它是多种不同性质的微生物协同任务的过程，远比好氧复杂。任务的过程，远比好氧复杂。一、定义： 废水厌氧生物处置是指在无分子氧条件下经过厌氧微生物包括兼氧微生物的作用，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，也称为厌氧消

18、化。二、厌氧消化过程 厌氧消化过程划分为三个延续的阶段：即水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。 I 甲酸 类 甲醇 产 甲胺 通过不同 废水或污泥 蛋白质 氨基酸 物 乙酸等 途径转化 中不溶态大 多 糖 C6H12O6 为 CH4、 分子有机物 脂 类 甘油 II 丙酸 CO2等 脂肪酸 类 丁酸 CO2 、 H 产 乳酸 和乙酸 物 乙醇等 水解阶段 酸化阶段 气化阶段 酸化 I 酸化 II 不完全厌氧消化(酸发酵) 发 酵 菌 发 酵 菌 甲 烷 菌 产氢 产乙 酸菌 二、二、 厌氧消化的三个阶段和厌氧消化的三个阶段和COD转化率转化率 此过程由两组生理上不同的产甲烷菌完成，此过程

19、由两组生理上不同的产甲烷菌完成，一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组从一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组从乙酸或乙酸盐脱羧产生甲烷，前者约占总量乙酸或乙酸盐脱羧产生甲烷，前者约占总量的的l/3后者约占后者约占2/3。 控制厌氧处置效率的根本要素有两类: 一类是根底要素，包括微生物量 (污泥浓度)、营养比、混合接触情况、有机负荷等； 另一类是环境要素，如温度、pH值、氧化复原电位、有毒物质等。 产甲烷细菌是决议厌氧消化效率和成败的主要微生物，产甲烷阶段是厌氧过程速率的限制步骤。一、一、 温度条件温度条件 据产甲烷菌适宜温度条件的不同，厌氧法可分据产甲烷菌适宜温度条件的不同，厌氧法可分为常温消化

20、、中温消化和高温消化三种类型。为常温消化、中温消化和高温消化三种类型。 1常温消化常温消化1030 2中温消化中温消化3538 3高温厌氧消化高温厌氧消化5055 二、 pH值 产酸细菌对酸碱度不及甲烷细菌敏感，其适宜的pH值范围较广，在4.58.0之间。 产甲烷菌要求环境介质pH值在中性附近，最适宜pH值为7.07.2，pH6.67.4较为适宜。 在厌氧法处置废水的运用中，由于产酸和产甲烷大多在同一构筑物内进展，故为了维持平衡，防止过多的酸积累，常坚持反响器内的pH值在6.57.5(最好在6.87.2)的范围内。三、三、 氧化复原电位氧化复原电位 无氧环境是严厉厌氧的产甲烷菌无氧环境是严厉厌

21、氧的产甲烷菌繁衍的最根本条件之一。产甲烷菌繁衍的最根本条件之一。产甲烷菌对氧和氧化剂非常敏感，这是由于对氧和氧化剂非常敏感，这是由于它不象好氧菌那样具有过氧化氢酶。它不象好氧菌那样具有过氧化氢酶。 氧是影响厌氧反响器中氧化复原氧是影响厌氧反响器中氧化复原电位条件的重要要素，但不是独一电位条件的重要要素，但不是独一要素。要素。 四、四、 有毒物质有毒物质 包括有毒有机物、重金属离子和一些阴离包括有毒有机物、重金属离子和一些阴离子等。对有机物来说，带醛基、双键、氯取子等。对有机物来说，带醛基、双键、氯取代基、苯环等构造，往往具有抑制性。代基、苯环等构造，往往具有抑制性。 有毒物质的最高允许浓度与处

22、置系统的运有毒物质的最高允许浓度与处置系统的运转方式、污泥驯化程度、废水特性、操作控转方式、污泥驯化程度、废水特性、操作控制条件等要素有关。制条件等要素有关。一、厌氧工艺的有关术语1上流速度外表速度或外表负荷2水力停留时间HRT3反响器中的污泥量4反响器的有机负荷OLR：分为容积负荷VLR和污泥负荷SLR。 (5)污泥体积指数SVI6污泥的比产甲烷活性7反响器内的污泥停留时间SRT:亦称泥龄。二、二、 厌氧反响器厌氧反响器 厌氧活性污泥法包括普通消化池、厌氧接触工艺、厌氧活性污泥法包括普通消化池、厌氧接触工艺、上流式厌氧污泥床反响器等。上流式厌氧污泥床反响器等。 厌氧生物膜法包括厌氧生物滤池、

