1、1廢水的厭氧處理The Anaerobic Processes2主要內(nèi)容主要內(nèi)容 第一節(jié)：厭氧生物處理的基本原理 第二節(jié) 污水的厭氧生物處理方法 第三節(jié) 厭氧法的影響因素 第四節(jié) 厭氧生物處理法的設(shè)計(jì)3第一節(jié)：厭氧生物處理的基本原理廢水厭氧生物處理廢水厭氧生物處理是是指在無(wú)分子氧條件下通過指在無(wú)分子氧條件下通過厭氧微生物厭氧微生物 ( (包括兼氧微生物）的作用，將廢包括兼氧微生物）的作用，將廢水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程，也稱為化碳等物質(zhì)的過程，也稱為厭氧消化厭氧消化(anaerobic digestion) (anaerob

2、ic digestion) 。與好氧過程的根本區(qū)別：不以分子態(tài)氧作為受與好氧過程的根本區(qū)別：不以分子態(tài)氧作為受氫體，而以化合態(tài)氫體，而以化合態(tài)氧、碳、硫、氮氧、碳、硫、氮等作為受氫等作為受氫體。體。厭氧生物處理是一個(gè)復(fù)雜的微生物化學(xué)過程，厭氧生物處理是一個(gè)復(fù)雜的微生物化學(xué)過程，依靠三大主要類群的細(xì)菌，即依靠三大主要類群的細(xì)菌，即水解產(chǎn)酸細(xì)菌水解產(chǎn)酸細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌和和產(chǎn)甲烷細(xì)菌產(chǎn)甲烷細(xì)菌的聯(lián)合作用完成的聯(lián)合作用完成。4厭氧過程可分為四階段：生化階段生化階段 物態(tài)變化物態(tài)變化液化（水解）液化（水解）酸化（酸化（1）酸化（酸化（2）氣氣 化化生化過程生化過程大分子不溶態(tài)大分子不溶

3、態(tài)有機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子溶解態(tài)小分子溶解態(tài)有機(jī)物有機(jī)物小分子溶解態(tài)小分子溶解態(tài)有機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物轉(zhuǎn)化為（H2+CO2）及）及A、B兩類產(chǎn)物兩類產(chǎn)物B類產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為類產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為（H2+CO2）及）及乙酸等乙酸等CH4、CO2等等菌菌 群群發(fā)酵細(xì)菌發(fā)酵細(xì)菌產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌甲烷細(xì)菌甲烷細(xì)菌發(fā)酵工發(fā)酵工藝藝甲烷發(fā)甲烷發(fā)酵酵酸酸 發(fā)發(fā) 酵酵5q液化階段 顯著特征是液態(tài)污泥的pH值迅速下降，不到10d，降到最低值； 產(chǎn)物中有機(jī)酸是主體，在一個(gè)月左右，達(dá)到最高值。q氣化階段 產(chǎn)生消化氣，主體是CH4，因此氣化階段常稱甲烷化階段，CO2也相當(dāng)多，還有微量H2S。6 在工程技術(shù)上，研究甲烷細(xì)菌

4、的通性是重要的，這將在工程技術(shù)上，研究甲烷細(xì)菌的通性是重要的，這將有助于打破厭氧生物處理過程分階段的現(xiàn)象，從而最有助于打破厭氧生物處理過程分階段的現(xiàn)象，從而最大限度地縮短處理過程的歷時(shí)。大限度地縮短處理過程的歷時(shí)。 影響甲烷細(xì)菌生長(zhǎng)重要環(huán)境因素：影響甲烷細(xì)菌生長(zhǎng)重要環(huán)境因素：pH值和溫度。值和溫度。 PH值應(yīng)在值應(yīng)在6872，最適溫度在，最適溫度在35一一38和和52一一55各有一個(gè)。各有一個(gè)。 產(chǎn)乙酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌之間嚴(yán)格的共生關(guān)系：產(chǎn)乙酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌之間嚴(yán)格的共生關(guān)系： 甲烷細(xì)菌是專性厭氧的甲烷細(xì)菌是專性厭氧的 與產(chǎn)酸菌相比甲烷茵對(duì)溫度、與產(chǎn)酸菌相比甲烷茵對(duì)溫度、pH值、有毒物質(zhì)等更

