废水厌氧生物处理原理与工艺

1、废水厌氧生物处理,厌氧生物处理,废水厌氧处理内容概要,1,厌氧生物处理概述,2,厌氧工艺流程,3,厌氧生物处理反应器,第一节,废水厌氧生物处理概述,厌氧生物处理,1,厌氧生物处理概述,19,世纪末,20,世纪初,废水和粪便处理,反应时间长,出水水质差,1860,年法国人,Mouras,把简易沉淀池改进作为污水污泥处理构筑,物,使,用,1881,年法国杂志将,Mouras,创造的称为自动净化器,Automatic Scasenger,1895,年英国,Donald,设计了,厌氧化粪池,厌氧化粪池的创建，是,厌氧处理工艺发展史上的里程碑。从此，厕所等家庭用生活污,水可通过化粪池得到较好的处理,19

2、03,年英国出现了,Travis,池。废水从一端流入，从另一端流出,两侧沉淀区分离出的污泥，在池中间的中下部分消化，产生的,沼气从中间上部分排出，不会影响两侧的沉淀区,1905,年德国人,Imhoff,对,Travis,池作了改进，设计了,Imhoff,池，又,称,隐化池,我国也称双层沉淀池。这种池型构造把污水的沉淀,与污泥的消化完全分开，彼此不发生干扰。这种装置在本世纪,20,年代被广泛应用与欧美各国,化粪池和双层沉淀池至今在排水工程中仍占有重要地位,厌氧生物处理,中期,被好氧工艺取代,在污泥处理方面有应用,污泥的厌氧消化,普通消化池是这时期的主要反应器,70,年代后,重新发展,环境问题和能

3、源危机,开发了新的厌氧生,物处理反应器,以,UASB,厌氧接触工艺为代表的多种工艺，均实现,高的污泥浓,度高的负荷,得到广泛应用,应用现状,A,废水处理,高浓度和高温度废水,B,污泥处理,和,城市垃圾处理,(C,生物质的资源化,和能源化应用,厌氧生物处理,Water Pollution Control Engineering,厌氧生物处理,1.1,厌氧生物处理的原理,1,复杂有机物的厌氧生物处理,A,水解,在细胞外酶作用下,将大分子有机物水解为小分子溶,解性有机物,如多糖,单糖，脂肪,脂肪酸甘油,蛋白质,氨基酸,小分子进入细胞内,难降解或高分子的有机物水解过程较慢,或,可能成为速率限制,步骤,

4、颗粒有机物的大小,温度,pH,有机物组成成分,氨浓度,水力停留时间等影响水解速率,厌氧生物处理,水解可以部分实现对难生物降解有机物的分解,促进后续处,理过程的生物有效性,故对,难降解废水,可以预置厌氧反应器,Water Pollution Control Engineering,温度,停留时间,d,脂肪,纤维素,蛋白质,15,60,15,60,15,60,15,0,0,0.03,0.018,0.02,0.01,25,0.09,0.03,0.27,0.16,0.03,0.01,35,0.11,0.04,0.62,0.21,0.03,0.01,温度,停留时间对水解速率常数,K,h,的影响,厌氧生物

5、处理,B,酸化,产酸细菌酸化,将溶解性有机物转化为挥发性脂肪,酸和醇为主要产物的过程,主要生成有机酸,甲酸,乙酸,丙酸,丁酸等,醇,乙醇, H,2,CO,2,NH,3,N,2,H,2,S,等,酸化过程速率较快,产物对产甲烷过程影响较大,酸化过程,产物与厌氧的条件,底物种类和微生物组成有关系,主要有,三类,丙酸型,丁酸型和乙醇型,人们常常将不完全厌氧处理过程称为,水解酸化,厌氧生物处理,C,产氢产乙酸,水解酸化产物,主要是,2,个,C,以上的有机酸,不,包括乙酸,在产氢产乙酸细菌作用下生成氢,乙酸和,CO,2,主,要反应,醇和高级脂肪酸反应生成乙酸,CH,3,CH,2,OH + H,2,O,CH

