厌氧生物处理

第15章废水的厌氧处理TheAnaerobicProcesses1主要内容第一节：厌氧生物处理的基本原理第二节污水的厌氧生物处理方法第三节厌氧法的影响因素第四节厌氧生物处理法的设计2第一节：厌氧生物处理的基本原理废水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物(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，也称为厌氧消化(anaerobicdigestion)。与好氧过程的根本区别：不以分子态氧作为受氢体，而以化合态氧、碳、硫、氮等作为受氢体。厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，依靠三大主要类群的细菌，即水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用完成。3厌氧过程可分为四阶段：生化阶段ⅠⅡⅢ物态变化液化（水解）酸化（1）酸化（2）气化生化过程大分子不溶态有机物转化为小分子溶解态有机物小分子溶解态有机物转化为（H2+CO2）及A、B两类产物B类产物转化为（H2+CO2）及乙酸等CH4、CO2等菌群发酵细菌产氢产乙酸细菌甲烷细菌发酵工艺甲烷发酵酸发酵——4液化阶段显著特征是液态污泥的pH值迅速下降，不到10d，降到最低值；产物中有机酸是主体，在一个月左右，达到最高值。气化阶段产生消化气，主体是CH4，因此气化阶段常称甲烷化阶段，CO2也相当多，还有微量H2S。5在工程技术上，研究甲烷细菌的通性是重要的，这将有助于打破厌氧生物处理过程分阶段的现象，从而最大限度地缩短处理过程的历时。影响甲烷细菌生长重要环境因素：pH值和温度。PH值应在6．8—7．2，最适温度在35℃一38℃和52℃一55℃各有一个。产乙酸细菌和产甲烷细菌之间严格的共生关系：甲烷细菌是专性厌氧的与产酸菌相比．甲烷茵对温度、pH值、有毒物质等更为敏感。因此有人提出，考虑到这种共生关系，反应器中的剪切力要注意控制，不能在系统内进行连续的剧烈搅拌甲烷菌6第二节污水的厌氧生物处理方法化粪池厌氧生物滤池厌氧接触法上流式厌氧污泥床反应器分段厌氧处理法7化粪池是最早的厌氧生物处理构筑物8厌氧滤池（anaerobicfilter又称厌氧固定膜反应器，是60年代末开发的新型高效厌氧处理装置。滤池呈圆柱形，池内装放填料，池底和池顶密封。厌氧微生物附着于填料的表面生长，当废水通过填料层时，在填料表面的厌氧生物膜作用下，废水中的有机物被降解，并产生沼气，沼气从池顶部排出。厌氧生物滤池进水可采用升流式，也可以采用降流式9厌氧生物滤池厌氧生物滤池的特点：缺点：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。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。改进：出水回流；部分充填载体；采用软性填料。优点：10滤池中的微生物量较高，可承受的有机容积负荷高，COD容积负荷为2-16kgCOD/(m3·d)，且耐冲击负荷能力强；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；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；启动或停止运行后再启动比前述厌氧工艺法时间短。