水污染控制工程第七章污水的厌氧生物处理

第一节污水厌氧生物处理基本原理一、厌氧消化机理1、基本原理无氧条件下，由兼性菌和专性厌氧菌对有机物进行降解和稳定的过程。2、两阶段理论液化阶段：复杂有机物转化为简单有机物，pH下降，又称酸化阶段；产气阶段：pH回升，产生消化气（主要成分CH4)。第七章污水的厌氧生物处理第一阶段第二阶段第三阶段3、三阶段理论（P275)2、温度中温：35℃～38℃;高温：52℃～55℃。二、厌氧消化影响因素（P276)1、pH值：6.8～7.2,如pH值低可投加碱。3、污泥泥龄ercmc――污泥泥龄（SRT），d；mr――消化池内的总生物量，kg；e――消化池每日排出的生物量，kg；4、搅拌与混合:适度的搅拌与混合对消化有利。5、营养物质:COD：N：P=800：5：16、有毒物质:如重金属离子、H2S、氨等。沼气搅拌消化池.swf7/19/20209:53AM水污染控制工程6螺旋桨搅拌的消化池机械搅拌设备.swf一、化粪池（P277)第二节污水的厌氧生物处理工艺图15-2化粪池的一种构造形式处理粪便污水，出水不能直接排放，常采用地下渗滤系统。浮渣层水层污泥层1、构造：池体、填料二、厌氧生物滤池(P278)2、特点：处理能力高；出水SS低；设备简单，操作方便。易堵塞；填料较贵。出水填料进水消化气图15-3厌氧生物滤池下流式厌氧生物滤池混合接触池图15-4厌氧接触法流程三、厌氧接触法（P279)1、工艺流程厌氧接触法工艺流程.swf实质是厌氧活性污泥法。真空脱气器：脱除混合液中气体。2、特点污泥浓度高，水力停留时间短；耐冲击负荷；出水SS高。3、改进措施：反应器与沉淀池间设脱气器或冷却器；投加混凝剂；用膜过滤代替沉淀池；四、上流式厌氧污泥床反应器（UASB)UASB构造示意图.swf1、构造及工作原理(P280)图15-5上流式厌氧污泥床反应器出水消化气进水悬浮污泥层澄清区污泥层反应器底部是浓度较高污泥层;中部是浓度较低的悬浮污泥层，上部设三相分离器。三相分离器设计参数示意图.swf3、特点:设备简单，污泥浓度高，耐冲击负荷。五、分段厌氧处理法（P281)图15-6厌氧接触法和上流式污泥床串联工艺①厌氧接触池；②沉淀池；③UASB第一段功能：产生有机酸；稀释负荷与有害物质；第二段功能：保持厌氧条件，产生消化气，截留悬浮固体。六、厌氧膨胀床和厌氧流化床（P282)•部分出水回流，提高床内水流的上升速度。•膨胀床：颗粒松动，颗粒间隙增大，但保持互相接触；•流化床：载体颗粒做无规则运动，但不被流体带出。•特点：有机物容积负荷高，停留时间短，不易堵塞；能耗较高;图15-7厌氧膨胀床和流化床消化气载体出水进水循环泵七、厌氧生物转盘厌氧生物转盘特点：耐冲击负荷；不易堵塞；造价高。一、流程和设备的选择包括：处理工艺和设备的选择、消化温度、单级或两级（段）消化。表15-3,P284第三节厌氧生物处理法的设计计算表15-3几种厌氧生物处理系统的比较方法名称工艺特点优点缺点厌氧接触系统由完全混合式消化池及沉淀池组成，中间设脱气装置能处理悬浮物含量很高的废水，负荷率较高，出手悬浮物较少。系统复杂，消化系统有搅拌装置，管理复杂。厌氧生物滤池池内填充粒径为20～50mm的滤料或装置软性滤料，污泥龄很长负荷率较高，能承受冲击负荷，运行稳定，能耗低，出手悬浮物较少。粒状介质易堵塞，不适应处理SS含量很高的废水。上流式厌氧污泥床池内底部为污泥床，其上有一层悬浮污泥层，顶部设三相分离器。负荷率较高，容积小，抗冲击负荷，能力强。如设计不当，污泥会大量消失，池的构造复杂。厌氧膨胀床/流化床池内填充粒径为0.5mm左右的挂膜介质，全部悬浮于上升水流中，废水常需回流负荷率较高，容积小，抗冲击负荷能力强。管理较复杂两段厌氧消化系统由酸发酵池及甲烷发酵池两池组成，两段可采用不同的组合方式。抗冲击负荷能力强，运行稳定，酸化采用较低的温度。两池工作条件不同，运行管理复杂。二、厌氧反应器设计LSQVtQV0或V——反应区容积，m3；Q——设计流量，m3/d；t——消化时间，d；S0——废水有机物浓度，gCOD/L或gBOD5/L；L——反应区的设计负荷，kgCOD/m3.d或kgBOD5/m3.d。1、提高污水温度所需热量Q1：三、消化池热量计算(P285))(121ttCQQQ——污水投加量，m3/h；C——水的比热，4200kJ/m3.℃t2——消化池温度，℃；t1——污水温度，℃2、散热损失Q2)(122ttAKQA——散热面积，m；K——传热系数，kJ/h.m2.℃，t2、t1——分别为消化池内壁温度和外壁温度，℃21QQQ(3)总需热量一、判断题1、厌氧生物处理中，酸化细菌和甲烷化细菌不可能并存。（×）2、从液温看，消化可在中温进行，也可在高温进行。（√）3、甲烷细菌是专性厌氧的，它对温度变化不敏感。（×）4、对于悬浮物较高的有机废水采用厌氧生物滤池效果最好。（×）5、厌氧生物处理法的出水往往达不到标准，一般厌氧处理后串联好氧处理设施。（√）6、在厌氧反应器中，水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段不可能同时进行。（×）7、在生物处理中，碳氮比越高越好。（×）8、搅拌可提高沼气产量和缩短消化时间。（√）习题与思考题：P286书。1、2、3、4