厌氧生物处理第四章ppt课件

1、第四章 废水与污泥的厌氧生物处置工艺废水与污泥的厌氧生物处置第一节 概述v与好氧生物处置工艺一样，废水与污泥的厌氧生物处置工艺也可以分为厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法。两种方法没有根本性的差别，主要差别在于微生物在反响器内的生长形状。v在厌氧活性污泥法处置工艺中，微生物悬浮生长在反响器内的混合液中，外观为絮状污泥。v在厌氧生物膜法处置工艺中，微生物附着生长在人为提供的填料载体外表，外观为膜状覆盖。第一节 概述v长期以来，厌氧生物处置工艺不断以厌氧活性污泥法为主，特别是在处置污泥和含大量悬浮物的污水时，普通均采用厌氧活性污泥法。v厌氧活性污泥法阅历了较长的开展历程，从历史悠久的普通厌氧消化池，衍生

2、出厌氧接触工艺、升流式厌氧污泥床UASB、厌氧挡板式反响器ABR等多种处置工艺。v由于厌氧微生物处于悬浮生长形状，容易随出水带出反响器。因此，在厌氧活性污泥法处置工艺的研讨、设计过程中，把很大的留意力放在了气、液、固三相分别上。所以，三相分别器是厌氧活性污泥法处置工艺的主要工艺特征之一。第一节 概述v在反响器内，充填各种不同类型的供微生物附着生长的填料载体是生物膜法处置工艺的主要工艺特征之一。v厌氧生物膜法的典型处置工艺：v厌氧生物滤池AFv厌氧生物流化床AFBv厌氧膨胀颗粒污泥床AEGSBv厌氧生物转盘ARBC第一节 概述v与传统的厌氧活性污泥法相比，厌氧生物膜法具有很多特点：v由于填料载体

3、的比外表积很大，单位容积反响器中的微生物量增大，容积负荷率比普通消化池高23倍。v污水经过反响器时，液膜与生物膜处于相对运动形状，强化了相间的传质效果，去除效率高。v微生物在反响器内固着生长，不易随水流失，泥龄长，出水悬浮物少，不存在浮渣问题，运转管理方便。v不需设置特别设计的三相分别器，构造简单。v可处置浓度很低的有机污水，适用范围广。v污水中悬浮物含量高，或填料载体选择运用不当时，易堵塞。第二节 普通消化池v消化池的搅拌：v循环搅拌：v水泵循环消化液进展搅拌，为了强化搅拌效果，可在池内设射流器。v循环搅拌设备简单，维修方便。v与池外间接加热结合，在循环管路上设加热套管。v低扬程，大流量。能

4、耗：0.005 kW/m3。v机械搅拌：v池内设搅拌叶轮，由防爆电机、减速器驱动。v密封、防爆要求严厉，加工精度要求高，维修困难。v能耗： 0.0065 kW/m3。第二节 普通消化池v消化池的搅拌：v沼气搅拌：v沼气紧缩机循环沼气进展搅拌，为了强化搅拌效果，可在池内设分散、混流安装。v沼气搅拌效果好，可提高沼气产量。v沼气紧缩机防爆要求严厉，国产设备不过关。v能耗：0.0050.008 kW/m3。v结合搅拌：v循环搅拌与沼气搅拌结合运用，常见搭配方式。v三种搅拌方式同时运用，保证搅拌效果。v能耗高，设备多，维修量大。第二节 普通消化池v消化池的种类：v池体外形：v圆柱型：传统池型。v卵型：

5、新型消化池，设计合理，特点突出，建造困难。v池体容积：v小型：5000 m3。v池顶构造：v固定盖式：普通池型，防止沼气压力过大损坏顶盖。v浮动盖式：沼气压力恒定，水封是关键。第二节 普通消化池v消化池的缺陷：v效率低：v负荷低，水力停留时间HRT长。v池子容积大。v能耗大：v加热。v搅拌。v操作管理复杂：v工艺条件控制要求苛刻。v微生物增殖缓慢。v设备多，隐患大，防火、防爆要求高。第二节 普通消化池v消化池的改良：v两级消化工艺：v根本原理：v主要特点：v两相消化工艺：v根本原理：v主要特点：v厌氧接触工艺：v根本原理：v主要特点：根据中温消化的运转阅历，在消化的前8天，产生的沼气量占全部产