6、,3,COO,H,2H,2,CH,3,CH,2,COO,H,2,O = CH,3,COO,H,HCO,3,3H,2,丁酸,丙酸等转化为乙酸的过程由于标准吉布斯自由能为正,值,只有反应产物,H,和,H,2,的浓度低反应可以进行,Water Pollution Control Engineering,厌氧生物处理,D,产甲烷,主要在两类不同的甲烷细菌下产生,CH,4,是严格厌,氧过程,乙酸脱羧,2CH,3,COOH,2CH,4,2CO,2,氢还原,CO,2,4H,2,CO,2,CH,4,2H,2,O,3H,2,CO,CH,4,H,2,O,2H,2,O,4CO,CH,4,3CO,2,此外还有利用醇还

7、原,CO,2,得到甲烷和有机酸等途径,厌氧生物处理,厌氧生物处理的原理和过程示意,Water Pollution Control Engineering,复,杂,有,机,物,挥,发,酸,醇,CO,2,H,2,乙酸,CH,4,水解,酸化,产氢产乙酸,产甲烷,5,20,简,单,有,机,物,10,13,35,17,30,厌氧生物处理,2,其他厌氧生物处理,A,硫酸盐还原,化能异氧型的,硫酸盐还原细菌,SRB,Sulfate,Reducing,Bacteria,利用废水的有机物作为电子供体,将氧化,态,硫,化,合,物,SO,4,2,SO,3,2,等,还,原,为,低,价,态,硫,化,合,物,HS,H,2

8、,S,S,2,等,的过程,低浓度硫化合物由于存在对,H,2,的利用,对厌氧处理有机物一定,程度是促进的,但较高浓度的硫酸盐会严重抑制有机物的厌,氧生物降解过程,竞争底物对产甲烷菌不利,产生的,H,2,S,对微,生物不利,厌氧生物处理,B,反硝化,硝酸盐氮,NO,3,和亚硝酸盐氮,NO,2,在厌氧或缺氧条件下被还,原为氮气,N,2,的过程,C,光合细菌,光能异养的光合细菌在无氧条件下利用简单有机物进行光合,作用,然后在微氧或有氧条件下进行氧化代谢,光合细菌只,能利用低分子量的有机物,所以需要水解作为前处理过程,Water Pollution Control Engineering,厌氧生物处理,

9、D,厌,氧,氨,氧,化,ANAMMOX,Anaerobic,Ammonium,Oxidation,是指在厌氧条件下,微生物直接以,NH,4,为电子供体，以,NO,3,或,NO,2,为受体,将,NO,3,NO,2,NH,4,转变成,N,2,的生物转化氧化过,程,N,的转化过程并未清楚,厌氧生物处理,1.2,厌氧生物处理的微生物,A,水解酸化菌,细菌、真菌和原生动物,多为专性厌氧菌或,兼性,根据分解有机物的不同,分为纤维素、碳水化合物,蛋白质、脂肪分解菌等,B,产乙酸菌,分,2,类,产氢产乙酸菌,和,同型乙酸菌,厌氧或兼,性菌,产氢产乙酸菌将有机酸转化为氢和乙酸,同型乙酸菌,将,H,2,CO,2,

10、转化为乙酸,或将醇等转化为乙酸,厌氧生物处理,产氢产乙酸菌,将有机酸转化为氢和乙酸,如丙酸转化,为乙酸过程,CH,3,CH,2,COOH +2H,2,O,CH,3,COOH + 3H,2,CO,2,同型乙酸菌,将,H,2,CO,2,转化为乙酸,或将醇等转化为乙,酸,如乙醇转化为乙酸,CH,3,CH,2,OH +H,2,O,CH,3,COOH + 2H,2,Water Pollution Control Engineering,厌氧生物处理,C,产甲烷菌,严格厌氧菌,对环境的条件要求比较苛刻,对,pH,温度,氧,有毒物,质浓度等较敏感,厌氧生物处理,厌氧微生物与好氧微生物参数的比较,细菌类型,世