5、值、有毒物質(zhì)等更為敏感。為敏感。因此有人提出，考因此有人提出，考慮到這種共生關(guān)系，慮到這種共生關(guān)系，反應(yīng)器中的剪切力反應(yīng)器中的剪切力要注意控制，不能要注意控制，不能在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行連續(xù)在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行連續(xù)的劇烈攪拌的劇烈攪拌甲 烷 菌7第二節(jié) 污水的厭氧生物處理方法q化糞池化糞池q厭氧生物濾池厭氧生物濾池q厭氧接觸法厭氧接觸法q上流式厭氧污泥床反應(yīng)器上流式厭氧污泥床反應(yīng)器q分段厭氧處理法分段厭氧處理法8化糞池化糞池 是最早的厭氧生物處理構(gòu)筑物 厭氧濾池（厭氧濾池（anaerobic filteranaerobic filter又稱又稱厭氧固定膜厭氧固定膜反應(yīng)器反應(yīng)器，是，是6060年代末開發(fā)的新型高效

6、厭氧處理年代末開發(fā)的新型高效厭氧處理裝置。裝置。 濾池呈圓柱形，池內(nèi)裝放填料，池底和池頂密濾池呈圓柱形，池內(nèi)裝放填料，池底和池頂密封。封。 厭氧微生物附著于填料的表面生長(zhǎng)，當(dāng)廢水通厭氧微生物附著于填料的表面生長(zhǎng)，當(dāng)廢水通過填料層時(shí)，在填料表面的厭氧生物膜作用下，過填料層時(shí)，在填料表面的厭氧生物膜作用下，廢水中的有機(jī)物被降解，并產(chǎn)生沼氣，沼氣從廢水中的有機(jī)物被降解，并產(chǎn)生沼氣，沼氣從池頂部排出。池頂部排出。厭氧生物濾池厭氧生物濾池進(jìn)水可采用升流式，也可以采用降流式10厭氧生物濾池厭氧生物濾池厭氧生物濾池的特點(diǎn)：厭氧生物濾池的特點(diǎn)：q缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 厭氧微生物總量沿池高度分布是很不均勻的，在池進(jìn)厭氧

7、微生物總量沿池高度分布是很不均勻的，在池進(jìn)水部位高。水部位高。 當(dāng)廢水中有機(jī)物濃度高時(shí)，特別是進(jìn)水懸浮固體濃度當(dāng)廢水中有機(jī)物濃度高時(shí)，特別是進(jìn)水懸浮固體濃度和顆粒較大時(shí)，進(jìn)水部位容易發(fā)生堵塞現(xiàn)象和顆粒較大時(shí)，進(jìn)水部位容易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。改進(jìn)：改進(jìn)：v 出水回流；出水回流；v 部分充填載體；部分充填載體；v 采用軟性填料。采用軟性填料。q優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：11濾池中的微生物量較高，可承受的有機(jī)容積負(fù)濾池中的微生物量較高，可承受的有機(jī)容積負(fù)荷高，荷高，CODCOD容積負(fù)荷為容積負(fù)荷為2-16 kgCOD/(m2-16 kgCOD/(m3 3d)d)，且，且耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；廢水與生物膜兩

8、相接觸面大，強(qiáng)化了傳質(zhì)過程，廢水與生物膜兩相接觸面大，強(qiáng)化了傳質(zhì)過程，因而有機(jī)物去除速度快；因而有機(jī)物去除速度快；微生物固著生長(zhǎng)為主，不易流失，因此不需污微生物固著生長(zhǎng)為主，不易流失，因此不需污泥回流和攪拌設(shè)備；泥回流和攪拌設(shè)備；啟動(dòng)或停止運(yùn)行后再啟動(dòng)比前述厭氧工藝法時(shí)啟動(dòng)或停止運(yùn)行后再啟動(dòng)比前述厭氧工藝法時(shí)間短。間短。厭氧生物濾池厭氧生物濾池優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)12厭氧接觸法厭氧接觸法 在混合在混合接觸池（消化池）接觸池（消化池）后設(shè)后設(shè)沉淀池沉淀池，將沉淀，將沉淀污泥回流至消化池，形成了污泥回流至消化池，形成了厭氧接觸法厭氧接觸法（anaerobic contact process)。厭厭氧氧接接觸觸

9、法法工工藝藝特點(diǎn)特點(diǎn)13特點(diǎn)v 通過污泥回流，保持消化池內(nèi)污泥濃度較高，一般為通過污泥回流，保持消化池內(nèi)污泥濃度較高，一般為10-15g/L10-15g/L，耐沖擊能力強(qiáng)；，耐沖擊能力強(qiáng)；v 消化池的容積負(fù)荷較普通消化池高，消化池的容積負(fù)荷較普通消化池高，水力停留時(shí)間比水力停留時(shí)間比普通消化池大大縮短，普通消化池大大縮短，如常溫下，普通消化池為如常溫下，普通消化池為15-3015-30天，天，而接觸法小于而接觸法小于1010天；天；v 可以直接處理懸浮固體含量較高或顆粒較大的料液，可以直接處理懸浮固體含量較高或顆粒較大的料液，不存在堵塞問題；不存在堵塞問題；v 混合液經(jīng)沉降后，出水水質(zhì)好，混合