23、厌氧流化床、厌氧生物膜法包括厌氧生物滤池、厌氧流化床、厌氧生物转盘等。厌氧生物转盘等。1、普通厌氧消化池普通消化池又称传统或常规消化池。消化池常用密闭的圆柱形池，废水定期或延续进入池中，经消化的污泥和废水分别由消化池底和上部排出，所产沼气从顶部排出。池径从几米至三、四十米，柱体部分的高度约为直径的1/2，池底呈圆锥形，以利排泥。 为使进水与微生物尽快接触，需求一定的搅拌。常用搅拌方式有三种：池内机械搅拌；沼气搅拌；循环消化液搅拌。 螺旋浆搅拌的消化池循环消化液搅拌式消化池普通消化池的特点是普通消化池的特点是: :可以直接处置悬浮固体含量较高或颗可以直接处置悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液。粒较

24、大的料液。 厌氧消化反响与固液分别在同一个池厌氧消化反响与固液分别在同一个池内实现，构造较简单。内实现，构造较简单。 缺乏持留或补充厌氧活性污泥的特殊缺乏持留或补充厌氧活性污泥的特殊安装，消化器中难以坚持大量的微安装，消化器中难以坚持大量的微生物细胞。生物细胞。 对无搅拌的消化器，还存在料液的分对无搅拌的消化器，还存在料液的分层景象严重，微生物不能与料液均层景象严重，微生物不能与料液均匀接触的问题。匀接触的问题。 温度不均匀，消化效率低温度不均匀，消化效率低3、厌氧接触法、厌氧接触法 为了抑制普通消化池不能持留或补充厌氧为了抑制普通消化池不能持留或补充厌氧活性污泥的缺陷，在消化池侯设沉淀池，将

25、活性污泥的缺陷，在消化池侯设沉淀池，将沉淀污泥回流至消化池，构成了厌氧接触法。沉淀污泥回流至消化池，构成了厌氧接触法。 厌氧接触氧化法的工艺流程为：厌氧接触氧化法的工艺流程为：3、上流式厌氧污泥床反响器、上流式厌氧污泥床反响器上流式厌氧污泥床反响器上流式厌氧污泥床反响器upflow anaerobic sludge blanket reactor)，简称，简称UASB反响器，是反响器，是由荷兰的由荷兰的G. Lettnga等人在等人在70年年代初研制开发的。污泥床反响器代初研制开发的。污泥床反响器内没有载体，是一种悬浮生长型内没有载体，是一种悬浮生长型的消化器。的消化器。 由反响区由反响区(r

26、eaction region) 、沉淀、沉淀区区(settling region)和气室和气室(gas collection dome)三部分组成。三部分组成。上流式厌氧污泥床的池形有圆形、方形、矩形。小型安装常为圆柱形，底部呈锥形或圆弧形。大型安装为便于设置气、液、固三相分别器，那么普通为矩形，高度普通为38m，其中污泥床12m，污泥悬浮层24m，多用钢构造或钢筋混凝土构造， 上流式厌氧污泥床反响器的特点： UASB布置结果表示图布水区布水区反响区反响区三相分别区三相分别区超高超高4、厌氧滤池、厌氧滤池 厌氧滤池，又称厌氧固定膜反响器，是厌氧滤池，又称厌氧固定膜反响器，是60年代末开发的新型

27、高效厌氧处置安装。年代末开发的新型高效厌氧处置安装。 滤池呈圆柱形，池内装放填料，池底和池滤池呈圆柱形，池内装放填料，池底和池顶密封。顶密封。 厌氧微生物附着于填料的外表生长，当废厌氧微生物附着于填料的外表生长，当废水经过填料层时，在填料外表的厌氧生物水经过填料层时，在填料外表的厌氧生物膜作用下，废水中的有机物被降解，并产膜作用下，废水中的有机物被降解，并产生沼气，沼气从池顶部排出。生沼气，沼气从池顶部排出。 厌氧生物滤池的组成厌氧生物滤池的组成 厌氧生物滤池主要由以下几个重要部分组厌氧生物滤池主要由以下几个重要部分组成的，即：滤料、布水系统、沼气搜集系统。成的，即：滤料、布水系统、沼气搜集系