11、代时间,d,Y,VSS/COD,K,max,gCOD/g,VSS,d,K,s,mmol/L,产酸发酵,0.125,0.14,39.6,未见报道,产氢产乙酸,3.5,0.03,6.6,0.4,产甲烷,用,H,2,0.5,0.07,19.6,0.004,甲烷丝菌,7,0.02,5.0,0.3,甲烷八叠球菌,1.5,0.04,11.6,5.0,活性污泥,0.03,0.40,57.8,0.25,厌氧生物处理,1.3,厌氧生物处理影响因素,甲烷菌增殖速率慢,世代周期长,受环境影响大,对,pH,敏,感,产甲烷菌是废水处理系统控制因素,对废水厌氧生,物处理的主要因素是甲烷菌的影响因素,1,pH,最适宜在,6

12、.8,7.2,由于酸化和产乙酸,系统,pH,容易降低,此外蛋白质降解的氨能够缓冲,系统中酸,碱度,CO,2,氨降解速率达到平衡,厌氧生物处理,2,温度,常温,10,30,中温,35,左右有适宜温度,高温,53,左右,高温对微生物杀灭作用强,温度要求,波动小,温度（C,0,55,50,45,40,35,30,25,1,2,1,3,4,2,5,6,3,7,8,4,0,产,气,量,m,m,d,有,机,物,负,荷,k,g,m,d,消化温度与消化时间的关系,厌氧生物处理,Water Pollution Control Engineering,T,C,60,50,40,30,20,10,0,120,105

13、,90,75,60,45,30,15,消化时间 t（d,图19-3 温度与消化时间的关系曲线,厌氧生物处理,3,污泥龄,要求大,20,30d,厌氧微生物世代时间长,4,营养物质,COD:N:P=800:5:1, BOD: N: P= 100: 2.5,1,左右,与好氧工艺相比对,N,P,等营养物质需求少,5,氧化还原电位,绝对厌氧条件,-0.2V,以下,6,有机负荷,过高,产酸速率大于产甲烷,酸积累,pH,下降,水力负荷大,微生物流失,过低,反应器体积大,运行投资费用大,厌氧生物处理,7,搅拌与混合,需要搅拌措施，不能过度搅拌影响,微生物的生活环境。因为产乙酸和产甲烷菌的严格共,生关系,8,有

14、毒物质,H,2,S,和,NH,3,等，对微生物有毒害作用,NH,3,的毒害作用以,NH,4,形式，与,pH,有关,厌氧生物处理,1. 4,厌氧生物处理工艺特点,负荷高,容积负荷高,运行费用低,可回收,CH,4,好氧法,如普通活性污泥,0.5,普通生物滤池,0.3,生物转盘,1.0,生物接触氧化,2-5,生物流化床,10.0,厌氧法中温,以,COD,计算,UASB, 10-20,高温最高达,40-50,剩余污泥量少,而且比较容易压缩和脱水,性质稳定,如好氧,0.3,0.6kgVSS/kgCOD,厌氧,0.05,0.1,相当于,好氧,1/5,或更少,厌氧生物处理,对高浓度废水能耗,低,低浓度时厌氧

15、,生,物,处,理,能,耗,比,好,氧高,很高浓度废水,厌,氧,处,理,有,剩,余,能,量,营养物质需要少,COD:N:P=500:5:1,左右,好氧法,厌氧法,废水,浓度,能量,厌氧生物处理,应用范围广,可以处理低浓度或高浓度废水,由于厌,氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的一些有机,物进行降解或部分降解,可以处理难降解废水,城市,污水工业废水,可以处理高温废水,目前基本上在污泥处理,高浓度工业废水,难降解废,水应用多,对生物质进行处理,脱氮除磷也涉及,卫生,高温法可以基本杀灭病原微生物,厌氧生物处理,出水水质差,通常需要进一步好氧处理才能达标,微生物增殖速度慢,处理水量宜小,厌氧生物处理的气

16、味较大,对氨氮的去除效果不好,操作控制条件要求较严格,设备结构复杂,厌氧过程中所涉及到,的生化反应过程较为复杂,不同种属间细菌的相互配合或平衡较难控制,厌氧微生物特别是产甲烷细菌对温度,pH,等环境因素非常敏,感,Water Pollution Control Engineering,1. 5,废水厌氧生物处理动力学简介,好氧的动力学方程仍适用,厌氧生化反应动力学方,程,厌氧生物处理,S,K,X,S,dt,dS,s,m,ax,k,X,dt,dS,dt,dX,d,k,Y,S,底物浓度,X,污泥,浓度,Y,厌氧产率系数,k,d,厌氧的内源代谢系,数,第二节,废水厌氧生物处理工艺流程,厌氧生物处理,