10、液經(jīng)沉降后，出水水質(zhì)好，o 需增加沉淀池、污泥回流和脫氣等設(shè)備需增加沉淀池、污泥回流和脫氣等設(shè)備o 厭氧接觸法存在混合液難于在沉淀池中進(jìn)行固液分離厭氧接觸法存在混合液難于在沉淀池中進(jìn)行固液分離的缺點(diǎn)的缺點(diǎn)。厭氧接觸法厭氧接觸法14上流式厭氧污泥床反應(yīng)器上流式厭氧污泥床反應(yīng)器 由由反應(yīng)區(qū)反應(yīng)區(qū)、沉淀區(qū)沉淀區(qū)和和氣室氣室三部分組成。三部分組成。 上流式厭氧污泥床的池形有圓形、方形、矩形。上流式厭氧污泥床的池形有圓形、方形、矩形。小型裝置常為圓柱形，底部呈錐形或圓弧形。小型裝置常為圓柱形，底部呈錐形或圓弧形。 大型裝置為便于設(shè)置氣、液、固三相分離器，大型裝置為便于設(shè)置氣、液、固三相分離器，則一般為矩

11、形，高度一般為則一般為矩形，高度一般為3-8m3-8m，其中污泥床，其中污泥床1-2m1-2m，污泥懸浮層，污泥懸浮層2-4m2-4m，多用鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混，多用鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，凝土結(jié)構(gòu)，（UASB upflowUASB upflow anaerobic sludge blanket reactor) anaerobic sludge blanket reactor) UASB布置結(jié)果示意圖布置結(jié)果示意圖布水區(qū)布水區(qū)反應(yīng)區(qū)反應(yīng)區(qū)三相分離區(qū)三相分離區(qū)超高超高16需要全圖cad圖紙1819特點(diǎn) 反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高，一般平均污泥濃度為一般平均污泥濃度為30-40g/L30-4

12、0g/L，污泥床中的污泥由活性生物量占污泥床中的污泥由活性生物量占70-8070-80的高度發(fā)展的的高度發(fā)展的顆粒污泥顆粒污泥。 有機(jī)負(fù)荷高，有機(jī)負(fù)荷高，水力停留時(shí)間短。水力停留時(shí)間短。中溫消化，中溫消化，CODCOD容積負(fù)荷一容積負(fù)荷一般為般為10-20kg COD/10-20kg COD/（m m3 3d d）；）； 反應(yīng)器內(nèi)設(shè)三相分離器，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)三相分離器，被沉淀區(qū)分離的污泥能自動(dòng)被沉淀區(qū)分離的污泥能自動(dòng)回流到反應(yīng)區(qū)，一般無(wú)污泥回流設(shè)備；回流到反應(yīng)區(qū)，一般無(wú)污泥回流設(shè)備； 無(wú)混合攪拌設(shè)備。無(wú)混合攪拌設(shè)備。投產(chǎn)運(yùn)行正常后，利用本身產(chǎn)生的投產(chǎn)運(yùn)行正常后，利用本身產(chǎn)生的沼氣和進(jìn)水來(lái)攪動(dòng)沼氣和

13、進(jìn)水來(lái)攪動(dòng)v 污泥床內(nèi)不填載體污泥床內(nèi)不填載體，節(jié)省造價(jià)及避免堵塞問題。節(jié)省造價(jià)及避免堵塞問題。v 反應(yīng)器內(nèi)有短流現(xiàn)象反應(yīng)器內(nèi)有短流現(xiàn)象，影響處理能力。影響處理能力。v 運(yùn)行啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)運(yùn)行啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)水質(zhì)和負(fù)荷突然變化比較敏感。對(duì)水質(zhì)和負(fù)荷突然變化比較敏感。上流式厭氧污泥床反應(yīng)器上流式厭氧污泥床反應(yīng)器20將水解酸化過程和甲烷化過程分開在兩個(gè)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。v 第一段：完成水解和液化固態(tài)有機(jī)物為有機(jī)酸；緩沖和稀釋負(fù)荷沖擊與有害物質(zhì)，并截留難降解的固態(tài)物質(zhì)。 反應(yīng)器可采用簡(jiǎn)易非密閉裝置、在常溫、較寬反應(yīng)器可采用簡(jiǎn)易非密閉裝置、在常溫、較寬pHpH值范圍條件下運(yùn)行。值范圍條件下運(yùn)行。v 第二段：保持

