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厌氧稻接触头法在混腊合接触多池（衰消化肃池）后设沉淀斤池，将沟沉淀共污泥盏回流苗至消心化池钓，形却成了厌氧凶接触翁法（酬an虚ae向ro相bi刘c电co歪nt果ac令t帝pr棋oc要es室s)。厌氧富接触伙法工刚艺特点12特点通过津污泥猪回流您，保旷持消残化池牵内污批泥浓帐度较捞高，科一般冶为1园0-痛15g/渠L，耐冲悼击能根力强欢；消化动池的忙容积装负荷解较普子通消泄化池笛高，水力暗停留美时间派比普绢通消红化池值大大怎缩短丝式，如常中温下值，普欣通消惰化池掩为1架5-验30棋天，烘而接植触法盟小于求10球天；可以殿直接伍处理惰悬浮音固体幻玉含量稍较高析或颗返粒较芬大的芹料液验，不庆存在骑堵塞梢问题哨；混合银液经飘沉降恢后，麻出水促水质民好，需增批加沉妨淀池叔、污流泥回格流和风脱气欠等设亿备厌氧纳接触际法存凳在混光合液贿难于蜡在沉锣淀池诊中进炊行固侵液分烤离的宅缺点。厌氧求接触别法13上流恢式厌庆氧污把泥床弃反应捡器由反应骂区、沉淀剖区和气室三部前分组际成。上流蒸式厌云氧污宁泥床圈的池区形有固圆形风、方弹形、队矩形凭。小吸型装南置常嗓为圆灶柱形信，底单部呈多锥形驶或圆靠弧形奋。大型扇装置养为便裹于设声置气国、液卵、固晕三相崇分离猪器，稿则一尽般为弄矩形窗，高残度一副般为悼3-斯8m钳，其梨中污撞泥床榴1-漫2m非，污暴泥悬暴浮层贡2-虏4m悲，多贪用钢培结构尤或钢滩筋混高凝土否结构爹，（U休AS箩B厉up专fl麦ow搁a摧na职er扔ob污ic滥s窄lu甜dg罩e虏bl薯an赚ke窃t职re膜ac翼to苏r)14

UASB布置结果示意图布水区反应区三相分离区超高1516需要博全图划ca执d图迈纸1718特点反应够器内肉污泥央浓度市高，一般暂平均样污泥旬浓度滥为3殃0-肢40g/誓L，污泥句床中龟的污偷泥由焰活性奏生物姥量占劣70耗-8各0％肿的高早度发忽展的颗粒哈污泥。有机旬负荷优高，水力卫停留酸时间肾短。中温绣消化棕，CO眨D容积震负荷胜一般浑为1乏0-犁20kg刚C四OD扔/（刃m3·d面）；反应敌器内妙设三钥相分绿离器叫，被沉绒淀区誓分离旅的污祥泥能贩自动纺回流踏到反朽应区浇，一每般无卸污泥金回流赵设备情；无混录合搅煮拌设柜备。投产轧运行厕正常驰后，行利用难本身喜产生喉的沼微气和助进水峡来搅疯动污泥朵床内枕不填联载体，节省盲造价茫及避跨免堵酸塞问歼题。反应傲器内密有短脂流现调象，影响呆处理招能力涛。运行姨启动蛙时间欠长，对水抱质和恳负荷刺突然渴变化较比较救敏感弃。上流雅式厌泊氧污鞭泥床挂反应两器19将水唱解酸勤化过砖程和爽甲烷手化过河程分仁开在丑两个去反应称器内退进行始。第一不段：脖完成质水解泼和液孟化固住态有探机物验为有奖机酸怕；缓援冲和幅稀释曾负荷涉冲击柴与有星害物慢质，汽并截疼留难范降解伞的固肌态物探质。反应临器可晋采用昆简易谋非密努闭装准置、迁在常法温、课较宽卡pH末值范铸围条豆件下巨运行蚁。第二醒段：再保持雷严格呆的厌脂氧条怜件和滑pH剧值，赠以利遣于甲出烷菌抖的生膛长；箱降解户、稳暮定有承机物唉，产俭生含显甲烷才较多榆的消腹化气腔。第二父步反羞应器言则要裕求严场格密丝式封、毫严格糖控制剥温度傻和p匀H值摊范围袜。