17、2,厌氧工艺流程,2.1,两级厌氧,根据厌氧过程,CH,4,产生的规律设计,以节省加温与搅拌消耗的能,量,在厌氧消化过程中,初始阶段产生,CH,4,多,第一级消化池有,加温、搅拌、集气装置,第二级消化池无,节省了能量,2.2,两相厌氧,根据厌氧机理设计,使各消化池具有最佳微生物生长环境,水解,酸化,产氢产乙酸阶段需要环境条件接近,作为第一池,相,把产甲烷阶段作为第二池,相,有加温、搅拌、集气装置,第,二池容积小,所以加温搅拌能耗也少,运行管理较方便等,第三节,废水厌氧生物处理反应器,厌氧生物处理,3,厌氧生物处理反应器,第一代厌氧反应器：第一代厌氧反应器由于无法对水力停留时,间和污泥停留时间分

18、离,造成处理废水的停留时间至少需要,20,30d,因此处理污水效率低,第二代厌氧反应器,50,年代,厌氧接触工艺,60,年代,厌氧滤,池,AF,70,年代,UASB,反应器,标志着厌氧反应器的研究进,入了新的时代,以这些反应器为代表的第二代厌氧反应器的,共同特点,就是实现了,污泥停留时间与水力停留时间相分离,从而提高了反应器内污泥的浓度,厌氧生物处理,第三代厌氧反应器：高效厌氧反应器中不仅要分离污泥停,留,时间和水力停留时间,保持高的污泥浓度,还应使进水与污,泥之间保持充分的接触,但是单纯地改善混合状况有时会出,现污泥的流失,因此为了解决这一问题,20,世纪,90,年代以来国,际上相继开发出了

19、以厌氧膨胀颗粒污泥床,EGSB,内循环式,厌氧反应器,IC,厌氧上流污泥床,过滤器,UBF,和厌氧序批,式间歇反应器,ASBR,等为典型代表的第三代厌氧反应器,厌氧生物反应器也可以根据微生物的生长状态分为,三类,厌氧,活性污泥,悬浮生长污泥,厌氧,生物膜,附着生长污泥,厌氧,污泥层,污泥形成颗粒污泥层,厌氧生物处理,厌氧生物处理,3.1,化粪池,池内分,3,层,上层浮渣,泥,下层为污泥,中间是水,用来处理含粪便的污,水,远离城市的宾馆,等污水,流量很小的,场合,生活污水一般需经过,化粪池处理,Water Pollution Control Engineering,化粪池示意图,厌氧生物处理,3

20、.2,厌氧消化池,主要应用于处理城市污水厂的污泥，也可应用于,处理,固体含量很高,的有机废水；圆柱形或蛋形池,有盖子,保持温度、收集甲烷,维持厌氧环境,需要搅拌和加温,特点：水力停留时间长,容积负荷低,可处理,SS,大的废水甚至有大块物料的废水,结构较简单,固液分离在同池进行,生物量小效率低下,对无,搅拌的反应器存在分层微生物与有机物接触不足,温度不均匀等,厌氧生物处理,1,传统消化池,传统消化池又称为低速消化池，在池内,没有,加热和搅拌装,置，所以有分层现象，一般分为浮渣层、上清液层、活,性层、熟污泥层等，其中只有在活性层中才有有效的厌,氧反应过程在进行，因此在传统消化池中只有部分容积,有效

21、,传统消化池的最大特点就是消化反应速率很低,HRT,很长,一般为,3090,天,厌氧生物处理,传统消化池示意图,厌氧生物处理,2,高速消化池,与传统消化池不同的是，在高速消化池中设,有,加热和,或搅,拌装置，因此缩短了有机物稳定所需的时间，也提高了,沼气产量，在中温,3035,C,条件下，其,HRT,可以为,15,天左右，运行效果稳定,但搅拌使高速消化池内的污泥得不到浓缩，上清液与熟污,泥不易分离,厌氧生物处理,高速消化池示意图,厌氧生物处理,3,两级串联消化池,两级串联，第一级采用高速消化池，第二级则采用不设,搅拌和加热的传统消化池，主要起沉淀浓缩和贮存熟,污泥的作用，并分离和排出上清液；二