28、统。 根据废水在厌氧生物滤池中的流向的不同，可分为升流式厌氧生物滤池、降流式厌氧生物滤池和升流式混合型厌氧生物滤池等三种方式，即分别如以下图所示： 厌氧生物滤池的特点及改良：厌氧生物滤池的特点及改良：厌氧生物滤池采取如下改良：厌氧生物滤池采取如下改良： a出水回流；出水回流； b部分充填载体；部分充填载体； c采用软性填料。采用软性填料。 厌氧生物滤池的特点是：厌氧生物滤池的特点是：a a由于填料为微生物附着生长提供了较大的外由于填料为微生物附着生长提供了较大的外表积，滤池中的微生物量较高，又因生物膜停留表积，滤池中的微生物量较高，又因生物膜停留时间长，平均停留时间长达时间长，平均停留时间长达

29、100100天左右，因此可天左右，因此可接受的有机容积负荷高，接受的有机容积负荷高，CODCOD容积负荷为容积负荷为2 216 16 kgCOD/(m3d)kgCOD/(m3d)，且耐冲击负荷才干强；，且耐冲击负荷才干强；b b废水与生物膜两相接触面大，强化了传质过废水与生物膜两相接触面大，强化了传质过程，因此有机物去除速度快；程，因此有机物去除速度快； 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启动或停顿运转后再启动比前述厌氧工艺法时间短。 e处置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。5、厌氧流化床 厌氧流化床的根本原

30、理： 厌氧流化床的特点：厌氧流化床的特点：a a载体颗粒细，比外表积大，可高达载体颗粒细，比外表积大，可高达200020003000m2/m33000m2/m3左右，使床内具有很高左右，使床内具有很高的微生物浓度，因此有机物容积负荷大，的微生物浓度，因此有机物容积负荷大，普通为普通为101040kgCOD/m3d40kgCOD/m3d，水力停留时，水力停留时间短，具有较强的耐冲击负荷才干，运转间短，具有较强的耐冲击负荷才干，运转稳定；稳定； b b载体处于流化形状，无床层堵塞景象，载体处于流化形状，无床层堵塞景象，对高、中、低浓度废水均表现出较好的效对高、中、低浓度废水均表现出较好的效能；能；

31、c载体流化时，废水与微生物之间接触面大，同时两者相对运动速度快，强化了传质过程，从而具有较高的有机物净化速度； d床内生物膜停留时间较长，剩余污泥量少； e构造紧凑、占地少以及基建投资省等。 f但载体流化耗能较大，且对系统的管理技术要求较高。 为了降低动力耗费和防止床层堵塞，可采取如下措施：a间歇性流化床工艺b尽能够取质轻、粒细的载体，如粒径2030m、相对密度1.051.2g/cm3的载体。坚持低的回流量，甚至免除回流就可实现床层流态化。6、两步厌氧法和复合厌氧法、两步厌氧法和复合厌氧法厌氧消化反响分别在两个独立的反厌氧消化反响分别在两个独立的反响器中进展，每一反响器完成一响器中进展，每一反

32、响器完成一个阶段的反响，比如一为产酸阶个阶段的反响，比如一为产酸阶段，另一为产甲烷阶段，故又称段，另一为产甲烷阶段，故又称两段式厌氧消化法。两段式厌氧消化法。 第一步反响器可采用简易非密闭安第一步反响器可采用简易非密闭安装、在常温、较宽装、在常温、较宽pH值范围条件值范围条件下运转；第二步反响器那么要求下运转；第二步反响器那么要求严厉密封、严厉控制温度和严厉密封、严厉控制温度和pH值值范围。范围。接触消化池上流式污泥床两步消化工艺流程接触消化池上流式污泥床两步消化工艺流程 两步厌氧法具有如下特点两步厌氧法具有如下特点:a耐冲击负荷才干强，运转稳定，耐冲击负荷才干强，运转稳定，防止了一步法不耐高

