水污染控制工程污水厌氧生物处理丨

第十七章污水的厌氧生物处理第一节厌氧生物处理的基本原理第二节厌氧生物处理方法第三节厌氧生物处理法的设计第四节厌氧和好氧技术的联合运用第一节厌氧生物处理的基本原理厌氧生物处理的特点

1、优点能耗少、运转费低，适用于高浓度有机废水的处理；污泥产量及营养需求少；产生甲烷，可作潜在能源；可承受较高的有机负荷，并实现HRT与SRT的有效分离。2、缺点运行启动时间长、控制要求高；难以一次性实现达标排放；处理效果受温度的影响大。厌氧生物处理的发展

1、历史沿革问世至今已百余年；经历四个不同发展时期：20世纪20年代前：主要用于生活污水（粪便）处理。如法国的自动净化器（1881年）、英国的化粪池（1895年）和德国的Imhoff池（1905年）；20世纪50年代前：应用于污泥的稳定化处理（普通污泥消化池）；20世纪50年代后：应用于各种高浓度有机（工业）废水处理。20世纪70年代后：开发和应用新型、高效厌氧处理工艺，应用迅速推广。2、工艺类型第一代厌氧反应器工艺（传统型污泥消化池和废水厌氧反应器）：20世纪50~60年代前应用于污泥的稳定化和污水处理处理；时间长、容积大、效率低。HRT=SRT；第二代厌氧反应器工艺（两相及UASB工艺等）：20世纪70年代后应用于污水处理；时间短、容积大大缩小、效能提高。SRT＞HRT（SRT与HRT分离）；第三代厌氧反应器工艺（分相多级工艺等）：20世纪90年代后应用于高浓度有机废水处理；时间更段、容积更小、效能更高。SRT＞＞HRT（SRT与HRT分离、微生物分相、复合流态）。3、应用现状

污泥的厌氧处理面对的是固态有机物，所以称为消化。消化过程液化(酸化)液态污泥的pH迅速下降，转化产物中有机酸是主体气化(甲烷化)产生消化气，主体是CH4两阶段:四阶段:大分子有机物(碳水化合物，蛋白质，脂肪等)水解细菌的胞外酶水解的和溶解的有机物酸化产酸细菌有机酸醇类醛类等H2，CO2乙酸化乙酸细菌乙酸甲烷化甲烷细菌CH4甲烷细菌CH4低温15~25℃，中温30~35℃，高温50~55℃影响厌氧的环境因素温度pH氧化还原电位有毒物质产酸菌：4.5~7.0，产甲烷菌：6.5~8.0，最佳：6.5~7.5碱度：2000mg/l不产甲烷菌：－100~＋100mv产甲烷菌：－350~－400mv甲烷菌专性厌氧，且处理系统中不能含有浓度过高的SO42-，SO32-。污水和泥液中的碱度有缓冲作用，如果有足够的碱度中和有机酸，其pH有可能维持在6.8以上，酸化和甲烷化两大类细菌就可以共存，从而消除分阶段现象。厌氧法与好氧法相比，降解较不彻底，放出的热量少，反应速度低。主要用于污泥的消化、高浓度有机废水和温度较高的有机工业废水的处理。影响甲烷菌生长的因素pH：6.8~7.2温度：35~38ºC、52~55ºC第二节污水的厌氧生物处理方法一、化粪池化粪池例图用于处理来自厕所的粪便废水。曾广泛用于不设污水厂的合流制排水系统。还可用于郊区的别墅式建筑。二、厌氧生物滤池优点：处理能力高；滤池内可以保持很高的微生物浓度；不需另设泥水分离设备，出水SS较低；设备简单、操作方便。缺点：滤料费用较高；滤料易堵塞，尤其是下部，生物膜很厚；堵塞后，没有简单有效的清洗方法。因此，悬浮物高的废水不适用。

特点：1、生物浓度高，有机负荷率较高2、抗冲击负荷能力高3、无需回流，无污泥流失4、升流式SS≤200mg/l

类型：升流式降流式三、厌氧接触法对于悬浮物较高的有机废水，可以采用厌氧接触法，它实际上是厌氧活性污泥法，不需要曝气而需要搅拌、需要脱气。

主要特征：

在厌氧器后设沉淀池，污泥进行回流，使反应器内维持较高的污泥浓度，降低水力停留时间。有关技术措施：1、在反应器与沉淀池之间设脱气器2、在反应器与沉淀池之间设冷却器（35℃-15℃），抑制甲烷菌活动3、投加混凝剂四、上流式厌氧污泥床反应器(UASB)试验结果证明，良好的污泥床，有机负荷率和去除率高，不需要搅拌设备，能适应负荷冲击和温度与pH的变化。上流式厌氧污泥床反应器结构组成：集生物反应与沉淀于一体1、进水配水系统：均匀布水、水利搅拌2、反应区：颗粒污泥区40—80mg/l悬浮污泥区10—30mg/l3、三相分离器：由沉淀区、回流缝、气封组成，将沼气、污泥和废水三相分离4、气室：集气5、废水排出系统

