《水污染控制技术》课件-8.2厌氧生物处理法工艺类型

厌氧生物处理法任务2污水的厌氧生物处理（1）1工艺分类2普通厌氧消化池3厌氧接触法4厌氧生物转盘5厌氧滤池工艺分类普通厌氧消化池密闭的圆柱形池；废水定期或连续进入池中，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，需要一定的搅拌。（1）构造：普通消化池生活污水的剩余污泥；固体含量很高的有机废水。（2）处理对象高碑店厌氧消化池普通厌氧消化池池内机械搅拌、沼气搅拌、循环消化液搅拌。（3）搅拌方式：高温厌氧消化需要加温，常用加热方式有三种:废水在消化池外先经热交换器预热到规定温度再进入消化池；热蒸汽直接在消化器内加热；在消化池内部安装热交换管。（4）加温方式螺旋桨(机械)搅拌消化池普通厌氧消化池可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液；厌氧消化反应与固液分离在同一个池内实现，结构较简单；缺乏持留或补充厌氧活性污泥的特殊装置，消化器中难以保持大量的微生物细胞；无搅拌的消化器，存在料液的分层现象严重，微生物不能与料液均匀接触。体积较大、温度不均匀，消化效率低。（5）特点循环消化液搅拌式消化池厌氧接触法（1）结构及运行特性由消化池排出的混合液经真空脱气器脱去其中的沼气后，进入沉淀池进行固液分离，将沉淀污泥回流至消化池，形成了厌氧接触法。1厌氧接触法实质上是厌氧活性污泥法，不需要曝气而需要脱气。2厌氧接触法厌氧接触法对悬浮物高的有机废水(如肉类加工废水等)效果很好，悬浮颗粒成为微生物的载体，并且很容易在沉淀池中沉淀。3在混合接触池中，要进行适当搅拌以使污泥保持悬浮状态。搅拌可以用机械方法，也可以用泵循环池水。4厌氧接触法（2）提高固液分离效果的方法由消化池排出的混合液经真空脱气器(真空度为0.005MPa)，将污泥絮体上的气泡除去，改善污泥的沉降性能。将从消化池排出的混合液进行急速冷却。向混合液中投加絮凝剂，使厌氧污泥易凝聚成大颗粒，加速沉降。用超滤器代替沉淀池，以改善固液分离效果。厌氧接触法（3）特点2）消化池的容积负荷较普通消化池高，中温消化时，一般为2-l0kgCOD/m3·d，水力停留时间比普通消化池大大缩短，如常温下，普通消化池为15-30天，而接触法小于10天。1）通过污泥回流，消化池内污泥浓度较高，一般为10-15g/L，耐冲击能力强。3）可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液，不存在堵塞问题；厌氧接触法5）需增加沉淀池、污泥回流和脱气等设备；4)混合液经沉降后，出水水质好，6）混合液难于在沉淀池中进行固液分离。厌氧接触法（4）其他厌氧接触氧化法的形式充填载体的厌氧接触法该法与普通厌氧接触法不同之处在于向消化池中投加惰性载体。如石英砂、无烟煤等，投加载体的目的在于增加消化池的污泥浓度，同时提高污泥的相对密度，以提高沉淀池的固液分离。厌氧接触法（4）其他厌氧接触氧化法的形式投磁粉的厌氧接触法该法是向消化池投加磁粉，也是一种有载体的厌氧接触法。利用载体提高消化池内微生物浓度和改善沉淀池的固液分离效果。不同的是从消化池排出的混合液在进入沉淀池之前经过磁体，在磁场的作用下，使混合液中污泥集聚形成为较大颗粒，以提高沉淀效果。投磁粉的厌氧接触法厌氧生物转盘（1）构造厌氧生物转盘主要靠盘片表面生物膜和悬浮在反应槽中的厌氧活性污泥共同完成，适合于繁殖速度很慢的甲烷菌的生长。主要由盘片、传动轴与驱动装置、反应槽等部分组成。在构造上有以下特点：厌氧生物转盘1）圆盘在反应槽的废水中浸没深度通常采用70％-100％，轴带动圆盘连续旋转，使各级转盘达到混合。2）一般将转盘加盖密封，在转盘上形成气室，以利于沼气的收集和输送。3）相邻的级用隔板分开，以防止废水短流。厌氧滤池（AF）（2）处理对象（3）特点污泥、高浓度有机废水（1）在中温条件下,COD容积负荷5-12kg/m3·d,COD去除率为70-75％,废水中有机氮基本上转化为HN3-N；（2）构造简单、启动快、运行管理方便。厌氧滤池（AF）厌氧滤池又称厌氧固定膜反应器，是60年代末开发的高效厌氧处理装置。（1）构造：厌氧生物滤池1)滤池呈圆柱形，池内装放填料，池底和池顶密封；2)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；厌氧滤池（AF）3)填料可采用拳状石质滤料，如碎石、卵石等，也可使用塑料填料。4)废水从池底进入，从池上部排出，称升流式厌氧滤池。5)废水从池上部进入，以降流的形式流过填料层，从池底部排出，称降流式厌氧滤池。厌氧滤池（AF）升流式厌氧生物滤池进水沼气出水填料布水系统降流式厌氧生物滤池进水沼气出水填料布水系统厌氧滤池（AF）（2）运行特征生物膜厚度约为1-4mm；生物固体浓度沿滤料层高度而有变化。1适合于处理多种类型、浓度的有机废水。2有机负荷为0.2-15kgCOD/m3.d。3当进水浓度过高时，应采用出水回流的措施：①减少碱度的要求；②降低进水COD浓度；③增大进水流量，改善进水分布条件。4厌氧滤池（AF）（3）特点：滤池中的微生物量较高，生物膜停留时间长（100天左右），有机容积负荷高，且耐冲击负荷能力强。1废水与生物膜两相接触面大，有机物去除速度快。2微生物固着生长为主，不易流失，不需污泥回流和搅拌设备；3厌氧滤池（AF）启动或停止运行后再启动时间短；4处理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厌氧滤池（AF）