6、气量的80%左右，而普通中温消化的水力停留时间为20天左右，在整个消化过程中，为维持产甲烷细菌所需的适宜温度3335，那么需耗费大量的热能。因此，目前污泥中温消化常按两级消化进展设计，即在消化池总容积不变的前提下，将消化池按容积比例1:1, 2:1, 3:2分为两级。第一级消化池按普通消化池设计，采用加热和搅拌设备。第二级消化池不加热，不搅拌，依托剩余热量继续消化。 第二节 普通消化池v消化池的改良：v两级消化工艺：v根本原理：v主要特点：v两相消化工艺：v根本原理：v主要特点：v厌氧接触工艺：v根本原理：v主要特点：总容积不添加，且第二级消化池被简化，建立费用大幅度降低。第二级消化池不加热，

7、不搅拌，能耗和运转费用大幅度降低。第二级消化池沼气产量低，可不设沼气搜集设备。第二级消化池不搅拌，可兼作污泥后浓缩池。第二节 普通消化池v消化池的改良：v两级消化工艺：v根本原理：v主要特点：v两相消化工艺：v根本原理：v主要特点：v厌氧接触工艺：v根本原理：v主要特点： 如前所述，厌氧消化过程可分为水解发酵、产氢产乙酸和甲烷发酵三个阶段，各阶段的菌种、对环境的要求、分解过程、分解速度及最终产物都不一样，呵斥运转管理方面的诸多不便。近来出现的两相厌氧消化工艺是根据消化机理，将消化过程的第一、第二阶段与第三阶段分别在两个消化池中进展。第二节 普通消化池v消化池的改良：v两级消化工艺：v根本原理：

8、v主要特点：v两相消化工艺：v根本原理：v主要特点：v厌氧接触工艺：v根本原理：v主要特点：厌氧消化分阶段在最正确环境条件下进展，消化速度快，效果好。由于效率提高，水力停留时间缩短第一相约1d，第二相66.5d，消化池总容积可减少一半，建立费用大幅度降低。由于消化池容积小，加热、搅拌等能耗和运转费用大幅度降低。两相环境条件互不干扰，便于运转管理。 第二节 普通消化池v消化池的改良：v两级消化工艺：v根本原理：v主要特点：v两相消化工艺：v根本原理：v主要特点：v厌氧接触工艺：v根本原理：v主要特点： Schroepter(1955)认识到在厌氧处置设备内坚持大量污泥的重要性，他仿照好氧活性污泥

9、法，在消化池后增设沉淀池回收污泥。污泥回流到消化池，使池内污泥量提高，设备处置效率提高，称为厌氧接触工艺。第二节 普通消化池v消化池的改良：v两级消化工艺：v根本原理：v主要特点：v两相消化工艺：v根本原理：v主要特点：v厌氧接触工艺：v根本原理：v主要特点：厌氧接触工艺只是普通消化池的简单改良，易于改造实施。由于消化池内污泥浓度增大，效率提高，水力停留时间缩短，消化池总容积可大幅度减少，建立费用和运转费用相应降低。可以延续运转，操作简便。厌氧污泥沉淀效果差。而且，由于污泥产气过程仍在继续，任务环境较差。 第三节 升流式厌氧污泥床v升流式厌氧污泥床Upflow Anaerobic Sludge

10、 Bed，简称UASB反响器是荷兰农业大学19741978年间研制出来的一种高效厌氧生物反响器。据1993年的报道，国外至少已有300多座消费规模处置安装在运转，其中设备最大容积达15600m3。 第三节 升流式厌氧污泥床vUASB反响器的任务原理v任务原理表示图：v反响区v分别区v反响器运转的三个重要前提：v反响器内构成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥v由产气和进水的均匀分布所构成的良好的自然搅拌作用v设计合理的三相分别器，使沉淀性能良好的污泥可以保管在反响器内 第三节 升流式厌氧污泥床vUASB反响器的任务原理v任务原理表示图：v反响区v分别区v反响器运转的三个重要前提：v反响器内构成沉降

11、性能良好的颗粒污泥或絮状污泥v由产气和进水的均匀分布所构成的良好的自然搅拌作用v设计合理的三相分别器，使沉淀性能良好的污泥可以保管在反响器内 第三节 升流式厌氧污泥床vUASB反响器的主要特点：vUASB产生的剩余颗粒污泥在常温下可保管很长时间而不损失活性，因此，UASB采用剩余污泥接种，可使反响器启动时间缩短到几天之内。v产气的搅拌作用使污泥床不断运动而与废水良好混合， 因此，UASB普通不易构成沟流。v由于没有填料，UASB有更大的空间包容污泥，容积负荷比其它厌氧处置工艺更高。v由于没有填料，UASB在投资和运转本钱上更节省，能耗低，操作维护相对简易。第四节 厌氧生物滤池v厌氧滤池Anae