14、嚴(yán)格的厭氧條件和pH值，以利于甲烷菌的生長(zhǎng)；降解、穩(wěn)定有機(jī)物，產(chǎn)生含甲烷較多的消化氣。 第二步反應(yīng)器則要求嚴(yán)格密封、嚴(yán)格控制溫度和第二步反應(yīng)器則要求嚴(yán)格密封、嚴(yán)格控制溫度和pHpH值范圍。值范圍。分段厭氧處理法分段厭氧處理法21接觸消化池接觸消化池- -上流式污泥床兩步消化工藝上流式污泥床兩步消化工藝熱交換器熱交換器被廢水加被廢水加熱到需要熱到需要的溫度的溫度水解產(chǎn)酸反應(yīng)，水解產(chǎn)酸反應(yīng)，控制條件之產(chǎn)控制條件之產(chǎn)生脂肪酸，盡生脂肪酸，盡量不產(chǎn)生沼氣量不產(chǎn)生沼氣沉降分離，去除沉降分離，去除不溶性有機(jī)物不溶性有機(jī)物產(chǎn)甲烷階段，使第一步反產(chǎn)甲烷階段，使第一步反應(yīng)產(chǎn)生的有機(jī)酸生成甲烷應(yīng)產(chǎn)生的有機(jī)酸生成甲

15、烷和二氧化碳等最終產(chǎn)物和二氧化碳等最終產(chǎn)物22纖維填料厭氧濾池和上流式厭氧污泥床復(fù)纖維填料厭氧濾池和上流式厭氧污泥床復(fù)合法工藝合法工藝23兩步厭氧法具有如下特點(diǎn):（a a）耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定，避免）耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定，避免了一步法不耐高有機(jī)酸濃度的缺陷；了一步法不耐高有機(jī)酸濃度的缺陷；（b b）兩階段反應(yīng)不在同一反應(yīng)器中進(jìn)行，）兩階段反應(yīng)不在同一反應(yīng)器中進(jìn)行，互相影響小，可更好地控制工藝條件；互相影響小，可更好地控制工藝條件；（c c）消化效率高，尤其適于處理含懸浮固）消化效率高，尤其適于處理含懸浮固體多、難消化降解的高濃度有機(jī)廢水。體多、難消化降解的高濃度有機(jī)廢水。（d d）

16、但兩步法設(shè)備較多，流程和操作復(fù)雜。）但兩步法設(shè)備較多，流程和操作復(fù)雜。24其它厭氧處理法其它厭氧處理法 厭氧生物轉(zhuǎn)盤： 構(gòu)造與好氧生物轉(zhuǎn)盤相似，構(gòu)造與好氧生物轉(zhuǎn)盤相似，不同之處在于盤片不同之處在于盤片大部分大部分 (70(70以上以上) )或全或全 部浸沒在廢水中，整部浸沒在廢水中，整個(gè)生物轉(zhuǎn)盤設(shè)在一個(gè)密閉的容器內(nèi)。個(gè)生物轉(zhuǎn)盤設(shè)在一個(gè)密閉的容器內(nèi)。 厭氧擋板反應(yīng)器： 從研究厭氧生物轉(zhuǎn)盤發(fā)展而來(lái)的，生物轉(zhuǎn)盤不從研究厭氧生物轉(zhuǎn)盤發(fā)展而來(lái)的，生物轉(zhuǎn)盤不轉(zhuǎn)動(dòng)即變成厭氧擋板反應(yīng)器。轉(zhuǎn)動(dòng)即變成厭氧擋板反應(yīng)器。 同時(shí)，厭氧擋板反應(yīng)器實(shí)質(zhì)上是一系列升流式同時(shí)，厭氧擋板反應(yīng)器實(shí)質(zhì)上是一系列升流式厭氧污泥床，但不

17、設(shè)三相分離器厭氧污泥床，但不設(shè)三相分離器。25厭氧生物轉(zhuǎn)盤示意圖厭氧生物轉(zhuǎn)盤示意圖 特點(diǎn)：微生物濃度高勿需處理水回流生物膜經(jīng)常保持較高的活性耐沖擊負(fù)荷，處理過程穩(wěn)定性強(qiáng)可采用多級(jí)串連，各級(jí)微生物處于最佳生存條件運(yùn)行管理方便q盤片成本較高26厭氧擋板反應(yīng)器示意圖厭氧擋板反應(yīng)器示意圖特點(diǎn)：v反應(yīng)器啟動(dòng)期短。實(shí)驗(yàn)表明接種一個(gè)月，就有顆粒污泥形成，兩個(gè)月可穩(wěn)定運(yùn)行。v避免厭氧濾池等堵塞問題v避免UASB因污泥膨脹而發(fā)生污泥流失問題v不需要攪拌v不需要載體27第三節(jié) 厭氧法的影響因素 溫度條件 pH值 氧化還原電位 有機(jī)負(fù)荷 厭氧活性污泥 攪拌和混合 廢水的營(yíng)養(yǎng)比 有毒物質(zhì)28溫度對(duì)厭氧消化過程的影響溫