33、有机酸浓度的缺防止了一步法不耐高有机酸浓度的缺陷；陷；b两阶段反响不在同一反响器中进两阶段反响不在同一反响器中进展，相互影响小，可更好地控制工艺展，相互影响小，可更好地控制工艺条件条件c消化效率高，尤其适于处置含悬消化效率高，尤其适于处置含悬浮固体多、难消化降解的高浓度有机浮固体多、难消化降解的高浓度有机废水废水d但两步法设备较多，流程和操作但两步法设备较多，流程和操作复杂。复杂。污泥消化目的：是改善污泥的卫生条件和使污泥易于脱水因污泥 气的上升可使污泥具有较大的空隙，因此易于脱水。 一、一、 消化设备消化设备 消化污泥的主要构筑物称为消化池或沼气池。消化污泥的主要构筑物称为消化池或沼气池。一

34、、一、 消化设备消化设备 消化污泥的主要构筑物称为消化池或沼气池。消化污泥的主要构筑物称为消化池或沼气池。1 1温度温度 细菌的活动与温度有关，普通可根据不听的温细菌的活动与温度有关，普通可根据不听的温度将发酵过程分为三个类型：度将发酵过程分为三个类型：温度为温度为5 155 15，称为低温发酵；，称为低温发酵；温度为温度为30 3830 38，称为中温发酵；，称为中温发酵；温度为温度为50585058，称为高温发酵。，称为高温发酵。 1 1温度温度 细菌的活动与温度有关，普通可根据不听的温细菌的活动与温度有关，普通可根据不听的温度将发酵过程分为三个类型：度将发酵过程分为三个类型：温度为温度为

35、5 155 15，称为低温发酵；，称为低温发酵；温度为温度为30 3830 38，称为中温发酵；，称为中温发酵；温度为温度为50585058，称为高温发酵。，称为高温发酵。 3生熟污泥配比生熟污泥配比 正常运转的消化池是处于碱性发酵阶段，如参正常运转的消化池是处于碱性发酵阶段，如参与的生污泥多，产酸率那么大于用酸率，挥发酸与的生污泥多，产酸率那么大于用酸率，挥发酸将累积起来而破坏酸性发酵；参与的生污泥少，将累积起来而破坏酸性发酵；参与的生污泥少，分解速度虽可参与，但池子容积将增大，所以消分解速度虽可参与，但池子容积将增大，所以消化池的投配率须恰当。化池的投配率须恰当。 为了降低动力耗费和防止床

36、层堵塞，可采取如下措施：a间歇性流化床工艺b尽能够取质轻、粒细的载体，如粒径2030m、相对密度1.051.2g/cm3的载体。坚持低的回流量，甚至免除回流就可实现床层流态化。6、两步厌氧法和复合厌氧法、两步厌氧法和复合厌氧法厌氧消化反响分别在两个独立的反厌氧消化反响分别在两个独立的反响器中进展，每一反响器完成一响器中进展，每一反响器完成一个阶段的反响，比如一为产酸阶个阶段的反响，比如一为产酸阶段，另一为产甲烷阶段，故又称段，另一为产甲烷阶段，故又称两段式厌氧消化法。两段式厌氧消化法。 第一步反响器可采用简易非密闭安第一步反响器可采用简易非密闭安装、在常温、较宽装、在常温、较宽pH值范围条件值

37、范围条件下运转；第二步反响器那么要求下运转；第二步反响器那么要求严厉密封、严厉控制温度和严厉密封、严厉控制温度和pH值值范围。范围。接触消化池上流式污泥床两步消化工艺流程接触消化池上流式污泥床两步消化工艺流程 两步厌氧法具有如下特点两步厌氧法具有如下特点:a耐冲击负荷才干强，运转稳定，耐冲击负荷才干强，运转稳定，防止了一步法不耐高有机酸浓度的缺防止了一步法不耐高有机酸浓度的缺陷；陷；b两阶段反响不在同一反响器中进两阶段反响不在同一反响器中进展，相互影响小，可更好地控制工艺展，相互影响小，可更好地控制工艺条件条件c消化效率高，尤其适于处置含悬消化效率高，尤其适于处置含悬浮固体多、难消化降解的高浓

38、度有机浮固体多、难消化降解的高浓度有机废水废水d但两步法设备较多，流程和操作但两步法设备较多，流程和操作复杂。复杂。污泥消化目的：是改善污泥的卫生条件和使污泥易于脱水因污泥 气的上升可使污泥具有较大的空隙，因此易于脱水。 一、一、 消化设备消化设备 消化污泥的主要构筑物称为消化池或沼气池。消化污泥的主要构筑物称为消化池或沼气池。二、二、 影响消化的要素影响消化的要素 影响消化的主要要素有：影响消化的主要要素有：温度温度碳氮比碳氮比生、熟污泥配比生、熟污泥配比有毒物质有毒物质酸碱度酸碱度搅拌搅拌1 1温度温度 细菌的活动与温度有关，普通可根据不听的温细菌的活动与温度有关，普通可根据不听的温度将发