厌氧生物滤池优点11厌氧接触法在混合接触池（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（anaerobiccontactprocess)。厌氧接触法工艺特点12特点通过蓄污泥赠回流价，保所持消仓化池升内污劝泥浓远度较序高，仙一般参为1台0-芳15g/来L，耐冲剧击能艘力强冬；消化约池的葱容积课负荷案较普猫通消够化池目高，水力叙停留眼时间肉比普芒通消际化池愉大大饭缩短碧，如常烈温下裙，普亚通消码化池拢为1施5-德30跨天，轻而接贸触法赚小于恒10离天；可以蓄直接五处理森悬浮藏固体坦含量纵较高冈或颗拼粒较稀大的宫料液咽，不厘存在泽堵塞糖问题颤；混合因液经棍沉降停后，擦出水僻水质复好，需增疗加沉餐淀池犁、污吸泥回唇流和轻脱气滋等设拒备厌氧跨接触朵法存旋在混犁合液蚊难于徒在沉栋淀池连中进间行固碌液分剩离的山缺点。厌氧僵接触厕法13上流墓式厌阳氧污遮泥床骗反应照器由反应叛区、沉淀统区和气室三部飘分组途成。上流司式厌光氧污译泥床危的池混形有纽奉圆形今、方牧形、裳矩形顾。小涝型装险置常愚为圆娘柱形窗，底格部呈巧锥形缠或圆县弧形思。大型逢装置坝为便尚于设榨置气吵、液加、固暑三相吼分离东器，枯则一贝般为类矩形赢，高躬度一错般为罩3-傲8m惩，其皱中污腐泥床罗1-堤2m浙，污萌泥悬沉浮层涛2-怒4m灶，多墓用钢宵结构田或钢毫筋混灰凝土钥结构加，（U蓝AS稀B遣up夺fl跃ow暮a邻na昏er诞ob弃ic吹s皂lu票dg泛e鼠bl埋an经ke愧t择re校ac键to气r)14

UASB布置结果示意图布水区反应区三相分离区超高1516需要奖全图宁ca触d图心纸1718特点反应什器内俗污泥列浓度龄高，一般久平均顽污泥量浓度算为3偿0-除40g/弱L，污泥伏床中党的污述泥由株活性费生物停量占绵70原-8统0％搜的高肠度发洞展的颗粒专污泥。有机眠负荷而高，水力掉停留油时间续短。中温尘消化延，CO飘D容积马负荷飘一般犁为1苏0-筋20kg萄C霉OD絮/（扣m3·d姿）；反应祸器内聋设三聋相分坟离器编，被沉蹈淀区秧分离舅的污旱泥能拒自动阻回流怎到反污应区拿，一丸般无邪污泥逐回流旁设备念；无混穷合搅提拌设耀备。投产四运行更正常秤后，色利用惑本身叫产生准的沼勤气和竹进水盼来搅依动污泥享床内农不填盘载体，节省突造价居及避茫免堵庭塞问街题。反应肌器内贪有短仅流现豆象，影响麻处理锤能力持。运行腐启动还时间胆长，对水闲质和尽负荷如突然企变化筹比较冠敏感志。上流舍式厌蛋氧污顺泥床大反应炮器19将水竿解酸咬化过程程和其甲烷挑化过诵程分励开在希两个涝反应雹器内焦进行泳。第一漆段：脉完成乏水解书和液欢化固伯态有津机物吓为有浑机酸烤；缓舒冲和践稀释唤负荷蚊冲击缎与有势害物蜻质，纪并截纳留难症降解宫的固活态物搏质。反应皱器可健采用咐简易璃非密洪闭装举置、所在常薯温、辞较宽肉pH堡值范难围条胸件下养运行糖。第二故段：币保持田严格犹的厌为氧条雪件和丈pH晚值，答以利划于甲魄烷菌燥的生咏长；敞降解赢、稳异定有坑机物守，产戚生含固甲烷蒙较多插的消户化气修。第二桃步反瞎应器撑则要伶求严会格密肠封、卧严格槐控制咏温度陈和p卵H值肿范围扯。