12、robic Filter，简称AF是世界上最早运用的污水生物处置构筑物之一。1891年，Scott-Moncrieff在英格兰建成了第一座运用石质载体的池子，池子上部是滤层，污水自下而上经过滤层，使污水得到净化。虽然这座池子只供处置10人生活污水，也未冠以厌氧生物滤池之名，但本质上可以称作厌氧生物滤池的初次运用实例。到20世纪60年代，美国的McCarty等人将厌氧生物滤池开展成为第一个高速厌氧反响器，容积负荷可达10-15kgCOD/m3.d。 第四节 厌氧生物滤池v厌氧生物滤池的任务原理v任务原理表示图：v填料v生物固定化技术v反响器运转的主要工艺特征：v填料固定，微生物附着生长，不随水流

13、失，不需回流。v生物相沿填料高度分布，各自有优势菌群生长。v生物浓度高，抗冲击负荷及抗毒物负荷才干强。v填料会呵斥堵塞、沟流问题，且使工艺造价增高。 污水污水处置水处置水沼气沼气填料填料厌氧滤池厌氧滤池第四节 厌氧生物滤池v厌氧生物滤池的任务原理v任务原理表示图：v填料v生物固定化技术v反响器运转的主要工艺特征：v填料固定，微生物附着生长，不随水流失，不需回流。v生物相沿填料高度分布，各自有优势菌群生长。v生物浓度高，抗冲击负荷及抗毒物负荷才干强。v填料会呵斥堵塞、沟流问题，且使工艺造价增高。 第五节 厌氧生物流化床v厌氧流化床反响器Anaerobic Fludized Bed Reactor

14、，简称AFBR是自创流态化技术的一种生物反响安装。它以小粒径载体石英砂、活性炭、沸石、塑料颗粒等，粒径多在0.20.7mm为流化粒料，污水作为流化介质，当污水以升流式经过粒料床体时，污水上升流速使颗粒载体呈流化形状，污水与外表生长厌氧生物膜的颗粒载体不断接触反响，到达厌氧生物反响处置污水的目的。 第五节 厌氧生物流化床v厌氧流化床的主要特点：v流态化可以最大程度使厌氧污泥与污水接触v颗粒与流体相对运动速度高，液膜分散阻力小。此外，颗粒外表生物膜厚度小，传质作用强。因此，生物化学过程进展较快，污水在反响器内的水力停留时间短，处置效率高。v抑制了厌氧生物滤池存在的堵塞和沟流问题。v高容积负荷使反响

15、器体积减小，同时，由于其高度与直径比例大于其它厌氧反响器，因此，厌氧生物流化床占地面积小。 第五节 厌氧生物流化床v厌氧流化床存在的主要问题：v为了实现良好的流态化并使污泥与填料不致从反响器流失，必需使生物膜颗粒坚持均匀的外形、大小和密度，但这在工程上是难以实现的，因此，稳定的流态化液难以保证。v为了获得高的水流速度以保证流态化，流化床需求大量的回流水，导致能耗增大，本钱提高。v流化床设计中的一个重要问题是底部进水的均匀分布，虽然出现了多种布水方式，但在消费规模的设备中，均匀布水是非常困难的。 第六节 水解酸化工艺v水解酸化工艺与厌氧发酵的区别：v水解酸化工艺将厌氧反响控制在水解、酸化阶段，此阶段的微生物主要是水解、产酸菌。在水解阶段，固体物质降解为溶解性物质，大分子物质降解为小分子物质。在产酸阶段，碳水化合物降解为脂肪酸。由于反响交叉进展，速度快，两个阶段难以分开，工程上用作好氧生物处置的预处置。v不需求密闭，不需求三相分别器，不需求加热，便于维护运转。v由于反响控制在酸化阶段，无不良气味产生。v水解酸化工艺反响速度快，池体容积小，造价低。v由于固体物质的降解，污泥的VSS降低，剩余污泥量少。第六节 水解酸化工艺v水解酸化工艺的主要功能：v溶解性有机物比例显著添加；vBOD5/COD比值提高，可生化