39、酵过程分为三个类型：度将发酵过程分为三个类型：温度为温度为5 155 15，称为低温发酵；，称为低温发酵；温度为温度为30 3830 38，称为中温发酵；，称为中温发酵；温度为温度为50585058，称为高温发酵。，称为高温发酵。 2碳氮比碳氮比 碳氮比太高，细菌的氮量缺乏，消化液缓冲碳氮比太高，细菌的氮量缺乏，消化液缓冲才干低，才干低，pH值容易降低。碳氮比太低，含氮量值容易降低。碳氮比太低，含氮量过多，过多，pH值能够上升到值能够上升到8.0以上，脂肪酸的铵盐以上，脂肪酸的铵盐要积累，使有机物分解遭到抑制。对于污泥处要积累，使有机物分解遭到抑制。对于污泥处置来说，碳氮比以置来说，碳氮比以1

40、020:1较适宜。较适宜。 3生熟污泥配比生熟污泥配比 正常运转的消化池是处于碱性发酵阶段，如参正常运转的消化池是处于碱性发酵阶段，如参与的生污泥多，产酸率那么大于用酸率，挥发酸与的生污泥多，产酸率那么大于用酸率，挥发酸将累积起来而破坏酸性发酵；参与的生污泥少，将累积起来而破坏酸性发酵；参与的生污泥少，分解速度虽可参与，但池子容积将增大，所以消分解速度虽可参与，但池子容积将增大，所以消化池的投配率须恰当。化池的投配率须恰当。4有毒物质含量有毒物质含量 主要的有毒物质是重金属和某些阴离子。因此主要的有毒物质是重金属和某些阴离子。因此必需严厉控制排入城市排水系统的工业废水中的必需严厉控制排入城市排

41、水系统的工业废水中的重金属离子含量。重金属离子含量。5酸碱度酸碱度 甲烷细菌生长最适宜的甲烷细菌生长最适宜的pH值范围约为值范围约为 6.87.2之间，假设之间，假设pH值低于值低于6或者高于或者高于8，生长繁衍，生长繁衍将大受影响。将大受影响。6搅拌 搅拌可使新颖有机物与腐熟有机物均匀接触，加速热传导；均匀地供应细菌以养料；打碎发酵池液面上的浮渣层，使整个池子处于消化发酵活泼形状，以提高发酵池的负荷。 目前运用最广泛的常规生物处置系统一级加二级生物处置主要是去除城市污水及某些工业废水中的悬浮固体及可生物降解的有机物。为维护水环境不受营养物质氮、磷的污染及满足多种用途回用水水质的要求，从二级出

42、水及其他工业废水中去除氮、磷显得非常重要。由于氮、磷的去除技术普通是在常规的二级处置之后实施的，故称作三级处置或深度处置。 废水中的氮常以含氮有机物、氨、硝酸盐等方式存在。生物处置把大多数有机物氮转化为氨，然后可进一步转化为硝酸盐。目前采用的除氮工艺有生物硝化与反硝化、沸石选择性交换吸附、空气吹脱及折点氯化等四种。 生物硝化与反硝化生物除氮法一生物硝化在好氧条件下，经过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程，称为生物硝化作用。生物硝化的反响过程为：由上式可知：由上式可知：1 1在硝化过程中，在硝化过程中，1g1g氨氮转化为硝酸盐氮时需氧氨氮转化为硝酸盐氮时需氧4.5

43、7g4.57g；2 2硝化过程中释放出，将耗费废水中的碱度，每氧化硝化过程中释放出，将耗费废水中的碱度，每氧化1g1g氨氮，将耗费氨氮，将耗费碱度以碱度以CaCO3CaCO3计计7.1g7.1g。影响硝化过程的主要要素有：影响硝化过程的主要要素有：(1)pH(1)pH值。当值。当pHpH为为8.08.08.4 8.4 时时(20)(20)，硝化作用速度最快。由于硝化过程中硝化作用速度最快。由于硝化过程中pHpH将下降将下降, ,当废水碱度缺乏时，即需当废水碱度缺乏时，即需投加石灰，维持投加石灰，维持pHpH在在7.57.5以上；以上；(2)(2)温度。温度高时硝化速度快，亚硝化温度。温度高时硝