分段江厌氧绍处理戚法20接触逢消化抗池-逆上流炕式污次泥床善两步萝消化议工艺热交些换器被废谨水加诊热到约需要禁的温颗度水解概产酸蛋反应疤，控淋制条就件之刃产生紫脂肪幻玉酸，聪尽量歪不产拜生沼践气沉降头分离添，去违除不肿溶性险有机的物产甲步烷阶松段，窗使第剖一步息反应萍产生晨的有惨机酸旺生成拨甲烷可和二掏氧化党碳等阅最终惹产物21纤维己填料暴厌氧尘滤池番和上妈流式抄厌氧椒污泥封床复锋合法吃工艺22两步筋厌氧弃法具旱有如谢下特灰点:（a仅）耐羡冲击蓄负荷挣能力多强，阅运行逼稳定故，避掉免了筋一步阵法不场耐高寸有机闭酸浓更度的液缺陷胡；（b俩）两优阶段坝反应推不在贵同一恰反应辫器中滑进行隙，互犹相影摧响小问，可正更好煮地控蒸制工挑艺条柴件；（c概）消演化效营率高竟，尤洞其适名于处伞理含棍悬浮吓固体云多、领难消前化降范解的鸟高浓察度有勇机废冬水。（d肝）但表两步苗法设材备较添多，裙流程杰和操豪作复垮杂。23其它慌厌氧仰处理贤法厌氧亡生物蛾转盘召：构造界与好芬氧生贝物转瘦盘相饺似，不同堤之处穴在于黎盘片组大部紧分呀(7奇0％划以上旺)或似全纳部浸赤没在醋废水鉴中，麻整个袋生物挂转盘恭设在先一个桶密闭卸的容柔器内因。厌氧找挡板踏反应殃器：从研诞究厌历氧生谱物转灯盘发耗展而闹来的跨，生质物转完盘不起转动互即变启成厌客氧挡必板反本应器或。同时晋，厌庄氧挡撕板反帝应器蜓实质画上是尾一系揉列升知流式困厌氧赤污泥匠床，笼但不造设三桃相分夺离器。24厌氧左生物快转盘屋示意识图特点司：微生贺物浓展度高勿需塔处理底水回腥流生物催膜经走常保拣持较悔高的哗活性耐冲洒击负富荷，狭处理肾过程内稳定母性强可采炸用多忽级串热连，赖各级弄微生匠物处待于最壳佳生这存条席件运行音管理铲方便盘片膊成本窄较高25厌氧柴挡板愁反应贱器示隆意图特点凶：反应胜器启待动期趁短。尝实验乔表明右接种朋一个竞月，络就有危颗粒率污泥帐形成坛，两茶个月缎可稳驶定运纽奉行。避免算厌氧忍滤池怀等堵载塞问慰题避免炊UA订SB吹因污逼泥膨级胀而焦发生念污泥碑流失悄问题不需道要搅罪拌不需索要载峡体26第三亭节踏厌氧凭法的除影响瞧因素温度独条件pH值氧化僵还原教电位有机骡负荷厌氧鹅活性建污泥搅拌搞和混吓合废水物的营扎养比有毒雕物质27温度腔对厌食氧消孟化过粗程的尿影响28pH喘值产酸挡细菌必对酸讯碱度犬不及衬甲烷屋细菌赵敏感屋，其干适宜孤的pH值范圆围较减广，逮在4苗.5谎-8融.0脚之间重。产甲警烷菌高要求肌环境庄介质pH值在好中性泉附近草，最兔适宜pH值为怠7.坦0-牢7.踏2，pH霸6.锹6-蕉7.果4较为喜适宜全。在厌坡氧法慢处理两废水议的应柿用中缴，由朵于产榨酸和疮产甲迹烷大娃多在鲁同一骑构筑赔物内优进行拳，故支为了灵维持骂平衡沙，避招免过旺多的闷酸积变累，滴常保略持反烧应器输内的pH值在银6.示5-乎7.段5(安最好晌在6庸.8涂-7森.2笋)的立范围浆内。29氧化贼还原睛电位扎（OR寄P）厌氧限环境鸭主要页以体他系中当的氧戴化还澡原电督位反碍映。高温套厌氧侍消化拖系统粘：适宜恐氧化梨还原钢电位狮为-危50申0～彼-6己00论mV视；中温交厌氧昏消化浊系统炼及浮惹动温慕度厌槐氧消盒化系鼠统：氧化禾还原骡电位软应低宇于-抄30滴0～肚-3烤80掀mV椅。产酸件细菌肢：对氧烟化还棵原电倘位的步要求荡不甚格严格绳，甚胁至可蜡在+麻10垮0～付-1音00枝mV贡的兼梢性条舟件下非生长歌繁殖趴；甲烷冒细菌雷：最适乡丰宜的算氧化汤还原俊电位冠为-貌35浙0m达V或狮更低洗。就大徐多数树生活吴污水损的污驶泥及膜性质咐相近秃的高钻浓度心有机械废水溜而言雨，只羡要严写密隔翠断于蜓空气星的接浩触，止即可宇保证逗必要貌的值谱。30有机定负荷在厌物氧法取中，艘有机善负荷胀通常柴指容渣积有缓机负仔荷，伸简称容积宽负荷，即闲消化燥器单穴位有航效容钞积每形天接吐受的雀有机距物量（kg毕CO盟D/m3·d尺)。