颗粒污泥形成机理颗粒污泥：密实、边缘圆滑的颗粒，直径为0.5—4mm，、反应区：颗粒污泥区和悬浮污泥区形成机理：晶核假说—Lettinga电中和作用—Mahoney胞外多聚物架桥作用—Samson影响杏颗粒母污泥钞形成疤的因涉素1、温拉度：中灭温或高死温2、接旦种污泥翁的数量叫和质量3、碱笨度：7访50—购100筛0mg/桌l4、废水丢性质甚：C/N高5、水厉力负荷侮和有机迫负荷：颗粒污粮泥的类植型颗粒电污泥鞋的类吉型（1）杆烘菌颗诱粒：猾紧密炊球形针颗粒锹，主赏要由繁杆状齿菌、护丝状角菌组毕成；费颗粒响直径1~3猫mm。（2）丝涌菌颗镇粒：步颗粒幻玉大致鸦呈球惭形，室主要卧由松馒散互拍卷的报丝状碑菌组青成，耗丝状摊菌附收着在经惰性遣粒子猛表面县；颗接粒直亲径1~涂5m攀m。（3）球状菌颗耗粒：荡精密老球状旋颗粒血，主顷要由雕甲烷桌八叠慕球菌壤组成胜；颗礼粒直演径0.1谱~1.粮5mm。颗粒污慰泥的形笔成过程UAS个B初次博启动处的操价作原柿则最初的洞污泥负砌荷低于0.树1~对0.诱2k蒙gC辨OD拐cr谦/k羊gM赔LS末S.敏d；在废水洽中原有你和分解求产生的VF遥A有效差分解乒之前芦，不毫应提俭高反掌应器挂负荷垃；反应爆器内旁的环垂境条鄙件应压控制饱在有访利于锦产甲窗烷菌屡繁殖扯之范欠围内盖；接种愿污泥忍量应疑尽可表能多弯，一护般应喷为10功~1括5k丧gV携SS释/m叮3；控制锋一定巴的上云升流读速，是允许胁多余沉（稳雁定差惕）的冻污泥外洗脱劫掉，机而截缝留重去质污痕泥。主要设资计参数表面圣水力歇负荷圆（上梨升流乡丰速u，m/h）；有机暖容积泼负荷胁（OLR，kgC乐ODc猾r/m挠3.d）；反应区窗高度（h）。●形成姑絮凝性苹污泥层晒时：u=0滴.5m缝/h（最大1.趟5m镰/h），里相应任的OLR为5~6诱kg保COD众cr/摄m3.酒d，反应慨区高度熔一般为6m为宜；●完全照为颗粒共污泥床针时：u=0伴.6~就0.9忧m/h（最大1.酸5m增/h），相肯应的OLR为10~耗20红kgC你ODc淹r/m境3.d或以上漫，反应测区高度际一般为3.5贺~6m；表面桶水力豆负荷煎（上珍升流严速u，m/h）重要的少工艺设高计参数慌；决定UA补SB的截切面积陈（A）；与颗渣粒污修泥的啄沉降荷速度腰和进苗水水刃质有兼关。有机社容积梅负荷亲（OLR，kg伸CO舱Dc锹r/栏m3垦.d）有机寻容积扇负荷塞（OL改R，kg初CO压Dc恨r/挖m3易.d）重要工仆艺设计村参数；决定UAS候B的处鄙理效牌能踪蝶；与所需迅达到的恳处理要院求和进活水水质蚕有关。三相经分离袭器的联设计集气罩驼安装角竿度α=坟4翻5°掌~6戴0°；沉淀负区表封面水傍力负画荷≤0.州7m辜3/找m2限.h；水流通药过缝隙省的流速恩≤2.承0m纠/h；集气施室间挡缝隙遥的总妻截面梨积不齐小于四反应泄器截堆面积醒的15%槐~20冒%；集气援室高叠度1.须0~燃1.杂5m；气封交叶叉板重畜叠10季~2券0c后m。布水店系统鱼的设骄计作用：坚均匀布煎水是保雨证处理遍效果的哥重要条缎件；原则：化采用大肺阻力配溉水系统会；方式：肢间歇式盾、脉冲蔑式、连文续式、钉组合式筒；布置摧：多鹊点布肺水，肠每个圆点的踪蝶服务崇面积球为1~逐3m充2。水封灰高度作用：足保证集该气；原则：凡不堵塞循；计算：H=H零1-昌H2=（h1+乖h2）-H蔽2。沼气谨产量绪及其屯成分1m恐ol（16g）哑的和甲烷毒相当老于64险gC礼OD签cr；氧化l.暴0g帮CO蜻Dc较r或BOD5可产生0.介35棍L的CH4；CO棚Dc扫r浓度诸越低没，单篇位重塘量有恨机物至的产扑气率斩越高火。在布实际奋工程犁中，教高浓梁度有滴机废陵水的扬产气计率能烫接近别理论失值，风而低泉浓度乓有机慰废水曲则一殊般低秋于理泳论值尊；稳态束运行蝇时，貌沼气制中的CH4含量蹄和CO2的含验量基阴本稳遇定。暂甲烷鄙的含士量一桌般为65%概~75哭%，二氧良化碳的孟含量为20%略~30欣%。当靠沼气虎中含矛有H2S气体时信，反应俊器将受售到严重丹的抑制棚而使甲暖烷和二扔氧化碳顷的含量跪大大降准低。上流式胁厌氧污临泥床—云滤层反戚应器(UB驳F)UAS闸B+A休FEG速SB反应怨器IC反应饭器五、铺分段失厌氧龄处理披法第一钻段：锡水解故和液肤化有环机物眯为有良机酸驾；缓离冲和婶稀释肃负荷论冲击蚕与有碍害物内质，矿并将惰截留撒难降耐解的随固态暑物质再。第二含段：土保持煌严格枝的厌胃氧条雨件和pH童，以利箩于甲喇烷菌锡的生厦长；机降解班、稳剃定有判机物剩，产醉生含央甲烷着较多狗的消补化气描，并膜截留迁悬浮驳固体诱，以雁改善庄出水衣水质亲。六、厌氧生物转盘厌氧生物转盘与好氧生物转盘大体相同，微生物附着在惰性的介质上，它完全或部分淹没在水中，废水中同时保持一定数量的悬浮物。七、厌氧流化床法厌氧流化床法与好氧流化床法相似，但它是在厌氧条件下，封闭水力循环式的生物滤池反应器。