分段休厌氧布处理晒法20接触职消化粮池-绢上流帽式污荣泥床拨两步塌消化队工艺热交尿换器被废庙水加晴热到零需要忙的温抚度水解在产酸讯反应棍，控封制条舌件之航产生做脂肪搬酸，斤尽量沫不产绿生沼叠气沉降喊分离征，去朱除不特溶性昂有机笼物产甲楼烷阶版段，流使第秒一步锡反应梨产生津的有蒜机酸字生成卧甲烷施和二后氧化翻碳等良最终夏产物21纤维泥填料谊厌氧缝滤池贵和上斗流式习厌氧盏污泥沃床复朋合法僵工艺22两步奴厌氧硬法具淹有如尽下特狗点:（a母）耐临冲击厚负荷剑能力柄强，免运行遣稳定角，避倦免了葵一步无法不围耐高罚有机登酸浓辆度的层缺陷境；（b鼓）两卖阶段割反应绳不在永同一杠反应返器中刑进行棍，互皮相影瞎响小爆，可外更好姿地控龟制工烂艺条龄件；（c减）消蛙化效份率高糕，尤炊其适升于处拖理含侮悬浮钻固体墨多、良难消毛化降显解的行高浓旺度有春机废杰水。（d终）但慨两步近法设倍备较掏多，棋流程朋和操崇作复显杂。23其它孝厌氧携处理页法厌氧荡生物碌转盘贼：构造全与好放氧生园物转厘盘相羞似，不同违之处们在于遗盘片苹大部走分育(7漏0％陶以上赢)或钩全有部浸哲没在鹊废水岂中，挥整个微生物揭转盘重设在袄一个江密闭膊的容哀器内爹。厌氧菜挡板厚反应觉器：从研搅究厌成氧生唇物转猾盘发靠展而麦来的住，生消物转液盘不捆转动必即变点成厌渔氧挡撤板反茅应器堆。同时智，厌敞氧挡统板反逮应器述实质县上是便一系运列升局流式超厌氧炊污泥感床，贸但不歌设三如相分疾离器。24厌氧侵生物垃转盘塔示意锣图特点孙：微生表物浓戚度高勿需黑处理扑水回淋流生物柴膜经爱常保惰持较庄高的晋活性耐冲砖击负狂荷，缴处理泡过程饲稳定臣性强可采凉用多乱级串拳连，稀各级鹅微生替物处牌于最甜佳生尤存条登件运行砌管理卸方便盘片析成本萌较高25厌氧今挡板番反应庄器示班意图特点晋：反应芽器启凝动期中短。床实验歪表明豆接种押一个笨月，括就有博颗粒若污泥著形成由，两炕个月免可稳运定运克行。避免梅厌氧岗滤池泄等堵蜂塞问始题避免蜓UA改SB妹因污田泥膨弹胀而甩发生净污泥母流失贩问题不需原要搅昼拌不需牙要载貌体26第三玻节犬厌氧设法的铸影响盏因素温度绪条件pH值氧化平还原翅电位有机棵负荷厌氧困活性究污泥搅拌李和混句合废水款的营话养比有毒也物质27温度厅对厌赖氧消记化过柳程的糊影响28pH意值产酸捷细菌栋对酸应碱度景不及仙甲烷伏细菌煤敏感歼，其鞭适宜齿的pH值范滑围较柳广，扑在4惨.5赖-8采.0梳之间吸。产甲食烷菌眯要求第环境届介质pH值在教中性呢附近逃，最思适宜pH值为磨7.鸽0-五7.论2，pH硬6.墙6-黑7.启4较为阿适宜喉。在厌仙氧法暑处理呜废水株的应妻用中以，由递于产姓酸和页产甲局烷大遣多在江同一待构筑匆物内范进行移，故虏为了科维持作平衡锻，避肺免过发多的置酸积宰累，习常保永持反百应器叹内的pH值在胀6.津5-特7.务5(寸最好驱在6钻.8娃-7纺.2薪)的熊范围征内。29氧化葛还原互电位恒（OR默P）厌氧购环境咐主要灶以体猴系中纠的氧缠化还赠原电封位反虽映。高温瓣厌氧封消化速系统吓：适宜衣氧化锯还原候电位干为-拿50好0～恳-6骂00汉mV炸；中温舰厌氧床消化醒系统具及浮饼动温桂度厌选氧消鸣化系洗统：氧化岩还原拒电位腾应低妇于-锯30脱0～败-3处80倚mV珠。产酸捐细菌猪：对氧钻化还脑原电伞位的目要求王不甚湿严格撤，甚怕至可悟在+抵10膀0～失-1眉00幻玉mV蛇的兼宜性条渗件下勺生长泰繁殖餐；甲烷皇细菌畏：最适贩宜的赠氧化蠢还原由电位缓为-胶35厦0m竞V或烦更低虹。就大裂多数蛛生活腿污水本的污仇泥及献性质昂相近筐的高催浓度腔有机喝废水环而言雀，只兼要严祖密隔环断于宜空气远的接飘触，舞即可腔保证阅必要溉的值南。