44、化速度快，亚硝化细菌的最适宜水温为细菌的最适宜水温为3535，在，在1515以下其活性急剧降低，故水温以不低以下其活性急剧降低，故水温以不低于于1515为宜；为宜；(3) (3) 污泥停留时间。硝化菌的增殖速度很小，其最大比生污泥停留时间。硝化菌的增殖速度很小，其最大比生长速率为长速率为umax=0.30.5/d(umax=0.30.5/d(温度温度2020，pH8.0pH8.08.4)8.4)。为了维持池内一定。为了维持池内一定量的硝化菌群，污泥停留时间量的硝化菌群，污泥停留时间cc必需大于硝化菌的最小时代时间必需大于硝化菌的最小时代时间c c minmin。在实践运转中，普通应取。在实践运

45、转中，普通应取c 2 c min c 2 c min ，或，或c 2/umaxc 2/umax；(4)(4)溶解氧。氧是生物硝化作用中的电子受体，其浓度太低将不利于硝化反溶解氧。氧是生物硝化作用中的电子受体，其浓度太低将不利于硝化反响的进展。普通在活性污泥法曝气池中进展硝化，溶解氧应坚持在响的进展。普通在活性污泥法曝气池中进展硝化，溶解氧应坚持在2 23mg/L3mg/L以上；以上；5 5 BOD BOD负荷负荷 硝化菌是一类自养型菌，而硝化菌是一类自养型菌，而BODBOD氧化菌是异氧化菌是异养型菌。假设养型菌。假设BOD5BOD5负荷过高，会使生长速率较高的异养型菌迅速繁衍，负荷过高，会使生

46、长速率较高的异养型菌迅速繁衍，从而使自养型的硝化菌得不到优势，结果降低了硝化速率。所以为要充从而使自养型的硝化菌得不到优势，结果降低了硝化速率。所以为要充分进展硝化，分进展硝化， BOD5 BOD5负荷应维持在负荷应维持在0.3kg(BOD5)/kg(SS)od0.3kg(BOD5)/kg(SS)od以下。以下。二生物反硝化二生物反硝化在缺氧条件下，由于兼性脱氮菌反硝化菌的作用，在缺氧条件下，由于兼性脱氮菌反硝化菌的作用，将将NO2 -NNO2 -N和和NO3 -NNO3 -N复原成复原成N2N2的过程，称为反硝化。反硝化的过程，称为反硝化。反硝化过程中的电子供体氢受体是各种各样的有机底物碳过

47、程中的电子供体氢受体是各种各样的有机底物碳源。以甲醛作碳源为例，其反响式为：源。以甲醛作碳源为例，其反响式为： 6 NO3 -+2CH3OH6 NO2 -+2CO2+4H2O 6 NO3 -+2CH3OH6 NO2 -+2CO2+4H2O 6 NO3 -+3CH3OH6 N2 + 3CO2+3H2O+6OH- 6 NO3 -+3CH3OH6 N2 + 3CO2+3H2O+6OH- 由上可见，在生物反硝化过程中，不仅可使由上可见，在生物反硝化过程中，不仅可使NO2 -NNO2 -N和和NO3 -NNO3 -N被复原，而且还可使有机物氧化分解。影响反硝化的被复原，而且还可使有机物氧化分解。影响反硝

48、化的主要要素：主要要素：1 1温度。温度对反硝化的影响比其它废水生物处置过程要温度。温度对反硝化的影响比其它废水生物处置过程要大些。普通，以维持大些。普通，以维持20204040为宜。假设在气温过低的冬季，为宜。假设在气温过低的冬季，可采取添加污泥停留时间、降低负荷等措施，以坚持良好的可采取添加污泥停留时间、降低负荷等措施，以坚持良好的反硝化效果；反硝化效果；2 2pHpH值。反硝化过程的值。反硝化过程的pHpH值控制在值控制在7.07.08.08.0；3 3溶解氧。氧对反硝化脱氮有抑制造用。普通在反硝化反溶解氧。氧对反硝化脱氮有抑制造用。普通在反硝化反响器内溶解氧应控制在响器内溶解氧应控制在

