水污染控制工程-第七章

污水的厌氧生物处理第七章基本内容厌氧生物处理的原理1影响厌氧生物处理的主要因素2厌氧生物处理的特征3厌氧生物处理反应器4水污染控制工程一厌氧生物处理的原理厌氧生物处理法又称“厌氧消化”，是废水生物处理法的一种。利用厌氧微生物以降解废水中的有机污染物，使废水净化的方法。传统上，污泥在脱水作最后处置前进行厌氧处理，称污泥消化，“消化”也常作为厌氧处理的简称。早期的厌氧处理研究都针对污泥消化，即在无氧的条件下，由兼性厌氧细菌及专性厌氧细菌降解有机物使污泥中的有机物分解，最后产生甲烷和二氧化碳等气体。水污染控制工程两阶段理论：•在30~60年代，被普遍接受的是“两阶段理论”。•固态有机物先是液化，称液化阶段；•接着降解产物气化，称气化阶段。三阶段理论•第一阶段为水解发酵阶段•第二阶段为产氢产乙酸阶段•第三阶段为产甲烷阶段水污染控制工程复杂有机物有机酸和醇类H2/CO2乙酸甲烷第一阶段水解与发酵第二阶段产氢产乙酸第三阶段产甲烷三阶段厌氧消化过程示意图水污染控制工程六种因素温度有毒物质F/M比营养要求氧化还原电位pH值和碱度二影响厌氧生物处理的主要因素常见的抑制性物质有：硫化物、氨氮、重金属离子等水污染控制工程三厌氧生物处理的特征主要优点（1）能耗大大降低，而且还可以回收生物能（沼气）（2）污泥产量很低。（3）可以提高废水的可生化性，提高后续好氧处理工艺的处理效果。主要缺点（1）所涉及到的生化反应过程较为复杂（2）对温度、pH等环境因素非常敏感（3）出水水质仍通常较差（4）厌氧生物处理的气味较大（5）对氨氮的去除效果不好水污染控制工程四厌氧生物处理反应器（一）厌氧消化池1传统消化池：传统消化池示意图2高速消化池两级串联消化池示意图水污染控制工程（二）厌氧生物滤池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形式，厌氧生物滤池水污染控制工程厌氧生物滤池具有以下特点：厌氧生物滤池中的厌氧生物膜的厚度约为1~4mm；与好氧生物滤池一样，其生物固体浓度沿滤料层高度而有变化；降流式较升流式厌氧生物滤池中的生物固体浓度的分布更均匀；厌氧生物滤池适合于处理多种类型、浓度的有机废水，其有机负荷为0.2~16kgCOD/m3•d；当进水COD浓度过高(8000或12000mg/l)时，应采用出水回流的措施：减少碱度的要求；降低进水COD浓度；增大进水流量，改善进水分布条件。水污染控制工程（三）厌氧接触法厌氧接触法的流程①混合接触池（消化池）②沉淀池③真空脱气器水污染控制工程（四）上（升）流式厌氧污泥床反应器UASB反应器构造原理废水自下而上地通过厌氧污泥床反应器。在反应器的底部有一个高浓度（可达60-80g/L）、高活性的污泥床，大部分的有机物在这里被转化为CH4和CO2。由于气态产物（消化气）的搅动和气泡粘附污泥，在污泥床之上形成一个污泥悬浮层。水污染控制工程三相分离器的基本构造反应器的上部设有三相分离器，完成气、液、固三相上流式厌氧污泥床反应器的分离。被分离的消化气从上部导出，被分离的污泥则自动滑落到悬浮污泥层。出水则从澄清区流出。水污染控制工程UASB反应器的特点：①UASB反应器结构紧凑，无需搅拌和回流设备，占地少，造价低，运行管理方便；②UASB反应器内形成颗粒化污泥；反应器内平均污泥浓度30～40g/L，底部60～80g/L，颗粒粒径一般为1～2mm，相对密度为1.04～1.08；③形成颗粒污泥，容积负荷高；④处理高浓度有机废水，沼气产量大，有经济效益，降低成本；采用封闭式UASB反应器，低浓度的可采用敞开式UASB反应器；⑤厌氧分解，污泥产生量少，间歇运行不影响系统的处理能力；⑥运行控制困难，若控制不好，污泥会大量或全部流失。水污染控制工程（五）厌氧膨胀床和厌氧流化床厌氧膨胀床和流化床如图7-9所示，在厌氧反应器内添加固体颗粒载体，常用的有石英砂、无烟煤、活性炭、陶粒和沸石等，粒径一般为0.2~1mm。一般需要采用出水回流的方法使载体颗粒在反应器内膨胀或形成流化状态；一般将床体内载体略有松动，载体间空隙增加但仍保持互相接触的反应器称为膨胀床反应器；将上升流速增大到可以使载体在床体内自由运动而互不接触的反应器称为流化床反应器。水污染控制工程（六）分段厌氧处理法厌氧接触法和上流式厌氧污泥床串联的二级厌氧处理法①混合接触池②沉淀池③上流式厌氧污泥床反应器水污染控制工程水污染控制工程（七）厌氧内循环反应器厌氧内循环反应器构造原理图1-进水；2-第一反应室；3-集气罩；4-沼气提升管；5-气液分离器；6-沼气排出管；7-回流管；8-第二反应室；9-集气罩；9-集气管；10-沉淀区出水管；11-气封（八）厌氧折流板反应器厌氧折流板反应器构造示意图从上图可以看出，由于反应器中使用了一系列垂直安装的导流板（或导流墙），将反应器分隔成几个串联的反应室（图中为5个），每个反应室又由左右两个体积不等的区域组成，所以每个反应室都可以看作一个相对独立的上流式污泥床系统（USB）。水污染控制工程水污染控制工程虽然在构造上ABR可以看作是多个UASB的简单串联，但在工艺上与单个UASB有着显著的不同，ABR更接近于推流式工艺。ABR优点（1）当废水的BOD5/COD较低，废水的可生化性较差时，经ABR处理可获得明显的水解酸化作用，能有效提高BOD5/COD，改善废水的可生化性；（2）在ABR内可形成性能良好的颗粒污泥，大大提高了ABR对水力冲击负荷的抵抗能力；（3）具有较强的耐浓度冲击能力和对毒物冲击适应能力，表现出良好的运行稳定性；（4）构造简单、能耗低、投资省ABR缺点（1）为了保证一定的水流和产气上升速度，ABR反应器不能太深；（2）进水如何均匀分布是一个问题；（3）③与单级UASB反应器相比，ABR反应器的第一格不得不承受远大于平均负荷的局部负荷，这可能导致处理效率的下降。在ABR的第一室往往是厌氧过程的产酸阶段PH值易于下降，需采取出水回流措施缓解pH值的下降程度。