（2）特点缺点：滤料费用较贵；滤料容易堵塞。优点：处理能力较高；微生物浓度高；不需另设泥水分离设备、出水SS较低；设备简单、操作方便。厌氧生物处理法任务3污水的厌氧生物处理（2）1上流式厌氧污泥床反应器（UASB）2折流板厌氧反应器（ABR）3厌氧流化床4分段厌氧处理法上流式厌氧污泥床(UASB)反应器（1）原理：沼气进水配水系统反应区

三相分离器出水系统出水进水集气罩悬浮污泥区颗粒污泥区污水自下而上通过反应器底部污泥床层，将大部分有机污染物降解为甲烷和二氧化碳，水流和气泡产生搅动，污泥床上形成污泥悬浮层，进一步反应后经过上部三相分离器，分离气、液和污泥。上流式厌氧污泥床(UASB)反应器UASB内没有人工载体，反应器内微生物以自身聚集生长，为颗粒污泥状态存在，因而能达到高生物量和高效高负荷。

1UASB成功的关键是污泥床内厌氧颗粒污泥的形成，其有利于代谢物的交换，特别是有利于种间氢的转移，促进有机物的降解。2颗粒污泥易于与水分离，保证良好的出水水质。3上流式厌氧污泥床(UASB)反应器（2）组成：（1）进水配水系统将废水均匀地分配到整个反应器，并具有进行水力搅拌的功能。这是反应器高效运行的关键之一。(2）反应区其中包括污泥床（颗粒污泥区）和污泥悬浮层，有机物主要在这里被厌氧菌所分解，是反应器的主要部位。上流式厌氧污泥床(UASB)反应器（3）三相分离器将废水均匀地分配到整个反应器，并具有进行水力搅拌的功能。这是反应器高效运行的关键之一。(4）集气罩其中包括污泥床（颗粒污泥区）和污泥悬浮层，有机物主要在这里被厌氧菌所分解，是反应器的主要部位。上流式厌氧污泥床(UASB)反应器（5）出水系统把沉淀区水面处理过的水均匀地加以收集，排出反应器。（6）浮渣清除系统浮渣清除系统的功能是清除沉淀区液面和气室液面的浮渣。如浮渣不多可省略。（7）排泥系统排泥系统的功能是均匀地排除反应区的剩余污泥。上流式厌氧污泥床(UASB)反应器（3）UASB反应器的工艺特征01在反应器的上部设置了气、固、液三相分离器。02在反应器底部设置了均匀布水系统。03反应器内的污泥能形成颗粒污泥：①直径为0.1-0.5cm，湿比重为1.04-1.08。②具有良好的沉降性能和很高的产甲烷活性。③污泥浓度高，污泥龄一般为30天以上。上流式厌氧污泥床(UASB)反应器（3）UASB反应器的工艺特征04水力停留时间大大缩短，具有很高的容积负荷（2-15KgCOD/m3.d）。05适于处理高、中浓度有机工业废水，也可以处理低浓度城市污水；06将生物反应与沉淀分离集中在一个反应器内，结构紧凑。07无需设置填料，节省费用，提高容积利用率。上流式厌氧污泥床(UASB)反应器（4）UASB反应器的型式形状多为圆形或矩形，矩形断面便于三相分离器的设计和施工；常为钢结构或钢筋混凝土结构；一般不加热；多采用保温措施；必须采取防腐措施。主要有两种型式：(1)开敞式UASB反应器①顶部不加密封，或仅加一层不密封的盖板；②多用于处理中低浓度的有机废水；③构造较简单，易于施工安装和维修。开敞式UASB反应器上流式厌氧污泥床(UASB)反应器（4）UASB反应器的型式(2)封闭式UASB反应器①顶部加盖密封;②在液面与池顶之间形成了气室；③适用于处理高浓度的有机废水；④其池顶可以做成浮盖式。封闭式UASB反应器上流式厌氧污泥床(UASB)反应器（5）三相分离器设置气、液、固三相分离器是上流式厌氧污泥床的重要结构特性，它对污泥床的正常运行和获得良好的出水水质起十分重要的作用。一般来说，三相分离器应满足以下条件1)沉淀区斜壁角度的50度，使沉淀在斜底上的污泥不积聚，尽快滑回反应区内。上流式厌氧污泥床(UASB)反应器2)沉淀区的表面负荷应在0.7m3/m2·h以下，混合液进入沉淀区前，通过入流孔道（缝隙）的流速不大于2m/h。3)应防止气泡进入沉淀区影响沉淀。上流式厌氧污泥床(UASB)反应器4)应防止气室产生大量泡沫；并控制好气室的高度，防止浮渣堵塞出气管，保证气室出气管畅通无阻。从实践来看，气室水面上总是有一层浮渣，其厚度与水质有关。因此，在设计气室高度时，应考虑浮渣层的高度。此外还需考虑浮渣的排放。上流式厌氧污泥床(UASB)反应器（6）UASB反应器中的颗粒污泥能形成沉降性能良好、活性高的颗粒污泥是UASB反应器的重要特征；颗粒污泥的形成与成熟，是保证UASB反应器高效稳定运行的前提。形状多种多样，呈卵形、球形、丝状等；平均直径为1mm,一般为0.1~2mm，最大可达3~5mm；颜色多为黑色、灰色、灰白色，其它还有淡黄色、暗绿色、红色等；颗粒污泥的外观：上流式厌氧污泥床(UASB)反应器（7）UASB反应器的工程实例