对悬焰浮生见长工铲艺，眉也有碗用污泥卡负荷表达返的，赞即kgCO兄D/握(k墨g污泥五·d)。在污裹泥消随化中鞭，有窝机负使荷习浓惯上慢以投配步率或进料谊率表达途，即趴每天喉所投宰加的鲜湿污伐泥体押积占杨消化挤器有裳效容帝积的香百分距数。在通育常的匪情况惊下：厌魂氧消剖化工伶艺处蔬理高园浓度工业雷废水债的有匠机负仅荷：中温筒为2-跑3kg葬CO底D/(挽m3·d嫩)，在高扔温下困为4-陈6kg俘CO健D/(忌m3·d湾)。上流公式厌义氧污扒泥床泉反应樱器、亿厌氧术滤池功、厌消氧流化床理等新裁型厌物氧工件艺的辉有机央负荷在中例温下怜为5脏-1道5kg狐CO启D/(伴m3·d纱)，可高模达3赴0kg异CO往D/(纺m3·d抛)。31各种友反应伍器要伐求的你污泥踢浓度真不尽箱相同灰，一材般介础于1钻0～染30粪gV丸SS币/L损之间项。为了迁保持厨反应股器的认生物科量不顾致因赢流失虫而减宰少，爸可采删用多基种措疑施：如安扮装三林相分盟离器北、设只置挂嫩膜介尚质、破降低用水流置速度牛和回逗流污礼泥量猜等。污泥歉浓度32搅拌术和混胡合通过侧搅拌瓶：消除饥池内评梯度或，增眨加食纱料与拉微生翠物之熔间的团接触避免任产生萍分层赔，促爸进沼谱气分猴离。进料屠迅速建与池间中原侵有料留液相胖混匀羊。搅拌心程度晨与强兵度要组适当坐。搅拌架的方夺法：机械旅搅拌民器搅芬拌法消化集液循淘环搅扫拌法沼气博循环硬搅拌棕法等沼气勤循环些搅拌净，还抓有利本于使希沼气蓝中的CO2作为欣产甲齿烷的切底物要被细武菌利后用，是提高针甲烷禁的产垄量33废水跪的营印养比厌氧很法中嘴碳:蕉氮:莲磷控湿制为昌20锐0-描30肚0:世5:毫1为饲宜。在碳哲、氮押、磷振比例禽中，童碳氮崇比例困对厌蒸氧消容化的铃影响太更为者重要史。研骡究表谷明，乓合适梳的C/失N为1展0-带18驻:1毕。12倘．4眨．8馆有毒寻物质有毒迁物质有毒支物质仿的最健高容筛许浓匆度与车处理拨系统逝的运辩行方写式、涉污泥这驯化安程度卖、废煌水特笛性、赴操作煮控制患条件踏等因扇素有智关。34第四蚂节尽厌氧酬生物他处理鬼法的振设计厌氧崖生物炊处理彻法的血设计遇包括怠：流程优和设梨备的滨选择反应蚊器和箩构筑常物的么构造割和容寨积的昂确定需热态量的铃计算及和搅业拌设责备的絮设计嗽等35厌氧和法特铜点：优点伶：（1旅）应帜用范妙围广好氧随法一竖般只害适用卵于中数、低富浓度盆有机午废水惭的处高理，氧而厌桥氧法岩既适厘用于框高浓妇度有挽机废留水，宪又适池用于待中、旋低浓荒度有侄机废您水。有些恐有机习物对罚好氧朱生物窗处理师法来留说是环难降匪解的背，但洪对厌牌氧生另物处幅理是施可降欠解的，如固哑体有丢机物鸽、着联色剂菜蒽醌水和某藏些偶应氮染跪料等滑。（2大）能眨耗低好氧蒸法需毕要消摆耗大侵量能蓝量供题氧，汤曝气辣费用纹随着干有机霞物浓锤度的泰增加羞而增宽大，芳而厌斗氧法祖不需罚要充轻氧，锤而且愚产生败的沼锈气可翠作为恨能源36厌氧约法特墓点：（3刘）负耕荷高通常朗好氧摩法的厌有机嘉容积欢负荷猛为2淋-4kg键BO臭D/(郊m3·d屿)，而厌近氧法添为2蚂-lO感k赌gC宴OD/(奋m3·d链)，高的子可达键50kg致CO肠D/(居m3·d吼)。（4激）剩余工污泥形量少鼻，且悟其浓震缩性甜、脱北水性信良好好氧桶法每吩去除lkg恢CO围D将产马生0喂.4释-O.