八、筒厌氧扶折流从板反葱应器鼻（AB桑R）第三夹节互厌债氧生饥物处困理法细的设作计一、流冬程和设肯备的选夕择处理工倒艺的选们择消化苗温度采用跟单级阀或两彻级(段)消竞化内容二、厌辟氧反应守器的设枯计计算依确定洲反应贡器容捉积的厕常用巡寿参数宾是负旨荷率N和消擦化时餐间t，公式明为：产气言量一强般可速按0.蜘4~恨0.管5m3/kg咱(CO捎D)进行估填算。三、膜消化池秘的热量佣计算包括将片废水提蚕高到池借温所需协的热量扫和补偿蔑池壁、申池盖所必散失的票热量。提高旧废水歼温度截所需宰的热季量为Q1：通过杀池壁指、池取盖等碧散失烘的热愁量Q2与池子颜构造和滥材料有填关，可桥用下式液估算：第四节乒厌氧遍和好氧昌技术的蜘联合运东用有些废屿水含有坛很多复稿杂的有慰机物，司对于好给氧生物选处理而晴言是属股于难生吨物降解愉或不能春降解的沫，但这虑些有机棍物往往侄可以通由过厌氧腹菌分解脾为较小失分子的赔有机物币，而那甩些较小竞分子的际有机物皮可以通反过好氧叠菌进一垮步分解茫。采用缺盾氧与好胖氧工艺飘相结合级的流程蹲，可以份达到生要物脱氮剪的目的(A/O法)。厌氧-缺氧-好氧法(A/孤A/谈O法)和缺拒氧-厌氧-好氧法(倒置A/躲A/南O法)，可露以在叛去除BOD和COD的同常时，妄达到慨脱氮伪、除姻磷的常效果挤。习题家和思狡考题试比较害好氧生毅物处理沈与厌氧妹生物处他理共同柿点与不却同点。影响嘱厌氧延生物段处理裁因素危有哪膛些？UA鹅SB反应器葛有哪几过部分组芹成？各己自的主盛要功能锅是什么悲？。试比较效几种厌奴氧处理宫方法的滑优缺点句及适应愧条件计算羽题某工划业废卫水水教量为Q=密50票0m申3/脉d，进氏水CO脾D=月36斤00术0m疼g/饲L。厌氧昂生物处贤理温度网为t=肥28培℃，水力控停留时巾间（HR怀T）为T=寨5天，菊泥龄疮为θC=15倍d，产率关系数为Y=0农.02机1，微