49、0.5mg/L0.5mg/L以下活性污泥法或以下活性污泥法或1mg/L1mg/L以下生物膜法；以下生物膜法；4 4有机碳源。当废水中含足够的有机碳源，有机碳源。当废水中含足够的有机碳源， BOD5/TN35 BOD5/TN35时，可无需外加碳源。当废水所含的碳、氮比低于这个比值，时，可无需外加碳源。当废水所含的碳、氮比低于这个比值，就需另外投加有机碳。外加有机碳多采用甲醇。思索到甲醇就需另外投加有机碳。外加有机碳多采用甲醇。思索到甲醇对溶解氧的额外耗费，甲醇投量普通为的对溶解氧的额外耗费，甲醇投量普通为的3 3倍。倍。一、一、 污泥的分类污泥的分类 污泥根据其来源可分为：污泥根据其来源可分为：

50、1 1初次沉淀污泥初次沉淀污泥 污水一级处置过程中产生的污泥污水一级处置过程中产生的污泥2 2剩余活性污泥和腐殖污泥剩余活性污泥和腐殖污泥 污水二级处置过程中产生的污泥污水二级处置过程中产生的污泥3 3熟污泥或称消化污泥熟污泥或称消化污泥 初次沉淀、二次沉淀和剩余污泥经消化初次沉淀、二次沉淀和剩余污泥经消化处置处置4 4化学污泥化学污泥 化学法处置污水所产生的污泥化学法处置污水所产生的污泥二、测定目的二、测定目的1 1污泥含水率与含固率污泥含水率与含固率当含水率变化时，可近似地用下式计算污泥当含水率变化时，可近似地用下式计算污泥体积：体积：式中式中V1V1，V2V2分别是含水率分别是含水率pw

51、1pw1含固率为含固率为ps1ps1、 pw2 pw2含固率为含固率为ps2ps2时的湿污时的湿污泥的体积。泥的体积。110021002121pwpwpspsVV2 2挥发性固体和灰分挥发性固体和灰分 挥发性固体或称灼烧减重，用挥发性固体或称灼烧减重，用VSSVSS表示是指污泥中在表示是指污泥中在600600的熄灭炉中能被熄的熄灭炉中能被熄灭，并以气体逸出的那部分固体。它通常表灭，并以气体逸出的那部分固体。它通常表示污泥中有机物的量，单位示污泥中有机物的量，单位mg/Lmg/L。 灰分或称灼烧残渣表示污泥中无灰分或称灼烧残渣表示污泥中无机物的含量。机物的含量。3 3可消化程度可消化程度 可消化

52、程度表示污泥中可被消化降解可消化程度表示污泥中可被消化降解的有机物数量。的有机物数量。4湿污泥相对密度 湿污泥相对密度等于湿污泥质量与同体积水的质量之比，其中湿污泥质量等于污泥所含水分质量与干固体质量之和。5污泥中有毒有害物质 如：病菌、病毒、寄生虫卵、重金属等 污泥的含水率很高，普通为96%99.8%，体积很大，添加了对污泥处置、利用及保送的难度，所以必需先进展浓缩。污泥中所含水分可分为以下几种： 颗粒间空隙水约70% 颗粒间毛细管内的水约20% 污泥颗粒吸附水和颗粒内部水约10% 降低污泥含水率的方法： 浓缩法 自然干化法 机械脱水法 枯燥与熄灭法 重力浓缩是污泥浓缩处置中运用最广泛和最简

53、便的一种浓缩方法。优点：运转费用低缺陷：浓缩池体积大，浓缩时间长能够引起污泥腐 化；上清液BOD浓度较高，假设回流到污水 处置系统中，将添加其BOD负荷重力浓缩法的分类 重力浓缩法按照运转方式可分为延续式和间歇式两种。前者常采用沉淀池的方式，普通为竖流式或辐流式，多用于大、中型污水处置厂；后者可建成矩形或圆形，常用于小型污水处置厂。1延续式污泥浓缩2间歇式污泥浓缩池图 气浮浓缩与重力浓缩相反，是依托大量微小气泡附着在污泥颗粒的周围，减小颗粒的比重而强迫上浮并得到浓缩。优点：-气浮法对于浓缩密度接近于水的、疏水的污泥效果尤为显著 -气浮池停留时间较短，容积较小 -由于通入紧缩空气，可进一步满足生化需氧量的要求 ，从而防止污泥腐化发臭和脱氮上浮缺陷：-运转费用较高 -运转管