30有机燃负荷在厌证氧法钱中，筹有机炮负荷芦通常韵指容村积有迟机负争荷，趴简称容积损负荷，即费消化煤器单鸡位有放效容干积每债天接康受的客有机笨物量（kg劝CO喷D/m3·d胡)。对悬酷浮生侍长工费艺，双也有匹用污泥既负荷表达钩的，没即kgCO茧D/锻(k锹g污泥胁·d)。在污拿泥消蚁化中务，有葬机负勿荷习竿惯上散以投配籍率或进料落率表达丹，即蒸每天老所投尺加的陵湿污作泥体滤积占泉消化何器有赵效容抗积的荡百分烫数。在通歌常的窄情况泄下：厌脱氧消梯化工彩艺处芽理高嘱浓度工业趣废水徒的有符机负聚荷：中温腹为2-能3kg词CO陷D/(谷m3·d谜)，在高划温下垃为4-台6kg挑CO蔽D/(笋m3·d洁)。上流叙式厌晌氧污广泥床浅反应凤器、帽厌氧搭滤池境、厌旦氧流化床枯等新关型厌热氧工袖艺的栏有机赞负荷在中雕温下氏为5哥-1庄5kg驴CO猎D/(鸣m3·d贵)，可高荐达3首0kg阔CO渔D/(荡m3·d质)。31各种夺反应物器要您求的挡污泥方浓度敞不尽跨相同抚，一冰般介治于1拿0～摊30搞gV剧SS卧/L骑之间优。为了那保持日反应逗器的橡生物滥量不嚷致因克流失此而减会少，女可采像用多绳种措纲施：如安桐装三血相分同离器粪、设幼置挂稳膜介仪质、场降低怜水流赤速度胀和回节流污饮泥量占等。污泥杜浓度32搅拌巧和混针合通过馆搅拌惜：消除爸池内窝梯度师，增精加食门料与喊微生烂物之盘间的条接触避免蝇产生洋分层义，促亦进沼菜气分牙离。进料纽奉迅速堪与池雀中原箭有料恒液相源混匀召。搅拌葛程度时与强氏度要厦适当马。搅拌寒的方鞋法：机械复搅拌孔器搅蜡拌法消化撤液循错环搅僚拌法沼气映循环户搅拌诉法等沼气睛循环绳搅拌丸，还关有利帐于使信沼气提中的CO2作为弟产甲辽烷的平底物鲁被细唇菌利多用，勇提高煮甲烷束的产真量33废水银的营遗养比厌氧猜法中捏碳:言氮:灵磷控赤制为盐20超0-苹30汤0:冈5:搁1为封宜。在碳状、氮矛、磷路比例幕中，亦碳氮星比例宫对厌章氧消胶化的逆影响堪更为剥重要毛。研钻究表名明，食合适遭的C/视N为1慈0-快18光:1货。12奏．4躁．8和有毒妹物质有毒耍物质有毒澡物质牛的最趁高容伴许浓酱度与秧处理氏系统允的运链行方以式、情污泥听驯化问程度鸟、废布水特鉴性、影操作特控制猛条件币等因错素有紫关。34第四深节育厌氧莲生物搬处理面法的帽设计厌氧眼生物叙处理弊法的棍设计易包括讨：流程返和设音备的田选择反应涌器和左构筑训物的票构造暂和容息积的畅确定需热隔量的允计算惹和搅而拌设演备的惹设计敲等35厌氧茧法特伯点：优点班：（1盗）应絮用范匪围广好氧重法一恰般只估适用租于中仿、低肃浓度膛有机彻废水锄的处沃理，拳而厌干氧法冲既适厉用于去高浓决度有袭机废畏水，受又适况用于剖中、絮低浓前度有巴机废丙水。有些宪有机社物对低好氧群生物衫处理薄法来亲说是控难降地解的冈，但骑对厌遗氧生茅物处填理是祝可降胆解的，如固壁体有先机物宫、着掩色剂尖蒽醌援和某态些偶具氮染茄料等盈。（2金）能淘耗低好氧苦法需渴要消刃耗大喷量能徒量供六氧，汗曝气递费用烘随着寒有机洗物浓玻度的锐增加音而增狮大，布而厌刊氧法饿不需魔要充事氧，明而且樱产生毯的沼昂气可宏作为滩能源36厌氧片法特陪点：（3留）负宜荷高通常拢好氧向法的杀有机麦容积检负荷遭为2雅-4kg扣BO掘D/(唱m3·d边)，而厌锋氧法收为2策-lO签k兵gC锁OD/(赔m3·d陈)，高的脖可达骂50kg唇CO右D/(两m3·d乏)。（4延）剩余耍污泥歉量少造，且冷其浓饰缩性究、脱唤水性绝良好好氧雷法每往去除lkg被CO裂D将产吵生0旧.4盒-O.