22、者的,HRT,的比,值可采用,1 : 11 : 4,一般为,1 : 2,厌氧生物处理,两级串联消化池示意图,厌氧生物处理,3.3,厌氧生物滤池,60,年代末，美国的,Young,和,McCarty,首先开发出厌氧生物滤池,1972,年以后，厌氧生物滤池投入运行，处理的废水的,COD,浓度范围较宽，约在,30085000mg/l,之间，处理效果良好,运行管理方便,与好氧生物滤池相似，厌氧生物滤池是装填有滤料的厌氧生物,反应器，在滤料的表面形成了以生物膜形态生长的微生物群,体，在滤料的空隙中则截留了大量悬浮生长的厌氧微生物,废水通过滤料层向上流动或向下流动时，废水中的有机物被,截留、吸附及分解转化

23、为甲烷和二氧化碳等,厌氧生物处理,特点：由于填料,微生物附着生长,生物量大,生物停留,时间长,耐冲击负荷,与消化池比,强化传质,处理能力高,污泥附着生长,不容易流失,出水,SS,低，无污泥回流和,搅拌,设备简单操作容易方便等,下部容易堵塞,对,SS,高废水,不宜,容易形成短路,考虑废水回流和预处理,厌氧生物处理,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，即分别如下图所示,厌氧生物处理,3.4,厌氧流化床,水底部进,小固体颗粒填料为载体,0.5mm,左右,需要回流使载体膨胀,特点：比表面大,微生物浓度大,几,十克,

24、L,容积负荷大,中温达到,20,40kgCOD/m,3,d,耐冲击负荷运行稳,定,流化能耗大,需要载体,填,料,层,进水,出水,CH,4,厌氧生物处理,3.5,厌氧生物转盘,与好氧生物转盘同,但需要,密闭,盘片全部浸没在,废水中,组成：盘片,反,应槽,密封,转轴,驱动,装置,特点：微生物浓度大、负荷高,不需水回流、污泥回流,耐,冲击负荷,盘片造价高,转动盘片,固定盘片,进水,出水,转轴,CH,4,反应槽,厌氧生物处理,3.6,厌氧挡板反应器,由,厌氧生物转盘发展的,若干,挡板将水隔成升流,降流交,替,相当于很多,UASB,组成,进水浓度大需要回流,特点：类似,UASB,和厌氧生物转盘；污泥浓度

25、大,容积负荷高,既,存在颗粒污泥,又存在生物膜,耐冲击负荷,不容易堵塞,不需载,体,不需搅拌,缺点同厌氧生物转盘,盘片,CH,4,进水,出水,回流,挡板,厌氧生物处理,3.7,厌氧接触法,1,原理,通过在反应器后设置沉淀池,将污泥回流到反应器,以增加污泥浓度,厌氧接触法工艺流程,消化池,废水,脱气,沉淀池,剩余污泥,沼气,回流污泥,厌氧接触法工艺的特点是污泥回流，就使得消化池的,HRT,与,SRT,得以分离，即系统的污泥龄,SRT,即,下式,计算,厌氧细菌生长缓慢，基本可不排放污泥，则,Q,w,0,则,厌氧生物处理,W,w,e,w,c,X,Q,X,Q,Q,VX,e,e,c,X,X,HRT,QX

26、,VX,c,普通高速厌氧消化池，由于其,X,e,X,所以其,c,HRT,因此在中温条件下，为了满足产甲烷菌的生,长繁殖,SRT,要求,2030d,因此高速厌氧消化池的,HRT,为,2030d,厌氧接触工艺，由于,X X,e,所以,HRT SRT,而且,X,越大，则,HRT,可以越短,HRT,可以缩短到几,小时,十几小时,厌氧生物处理,厌氧生物处理,2,厌氧接触工艺本质,属于,厌氧活性污泥工艺,污泥悬浮生长,沉淀池泥水分离困难,解决方法：真空脱气,使气泡破裂,热交换急冷却，以,抑制产气过程,絮凝沉淀,采用膜滤,浮选,厌氧生物处理,3,厌氧接触工艺特点,污泥浓度高，过高易造成污泥膨胀,类似好氧活性