18、度對(duì)厭氧消化過程的影響0 02 24 46 68 82525 3030 3535 40404545 5050 5555 6060溫度（）溫度（）有機(jī)物負(fù)荷有機(jī)物負(fù)荷(g/L(g/L. .d）d）0 01 12 23 34 4產(chǎn)氣量（L/L產(chǎn)氣量（L/L. .d）d）有機(jī)負(fù)荷有機(jī)負(fù)荷產(chǎn)氣量產(chǎn)氣量29pHpH值值 產(chǎn)酸細(xì)菌對(duì)酸堿度不及甲烷細(xì)菌敏感，其適產(chǎn)酸細(xì)菌對(duì)酸堿度不及甲烷細(xì)菌敏感，其適宜的宜的pHpH值范圍較廣，在值范圍較廣，在4.5-8.04.5-8.0之間。之間。 產(chǎn)甲烷菌要求環(huán)境介質(zhì)產(chǎn)甲烷菌要求環(huán)境介質(zhì)pHpH值在中性附近，最值在中性附近，最適宜適宜pHpH值為值為7.0-7.27.0-

19、7.2，pH6.6-7.4pH6.6-7.4較為適宜。較為適宜。 在厭氧法處理廢水的應(yīng)用中，由于產(chǎn)酸和產(chǎn)在厭氧法處理廢水的應(yīng)用中，由于產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷大多在同一構(gòu)筑物內(nèi)進(jìn)行，故為了維持甲烷大多在同一構(gòu)筑物內(nèi)進(jìn)行，故為了維持平衡，避免過多的酸積累，常保持反應(yīng)器內(nèi)平衡，避免過多的酸積累，常保持反應(yīng)器內(nèi)的的pHpH值在值在6.5-7.5(6.5-7.5(最好在最好在6.8-7.2)6.8-7.2)的范圍內(nèi)的范圍內(nèi)。30氧化還原電位（氧化還原電位（ ORPORP）厭氧環(huán)境主要以體系中的氧化還原電位反映。厭氧環(huán)境主要以體系中的氧化還原電位反映。高溫厭氧消化系統(tǒng)：高溫厭氧消化系統(tǒng)：適宜氧化還原電位為適宜氧化還

20、原電位為-500-500-600mV-600mV；中溫厭氧消化系統(tǒng)及浮動(dòng)溫度厭氧消化系統(tǒng)：中溫厭氧消化系統(tǒng)及浮動(dòng)溫度厭氧消化系統(tǒng)：氧化還原電氧化還原電位應(yīng)低于位應(yīng)低于-300-300-380mV-380mV。產(chǎn)酸細(xì)菌：產(chǎn)酸細(xì)菌：對(duì)氧化還原電位的要求不甚嚴(yán)格，甚至可在對(duì)氧化還原電位的要求不甚嚴(yán)格，甚至可在+100+100-100mV-100mV的兼性條件下生長(zhǎng)繁殖；的兼性條件下生長(zhǎng)繁殖；甲烷細(xì)菌：甲烷細(xì)菌：最適宜的氧化還原電位為最適宜的氧化還原電位為-350mV-350mV或更低?；蚋汀?就大多數(shù)生活污水的污泥及性質(zhì)相近的高濃度有機(jī)廢水就大多數(shù)生活污水的污泥及性質(zhì)相近的高濃度有機(jī)廢水而言，只要