阁6境kg生物蔬量，截而厌债氧出联去除lkg竹CO粱D只产推生0蕉.0义2-竖0.l懂kg生物缠量，塘其剩野余污赢泥量篮只有变好氧思法的屈5％犬-2恢0％药。同时理，消适化污伪泥在裙卫生猴学上围和化艺学上种都是牵稳定怀的。麻因此剂，剩喷余污口泥处览理和邪处置恳简单超、运妹行费倚用低拜，甚衡至可嘉作为汽肥料苦、饲察料或联饵料妻利用。（5逢）氮井、磷享营养顽需要煌量较烘少好氧翁法一灰般要选求BO菊D:萄N:缸P为l0颠0:图5:涝1，而厌鹊氧法桂的BO记D:裂N:铁P为l0朝0:渴2.衬5:染0.倚5，37厌氧隙法特赛点：（6航）有蓄杀菌徒作用厌氧储处理腔过程粒有一棒定的像杀菌瓦作用培，可通以杀患死废宏水和郊污泥俗中的禁寄生至虫卵摸、病催毒等失。（7仗）污码泥易何贮存厌氧觉活性劫污泥拐可以厕长期冈贮存筑，厌标氧反稍应器妹可以币季节返性或领间歇掏性运啊转。缺点尊：厌氧劲设备月启动架和处辨理所至需时涝间比黑好氧蛇设备峡长；出水追往往榜达不呼到排东放标懂准，过需要浸进一喊步处驻理，厌氧泼处理劫系统滚操作炊控制奴因素芳较为愁复杂陈。厌氧氏过程泥会产厘生气糖味对狗空气引有污桨染38一、潜流程化和设秆备的良选择包括旷：工没艺和竿设备高的选沈择；赵消化拾温度障等。几种席厌氧您处理奸法的影比较妙：39二、毅厌氧情反应觉器的伴设计反应钟器的惊设计象可以伞在模疲型试降验的与基础躺上，槽按照新所得纹的参础数值斧进行维计算迅，也胶可以腐按照赢类似架废水构的经阿验值客：反应鼓器容确积：对于俱传统扔消化甚法：待消化肠时间愧1－宵5d，负荷她：1幅－3kg监(C势OD伸)/蓬m3.d词，B滤OD5去除淋率5损0％孩－9创0％朵。厌氧伏生物蔑滤池槐或厌舰氧接滔触法奥，消敏化时椅间0浙.5味-3d，负荷厉：3帜－1芦0kg骑(C膝OD秩)/嫌m3.d乞。上流程式厌葵氧污形泥床盘可采粪用更颤高负惩荷。消化部气的遵产气浑量一寺般按偏0.苗4－冷0.村5Nm缺3/讽k槐g(液CO才D)采用策中温促消化，40消化秀池所俗需热喇量包病括：添将废趁水提班高到耽池温掩所需茧热量卸和补霉偿池荷体所啄散失亲的热挠量。三、厉消化度池热崭量的锹计算对于丛一般全钢筋歼混凝索土池暴子，齐外面丙加设掀绝缘讯层，辩f(书值约到为2筐0－相25车KJ圣／h．吴m2·℃贷)。池体致散失爱热量堡：41第四该节厌氧华和好糖氧技费术的换联合货运用茂简介高浓犯度有丹机废顾水用避一种千方法巴很难保处理答到要蜂求的椅水平弄。所粪以需级要用屠厌氧心和好缩慧氧处敌理方协法联需合应晴用才掀能达局到好鸽的效动果。某制胃药厂发废水走的处红理工策艺：42废水初次沉淀娇池换热掩器上流式厌氧污泥床生物香接触骨氧化粮池二次沉淀拨池出水污泥棵回流沼气固净化沼气利用沉渣盲利用某制勒药厂广废水乐处理罗工艺渴流程43采用版厌氧谎与好耽氧工狐艺相悄结合干的工粥艺，欣还可画以达移到生顽物脱纠氮、危脱磷惠的目君的首先们，由版亚硝归酸菌因将氨杰态氮锐转化桶为亚磁硝酸带盐：NH4＋＋O2＋H誓CO3-

NO2-＋H2CO3＋H2O＋亚硝滚酸菌再由份硝酸亏菌将拌亚硝挪酸盐首转化瞧为硝塑酸盐昌：NO2-＋N趴H4+＋H2CO3＋H惧CO3-＋O2

NO3-＋胳H2O＋硝酸群菌44反硝课化即乡丰脱氮的，是耗在缺技氧条毒件下殃，通伴过脱者氮菌退的作码用，辨将亚硝黑酸盐台和硝欧酸盐雅还原侵成氮粒气，该赞反应裙过程疼中，好反硝奴化菌吐需要挤有机沾碳源例（如径甲醇描）作冲电子清供体胆，利垒用NO3-中的摇氧进裤行缺纲氧呼嫩吸，归反应胃过程栋可表东示如愉下：NO3-＋C驾H3OH柜＋H2