27、污泥,容积负荷较高,处理能力强,适合处理高,SS,废水,无堵塞问题,增加了回流、沉淀、脱气等设备,且脱气困难,抗冲击负,荷能力,不强,厌氧生物处理,3.8,升流式厌氧污泥床,UASB,Upflow Anaerobic Sludge,Blanket,1) UASB,工艺原理,生物反应与沉淀一体,反应器同时具有,沉淀功能,进水从下向上通过反应器,底部存在污泥浓度很高,活性很高的污泥层,颗粒污泥层；上为悬浮污泥层,两污泥层,为反应区,三相分离器：气液固分离,形成颗粒污泥是,UASB,工艺的关键,关于颗粒污泥的形成机理,厌氧生物处理,2,UASB,反应器,结构,进水分配系统,配水均匀,反应区,颗粒和悬

28、浮污泥,三相分离,作用等于沉淀池,收集气体,配,水,系,统,污,泥,处理,水,沼,气,三相分离器,出水堰,水,沼气,污泥,颗粒污泥区,悬浮污泥区,图19-12 升流式厌氧污泥床,1,进水配水系统,功能,废水均匀地分配到反应器底部,水力,搅拌,2,反应区,分为污泥床区和污泥悬浮区,污泥床区集中了高活性,的颗粒污泥,污泥悬浮区是絮状污泥集中的区域,3,三相分离器,功能,将气,固,液分开,保证出水水质,维持反,应器内污泥量,有利于污泥颗粒化,厌氧生物处理,UASB,反应器外观,厌氧生物处理,UASB,反应器收集沼气警示牌,厌氧生物处理,UASB,反应器沼气收集管,厌氧生物处理,沼气,UASB,反应器

29、中间沉淀池表面有大量的沼气释放,厌氧生物处理,厌氧生物处理,3). UASB,工艺特点,底部污泥浓度大,水力停留时间短,接近好氧,容积负荷高,底部污泥以颗粒存在,最大比重达,1.041.08,污泥颗粒化后使,反应器对不利条件的抗性增强,所以耐冲击负荷,颗粒污泥的相对密度比人工载体小,在一定的水力负荷下,可,以靠反应器内产生的气体来混合,可省去搅拌和回流污泥所需,的设备和能耗,厌氧生物处理,沉降良好的颗粒污泥避免了附设沉淀分离装置,辅助脱气装,置和回流污泥设备,简化了工艺,节约了投资和运行费用,容积利用率高,无堵塞问题；处理效果好,需要分离器,如果污泥膨胀则污泥流失,启动时间长,对水质要求,(

30、SS,不能太高,排泥少,形成污泥密,度低,对,N, P,去除效果差,操作管理要求高,厌氧生物处理,4) UASB,反应器中的,颗粒,污泥,颗粒污泥和悬浮污泥,反应器底部是颗粒污泥,污泥浓度大,反应器中部是悬浮污泥,污泥浓度较大,UASB,反,应器内污,泥浓度特,征,A,水力负,荷低,B,水力负,荷高,0,1,2,3,4,5,0,20,40,60,80,100,污泥浓度,g/L,反,应,器,高,度,m,0,1,2,3,4,5,0,20,40,60,80,100,污泥浓度,g/L,反,应,器,高,度,m,厌氧生物处理,A,B,颗粒污泥的性质,能在反应器内形成沉降性能良好、活性高的颗粒,污泥是,UA

31、SB,反应器的重要特征，颗粒污泥的,形成与成熟，也是保证,UASB,反应器高效稳定,运行的前提,1,颗粒污泥的外观,2,颗粒污泥的组成,3,颗粒污泥的培养驯化,厌氧生物处理,颗,粒,污,泥,厌氧生物处理,颗粒污泥层的形成与培养,反应器启动,1,最初的污泥负荷应低于,0.1,0.2kgCOD/(kgSS,d,2,废水中原来存在和产生出来的各种挥发酸未能有效地,分解之前，不应增加反应器负荷,3,反应器内的环境条件应控制在有利于厌氧细菌繁殖的,范围内,4,种泥量应尽可能多，一般应为,10,15kgVSS/m,3,5,控制一定的上升流速，允许多余的污泥冲洗出来，截,留住重质污泥,厌氧生物处理,形成颗粒