21、嚴(yán)密隔斷于空氣的接觸，即可保證必要的值。而言，只要嚴(yán)密隔斷于空氣的接觸，即可保證必要的值。31有機(jī)負(fù)荷有機(jī)負(fù)荷 在厭氧法中，有機(jī)負(fù)荷通常指容積有機(jī)負(fù)荷，簡(jiǎn)稱在厭氧法中，有機(jī)負(fù)荷通常指容積有機(jī)負(fù)荷，簡(jiǎn)稱容積負(fù)荷，即消化器單位有效容積每天接受的有機(jī)，即消化器單位有效容積每天接受的有機(jī)物量物量（kgCOD/mkgCOD/m3 3d)d)。 對(duì)懸浮生長(zhǎng)工藝，也有用對(duì)懸浮生長(zhǎng)工藝，也有用污泥負(fù)荷表達(dá)的，即表達(dá)的，即kg kg COD/(kgCOD/(kg污泥污泥d)d)。 在污泥消化中，有機(jī)負(fù)荷習(xí)慣上以在污泥消化中，有機(jī)負(fù)荷習(xí)慣上以投配率投配率或或進(jìn)料率進(jìn)料率表達(dá)，即每天所投加的濕污泥體積占消化器有效容

22、表達(dá)，即每天所投加的濕污泥體積占消化器有效容積的百分?jǐn)?shù)。積的百分?jǐn)?shù)。 在通常的情況下在通常的情況下：厭氧消化工藝處理高濃度：厭氧消化工藝處理高濃度工業(yè)廢水的有機(jī)負(fù)荷：工業(yè)廢水的有機(jī)負(fù)荷：中溫為中溫為2-3 kgCOD/(m2-3 kgCOD/(m3 3d)d)，在高溫下為在高溫下為4-6 kgCOD4-6 kgCOD /(m /(m3 3d)d)。上流式厭氧污泥床反應(yīng)器、厭氧濾池、厭氧流上流式厭氧污泥床反應(yīng)器、厭氧濾池、厭氧流化床等新型厭氧工藝的有機(jī)負(fù)荷化床等新型厭氧工藝的有機(jī)負(fù)荷在中溫下為在中溫下為5-15 kgCOD/(m5-15 kgCOD/(m3 3d)d)，可高達(dá)可高達(dá)30 kgCO

23、D/(m30 kgCOD/(m3 3d)d)。32各種反應(yīng)器要求的污泥濃度不盡相同，一般介各種反應(yīng)器要求的污泥濃度不盡相同，一般介于于101030gVSS/L30gVSS/L之間。之間。 為了保持反應(yīng)器的生物量不致因流失而減少，為了保持反應(yīng)器的生物量不致因流失而減少，可采用多種措施：可采用多種措施：如安裝三相分離器、設(shè)置掛膜介質(zhì)、降低水流如安裝三相分離器、設(shè)置掛膜介質(zhì)、降低水流速度和回流污泥量等。速度和回流污泥量等。 污泥濃度污泥濃度33攪拌和混合攪拌和混合 通過攪拌：通過攪拌：消除池內(nèi)梯度，增加食料與微生物之間的接觸消除池內(nèi)梯度，增加食料與微生物之間的接觸避免產(chǎn)生分層，促進(jìn)沼氣分離。避免產(chǎn)生

24、分層，促進(jìn)沼氣分離。進(jìn)料迅速與池中原有料液相混勻。進(jìn)料迅速與池中原有料液相混勻。 攪拌程度與強(qiáng)度要適當(dāng)。攪拌程度與強(qiáng)度要適當(dāng)。 攪拌的方法：攪拌的方法： 機(jī)械攪拌器攪拌法機(jī)械攪拌器攪拌法 消化液循環(huán)攪拌法消化液循環(huán)攪拌法 沼氣循環(huán)攪拌法等沼氣循環(huán)攪拌法等 沼氣循環(huán)攪拌，還有利于使沼氣中的沼氣循環(huán)攪拌，還有利于使沼氣中的COCO2 2作為產(chǎn)甲烷的底物被細(xì)菌作為產(chǎn)甲烷的底物被細(xì)菌利用，提高甲烷的產(chǎn)量利用，提高甲烷的產(chǎn)量34廢水的營(yíng)養(yǎng)比廢水的營(yíng)養(yǎng)比 厭氧法中碳厭氧法中碳: :氮氮: :磷控制為磷控制為200-300:5:1200-300:5:1為為宜。宜。 在碳、氮、磷比例中，碳氮比例對(duì)厭氧消在碳、

25、氮、磷比例中，碳氮比例對(duì)厭氧消化的影響更為重要。研究表明，合適的化的影響更為重要。研究表明，合適的C/NC/N為為10-18:110-18:1。 有毒物質(zhì)有毒物質(zhì) 有毒物質(zhì)的最高容許濃度與處理系有毒物質(zhì)的最高容許濃度與處理系統(tǒng)的運(yùn)行方式、污泥馴化程度、廢統(tǒng)的運(yùn)行方式、污泥馴化程度、廢水特性、操作控制條件等因素有關(guān)水特性、操作控制條件等因素有關(guān)。35第四節(jié) 厭氧生物處理法的設(shè)計(jì) 厭氧生物處理法的設(shè)計(jì)包括： 流程和設(shè)備的選擇 反應(yīng)器和構(gòu)筑物的構(gòu)造和容積的確定 需熱量的計(jì)算和攪拌設(shè)備的設(shè)計(jì)等36厭氧法特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1 1）應(yīng)用范圍廣）應(yīng)用范圍廣 好氧法一般只適用于中、低濃度有機(jī)廢水的處理，而好