估6牵kg生物叮量，金而厌丧氧出寇去除lkg厉CO主D只产同生0桂.0奸2-隐0.l释kg生物嫂量，尘其剩根余污钞泥量少只有剑好氧谣法的乱5％霸-2酬0％霞。同时间，消特化污掀泥在把卫生万学上壤和化崇学上领都是样稳定应的。斧因此姥，剩援余污蚁泥处火理和算处置疑简单顿、运群行费熄用低甜，甚班至可亭作为那肥料棕、饲循料或段饵料车利用。（5桥）氮橡、磷例营养爪需要普量较当少好氧肆法一宪般要仇求BO愉D:蛋N:艇P为l0南0:舒5:斤1，而厌油氧法党的BO削D:狡N:耻P为l0盼0:币2.陈5:六0.始5，37厌氧输法特蜻点：（6糟）有挎杀菌舍作用厌氧祖处理律过程院有一砌定的米杀菌放作用问，可须以杀获死废租水和辜污泥地中的永寄生但虫卵木、病捐毒等泡。（7每）污堡泥易嫂贮存厌氧姐活性缝污泥佩可以慎长期兼贮存个，厌按氧反撞应器些可以足季节弓性或克间歇典性运瓣转。缺点俭：厌氧牺设备叮启动盯和处记理所器需时孙间比判好氧糊设备极长；出水克往往逃达不祸到排是放标郊准，蛮需要乞进一谜步处芦理，厌氧忘处理蚊系统扫操作险控制浑因素州较为猴复杂忆。厌氧朱过程积会产遥生气早味对糖空气冷有污赠染38一、谜流程姻和设毯备的朵选择包括笼：工厉艺和银设备挖的选弟择；换消化辽温度若等。几种趟厌氧仁处理蛾法的慎比较丢：39二、答厌氧免反应匪器的什设计反应喝器的鸟设计茂可以洁在模如型试朴验的足基础贡上，抓按照当所得很的参室数值智进行倚计算洁，也巾可以幼按照代类似锣废水猛的经合验值饭：反应馅器容画积：对于柔传统阅消化野法：找消化阻时间愁1－眨5d，负荷陶：1奥－3kg镜(C霞OD惹)/雅m3.d蒙，B府OD5去除躲率5洪0％睬－9都0％惕。厌氧姓生物论滤池刷或厌草氧接腰触法捧，消墨化时竖间0引.5淋-3d，负荷梯：3划－1茧0kg装(C能OD慢)/嘴m3.d庸。上流砍式厌泄氧污刘泥床废可采冲用更若高负佩荷。消化困气的破产气艇量一母般按信0.解4－箭0.迈5Nm长3/猫k汁g(样CO轻D)采用板中温裤消化，40消化牲池所段需热翼量包云括：陕将废疮水提挪高到乓池温巷所需朴热量玻和补度偿池论体所押散失秤的热渗量。三、闪消化辞池热余量的督计算对于事一般召钢筋量混凝追土池差子，搭外面泛加设及绝缘倦层，滴f(仗值约穗为2股0－聋25万KJ秃／h．蓄m2·℃胳)。池体鞭散失阶热量启：41第四用节厌氧奔和好咽氧技笼术的达联合元运用笛简介高浓鲜度有季机废棍水用刻一种匠方法株很难棋处理件到要征求的克水平羞。所吉以需普要用贼厌氧廊和好解氧处义理方层法联越合应箱用才谁能达始到好临的效良果。某制种药厂福废水投的处所理工共艺：42废水初次沉淀且池换热金器上流式厌氧污泥床生物墓接触窄氧化充池二次沉淀运池出水污泥甲回流沼气泻净化沼气利用沉渣鸭利用某制昨药厂闸废水丑处理庙工艺亏流程43采用季厌氧休与好暗氧工糟艺相肃结合锯的工天艺，勉还可铸以达峡到生粘物脱谅氮、桌脱磷蓄的目阿的首先狗，由甘亚硝巨酸菌楼将氨越态氮渐转化挪为亚伐硝酸牲盐：NH4＋＋O2＋H胶CO3-NO2-＋H2CO3＋H2O＋亚硝蜡酸菌再由青硝酸辽菌将肺亚硝谢酸盐跪转化恩为硝欠酸盐扬：NO2-＋N拨H4+＋H2CO3＋H预CO3-＋O2NO3-＋赵H2O＋硝酸看菌44反硝甜化即稀脱氮垂，是蛙在缺震氧条帜件下知，通效过脱责氮菌色的作扣用，盼将亚硝咏酸盐恶和硝供酸盐耳还原激成氮殖气，该尺反应寨过程朽中，瞎反硝暑化菌臭需要牛有机景碳源寇（如愤甲醇拐）作完电子砍供体占，利膝用NO3-中的车氧进旺行缺决氧呼毯吸，亩反应方过程扰可表怎示如物下：NO3-＋C逆H3OH毯＋H2CO3N