32、污泥层的过程,第一阶段：启动与提高污泥活性阶段；有机负荷,1kgCOD,m,3,d,，时间约,1,1.5,个月,第二阶段：形成颗粒污泥阶段；有机负荷选择,1,3kgCOD,m,3,d,，颗粒逐渐成长为直径,1,3mm,左右,的颗粒污泥，此阶段,1,1.5,月,第三阶段：逐渐形成颗粒污泥层阶段。反应器的有机负,荷大于,3,5kgCOD,m,3,d,，随着负荷的提高，反应器,的污泥总量逐渐增加，污泥层逐渐提高，颗粒污泥层需,要,3,4,个月,厌氧生物处理,颗粒污泥性质,1,颗粒污泥的物理性质,1,形状不规则，一般呈球形或椭球形，直径,0.1,2mm,左右，最,大可达,3,5mm,2,颜色呈灰黑色或

33、褐黑色,3,相对密度一,般为,1.01,1.05,左右,4,污泥指数,SVI,与颗粒大小有关，颗,粒污泥一般为,10mL/gSS,5,颗粒污泥在反应器中的沉降速率,一般为,0.3,0.8m/h,2,颗粒污泥的成分,含有微生物及分泌物外。一般都含有惰性物质，还含有金属离,子。成熟的颗粒污泥,VSS/SS,一般为,70,80,根据废水,性质可在,30,90,厌氧生物处理,5) UASB,反应器中的结构设计,UASB,反应器在一定程度上还属于较新的废水处理工艺技,术，在实际应用过程中还存在着许多不确定因素，因此,还没有形成完善的工程设计的计算方法,UASB,反应器设计需要考虑的主要因素为,1,废水组

34、成成分和固体含量,2,有机容积负荷,3,上升,流速,4,三相分离系统,5,布水系统和水封高度等物理,特性,厌氧生物处理,废水性质,废水溶解性,COD,越高,负荷可以越大,进水,SS,不宜高于,6g/L,上升流速,上升流速相当于表面水力负荷,m,3,m,2,d,考虑污泥的沉降性能,废水性质,上升流速,m/h,反应器高度,m,sCOD,近,100,1.5,6-10,部分,sCOD,1.0,3-7,城市污水,0.9,3-5,有效容积及主要构造尺寸的确定,UASB,反应器的有效容积，一般将沉淀区和反应区的总容积,作为反应器的有效容积进行考虑，多采用进水容积负荷,法确定，即,式中,Q,废水流量,m,3,

35、d,S,i,进水有机物浓度,mgCOD/l,L,v,COD,容积负荷,kgCOD/m,3,d,厌氧生物处理,v,i,L,S,Q,V,UASB,反应器的容积负荷与反应温度、废水性质和浓度以及,是否能够在反应器内形成颗粒污泥等多种因素有关，在不同,的反应温度下的进水容积负荷的选择可参考如下数据,厌氧生物处理,温度,设计容积负荷,kgCOD/m,3,d,高温,5565,2030,中温,3538,1020,常温,2025,510,低温,15,25,厌氧生物处理,三相分离器的结构,气、固、液分离器又称三相分离器，由沉淀区、集气室,或称,集气罩,和气封组成，其功能是把气体,沼气,固体,微生物,和液体分离,气体被分离后进入集气室,罩,然后，固液混合液在沉淀区,进行固液分离，下沉的固体藉重力由回流缝返回反应区,厌氧生物处理,三相分离器的结构设计示意图,厌氧生物处理,三相分离器的设计应考虑以下几方面的因素,1,沉淀器底部倾角应较大，可选择,45,60,2,沉淀器内最大截面的表面水力负荷应保持在,u,s,0.7m,3,m,2,d,以下，水流通过液固分离孔隙的平均流速应保持在,u,0,2m,3,m,2,d,以下,3,气体收集器间缝隙的截面面积不小于总面积的,15,20,4,对于高为,57m,的反应器，气体收集器的高度应为,1.52m,5)b,100200mm,6,控制气室,的水面高