26、氧法一般只適用于中、低濃度有機(jī)廢水的處理，而厭氧法既適用于高濃度有機(jī)廢水，又適用于中、低濃厭氧法既適用于高濃度有機(jī)廢水，又適用于中、低濃度有機(jī)廢水。度有機(jī)廢水。 有些有機(jī)物對(duì)好氧生物處理法來(lái)說(shuō)是難降解的，但對(duì)有些有機(jī)物對(duì)好氧生物處理法來(lái)說(shuō)是難降解的，但對(duì)厭氧生物處理是可降解的厭氧生物處理是可降解的，如固體有機(jī)物、著色劑蒽醌和如固體有機(jī)物、著色劑蒽醌和某些偶氮染料等。某些偶氮染料等。（2 2）能耗低）能耗低 好氧法需要消耗大量能量供氧，曝氣費(fèi)用隨著有機(jī)物好氧法需要消耗大量能量供氧，曝氣費(fèi)用隨著有機(jī)物濃度的增加而增大，而厭氧法不需要充氧，而且產(chǎn)生濃度的增加而增大，而厭氧法不需要充氧，而且產(chǎn)生的沼氣

27、可作為能源的沼氣可作為能源37厭氧法特點(diǎn)：（3 3）負(fù)荷高）負(fù)荷高 通常好氧法的有機(jī)容積負(fù)荷為通常好氧法的有機(jī)容積負(fù)荷為2-4 kgBOD/(m2-4 kgBOD/(m3 3d)d)，而厭氧法為，而厭氧法為2-lO kgCOD/(m2-lO kgCOD/(m3 3d)d)，高的可達(dá)，高的可達(dá)50 kgCOD/(m50 kgCOD/(m3 3d)d)。（4 4）剩余污泥量少，且其濃縮性、脫水性良好）剩余污泥量少，且其濃縮性、脫水性良好 好氧法每去除好氧法每去除l kgCODl kgCOD將產(chǎn)生將產(chǎn)生0.4-O.6 kg0.4-O.6 kg生物量，而厭氧出去生物量，而厭氧出去除除l kgCODl

28、kgCOD只產(chǎn)生只產(chǎn)生0.02-0.l kg0.02-0.l kg生物量，其剩余污泥量只有好氧生物量，其剩余污泥量只有好氧法的法的5 5-20-20。 同時(shí)，消化污泥在衛(wèi)生學(xué)上和化學(xué)上都是穩(wěn)定的。因此，剩余同時(shí)，消化污泥在衛(wèi)生學(xué)上和化學(xué)上都是穩(wěn)定的。因此，剩余污泥處理和處置簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低，甚至可作為肥料、飼料或污泥處理和處置簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低，甚至可作為肥料、飼料或餌料利用餌料利用。（5 5）氮、磷營(yíng)養(yǎng)需要量較少）氮、磷營(yíng)養(yǎng)需要量較少 好氧法一般要求好氧法一般要求BOD:N:PBOD:N:P為為l00:5:1l00:5:1，而厭氧法的，而厭氧法的BOD:N:PBOD:N:P為為l00:2.5:

29、0.5l00:2.5:0.5，38厭氧法特點(diǎn)：（6 6）有殺菌作用）有殺菌作用厭氧處理過程有一定的殺菌作用，可以殺死廢水和污泥厭氧處理過程有一定的殺菌作用，可以殺死廢水和污泥中的寄生蟲卵、病毒等。中的寄生蟲卵、病毒等。（7 7）污泥易貯存）污泥易貯存厭氧活性污泥可以長(zhǎng)期貯存，厭氧反應(yīng)器可以季節(jié)性或厭氧活性污泥可以長(zhǎng)期貯存，厭氧反應(yīng)器可以季節(jié)性或間歇性運(yùn)轉(zhuǎn)間歇性運(yùn)轉(zhuǎn)。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：厭氧設(shè)備啟動(dòng)和處理所需時(shí)間比好氧設(shè)備長(zhǎng)；厭氧設(shè)備啟動(dòng)和處理所需時(shí)間比好氧設(shè)備長(zhǎng)；出水往往達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)一步處理，出水往往達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)一步處理，厭氧處理系統(tǒng)操作控制因素較為復(fù)雜。厭氧處理系統(tǒng)操作控制因素較