1）武汉东西湖啤酒厂（流程图）上流式厌氧污泥床(UASB)反应器（7）UASB反应器的工程实例

2）驻马店华中制药厂（实景图）折流板厌氧反应器（ABR）（1）基本原理01在反应器内设置竖向导流板，将反应器分隔成串联的几个反应室；02每个反应室都是一个相对独立的上流式污泥床系统，其中的污泥以颗粒化形式或以絮状形式存在；03水流由导流板引导上下折流前进，逐个通过反应室内的污泥床层，进水中的底物与微生物充分接触而得以降解去除；折流板厌氧反应器（ABR）（1）基本原理04借助水流和气体上升的作用，污泥上下运动，而水平方向流速缓慢，使大量污泥截留在反应室中。具有完全混合和推流的复合型流态。折流板厌氧反应器（ABR）（2）特点良好的水利条件强化了容积利用率、运行稳定性和处理效果。01具有强大的生物固体截留能力（SS），不会造成堵塞。02不同隔室形成良好的微生态系统，前段以水解和产酸菌为主，后端以产甲烷菌为主，行使不同功能。03具有较高的抗冲击负荷能力，对废水中有毒物质具有较强的缓冲适应能力，具有良好的处理效果和稳定运行能力。04折流板厌氧反应器（ABR）（2）特点不需要混合搅拌装置，不需载体。05反应器启动期短。试验表明，接种一个月后，就有颗粒污泥形成，两个月就可以投入稳定运行。06避免了厌氧滤池、厌氧膨胀床和厌氧流化床的堵塞问题。07避免了升流式厌氧污泥床因污泥膨胀而发生污泥流失问题。08缺点是第一个反应室承受的局部负荷较大。09折流板厌氧反应器（ABR）（3）ABR与UASB的比较01两种反应器构造不同；02UASB为完全混合型流态，ABR为复合型流态；04ABR对颗粒污泥的要求不高，而在UASB中是关键；03ABR具有更好的生物截留能力，运行稳定可靠，而UASB则不同；05ABR抗冲击负荷能力较强，在处理相同废水时，表现较优。厌氧流化床（1）原理厌氧流化床工艺是借鉴流态化技术的一种生物反应装置，它以小粒径载体为流化粒料，废水作为流化介质，当废水以升流式通过床体时，与床中附着于载体上的厌氧微生物膜不断接触反应，达到厌氧生物降解目的，产生沼气，于床顶部排出。厌氧流化床（2）特点01载体颗粒细，比表面积大（2000～3000m2/m3左右），使床内具有很高的微生物浓度，有机物容积负荷大，一般为10～40kgCOD/m3·d。02水力停留时间短，具有较强的耐冲击负荷能力，运行稳定。03载体处于流化状态，无床层堵塞现象，对高、中、低浓度废水均表现出较好的效能。厌氧流化床（2）特点04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；05床内生物膜停留时间