30、為復(fù)雜。厭氧過程會(huì)產(chǎn)生氣味對(duì)空氣有污染厭氧過程會(huì)產(chǎn)生氣味對(duì)空氣有污染39一、流程和設(shè)備的選擇一、流程和設(shè)備的選擇 包括：工藝和設(shè)備的選擇；消化溫度等。 幾種厭氧處理法的比較：40二、厭氧反應(yīng)器的設(shè)計(jì)二、厭氧反應(yīng)器的設(shè)計(jì) 反應(yīng)器的設(shè)計(jì)可以在模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，按照所得的反應(yīng)器的設(shè)計(jì)可以在模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，按照所得的參數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，也可以按照類似廢水的經(jīng)驗(yàn)值：參數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，也可以按照類似廢水的經(jīng)驗(yàn)值： 反應(yīng)器容積：反應(yīng)器容積：NqVVtqVV對(duì)于傳統(tǒng)消化法：消化時(shí)間對(duì)于傳統(tǒng)消化法：消化時(shí)間1 15d5d，負(fù)荷：，負(fù)荷：1 13kg(COD)/m3kg(COD)/m3 3.d.d，BODBOD5 5

31、去除率去除率50509090。厭氧生物濾池或厭氧接觸法，消化時(shí)間厭氧生物濾池或厭氧接觸法，消化時(shí)間0.5-3d0.5-3d，負(fù)荷：，負(fù)荷：3 310 kg(COD)/m10 kg(COD)/m3 3.d.d。上流式厭氧污泥床可采用更高負(fù)荷。上流式厭氧污泥床可采用更高負(fù)荷。消化氣的產(chǎn)氣量一般按消化氣的產(chǎn)氣量一般按0.40.40.5Nm3/ kg(COD)0.5Nm3/ kg(COD)采用中溫消化采用中溫消化，41 消化池所需熱量包括：將廢水提高到池溫所需熱量和補(bǔ)償池體所散失的熱量。三、消化池?zé)崃康挠?jì)算三、消化池?zé)崃康挠?jì)算對(duì)于一般鋼筋混凝土池子，外面加設(shè)絕緣層，f(值約為2025KJhm2)。池體

32、散失熱量：42第四節(jié)第四節(jié)厭氧和好氧技術(shù)的聯(lián)合運(yùn)用簡(jiǎn)介厭氧和好氧技術(shù)的聯(lián)合運(yùn)用簡(jiǎn)介 高濃度有機(jī)廢水用一種方法很難處理到要求的高濃度有機(jī)廢水用一種方法很難處理到要求的水平。所以需要用厭氧和好氧處理方法聯(lián)合應(yīng)水平。所以需要用厭氧和好氧處理方法聯(lián)合應(yīng)用才能達(dá)到好的效果。用才能達(dá)到好的效果。 某制藥廠廢水的處理工藝：某制藥廠廢水的處理工藝：43廢廢水水 初次初次沉 淀沉 淀池池?fù)Q換熱熱器器上流上流式厭式厭氧污氧污泥床泥床生 物生 物接 觸接 觸氧 化氧 化池池二次沉淀池出水污泥回流污泥回流沼氣沼氣凈化凈化沼氣沼氣利用利用沉渣利用沉渣利用某制藥廠廢水處理工藝流程某制藥廠廢水處理工藝流程44 采用厭氧與好

33、氧工藝相結(jié)合的工藝，還采用厭氧與好氧工藝相結(jié)合的工藝，還可以達(dá)到生物脫氮、脫磷的目的可以達(dá)到生物脫氮、脫磷的目的 首先，由亞硝酸菌將氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為亞首先，由亞硝酸菌將氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽：硝酸鹽：NH4O2HCO3- NO2-H2CO3 H2O亞硝酸菌亞硝酸菌 再由硝酸菌將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽：再由硝酸菌將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽：NO2-NH4+H2CO3HCO3-O2 NO3- H2O硝酸菌硝酸菌45 反硝化即脫氮，是在缺氧條件下，通過反硝化即脫氮，是在缺氧條件下，通過脫氮菌的作用，將脫氮菌的作用，將亞硝酸鹽和硝酸鹽還亞硝酸鹽和硝酸鹽還原成氮?dú)庠傻獨(dú)?，該反?yīng)過程中，反硝化菌需，該反應(yīng)過程中，反硝化菌需要有機(jī)碳源（如甲醇）作電子供體，利要有機(jī)碳源（如甲醇）作電子供體，