《【精品文档】 水污染控制工程第九章 厌氧工艺教案资料.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【精品文档】 水污染控制工程第九章 厌氧工艺教案资料.ppt（117页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 【精品文档】 水污染控制工程第九章 厌氧工艺 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life, there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 厌氧生物处理基本原理厌氧生物处理基本原理v厌氧三、四阶段理论；v影响厌氧生物处理过程的主要因素：n硫酸盐对厌氧处理的影响。硫酸盐对厌氧处理的影响。环境与资源学院环境科学与工程系E
2、nvironment Science & Engineering 厌氧消化的三阶段理论厌氧消化的三阶段理论两阶段理论的存在问题：两阶段理论的存在问题：研究表明，产甲烷菌只能利用研究表明，产甲烷菌只能利用一些简单有机物如一些简单有机物如甲酸甲酸、乙酸乙酸、甲醇甲醇、甲基胺类甲基胺类以及以及H2/CO2等，而不能利用含两个碳以上的脂肪酸和甲醇以等，而不能利用含两个碳以上的脂肪酸和甲醇以外的醇类。外的醇类。70年代，年代，Bryant发现原来认为是一种被称为发现原来认为是一种被称为“奥氏产甲奥氏产甲烷菌烷菌”的细菌，实际上是由两种细菌共同组成的，一种的细菌，实际上是由两种细菌共同组成的，一种细菌首先
3、把细菌首先把乙醇氧化为乙酸和乙醇氧化为乙酸和H2，另一种细菌，另一种细菌利用利用H2和和CO2产生产生CH4；因而，提出了；因而，提出了“三阶段理论三阶段理论”。环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 三阶段理论说明：说明：1)I、II、III为为三阶段理论三阶段理论， 2)I、II、III、IV为为四类群理论四类群理论；产氢产乙酸菌产氢产乙酸菌II 乙酸乙酸H2+CO2同型产乙酸菌同型产乙酸菌IV 脂肪酸、醇类脂肪酸、醇类有机物有机物发酵性细菌发酵性细菌ICH4+CO2III产甲烷菌产甲烷菌和四类群理论环境与资源学院环境科学与工程系E
4、nvironment Science & Engineering 厌氧消化的三阶段理论厌氧消化的三阶段理论v 水解、酸化阶段：v 产氢产乙酸阶段：产氢产乙酸菌，将丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇等转化为乙酸、H2/CO2；v 产甲烷阶段：产甲烷菌利用乙酸和H2、CO2产生CH4； 一般认为，在厌氧生物处理过程中约有70%的CH4产自乙酸的分解，其余的则产自H2和CO2。环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 厌氧消化的四类群理论厌氧消化的四类群理论v 同型产乙酸菌：将H2/CO2合成为乙酸。 实际上这一部分乙酸的量较少，只占全部乙酸的5%。 三
5、阶段、四阶段理论是目前认为的对厌氧生物处理过程较全面和较准确的描述。环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 二、二、厌氧消化过程中的微生物厌氧消化过程中的微生物v发酵细菌(产酸细菌)v产氢产乙酸菌v同型产乙酸菌v产甲烷菌； 等环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 1、发酵细菌(产酸细菌)l主要功能： 水解在胞外酶的作用下，将不溶性有机物水解成可溶性有机物； 酸化将可溶性大分子有机物转化为脂肪酸、醇类等；l主要细菌：梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、双岐杆菌属等；l水解过程较缓慢，并
6、受多种因素影响(pH、SRT、有机物种类等)，有时会成为厌氧反应的限速步骤；l产酸反应的速率较快；l大多数是厌氧菌，也有大量是兼性厌氧菌；l按功能来分类：纤维素分解菌、半纤维素分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌等。环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 2 2、产氢产乙酸菌、产氢产乙酸菌232232HCOOHCHOHOHCHCH22322332COHCOOHCHOHCOOHCHCH232223222HCOOHCHOHCOOHCHCHCHl l主要功能：将高级脂肪酸和醇类氧化分解为乙酸和主要功能：将高级脂肪酸和醇类氧化分解为乙酸
7、和H2；l l主要反应：主要反应：乙醇：乙醇：丙酸：丙酸：丁酸：丁酸：注意：上述反应只有在注意：上述反应只有在乙酸浓度乙酸浓度很低、系统中很低、系统中氢分压氢分压很低时才能顺利进行。很低时才能顺利进行。l l主要细菌：主要细菌：互营单胞菌属、互营杆菌属、梭菌属、暗杆菌属等；互营单胞菌属、互营杆菌属、梭菌属、暗杆菌属等；l l多数是严格厌氧菌或兼性厌氧菌。多数是严格厌氧菌或兼性厌氧菌。环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 3、产甲烷菌、产甲烷菌v 60年代Hungate开创了严格厌氧微生物培养技术；v主要功能：将产氢产乙酸菌的产物乙酸和
8、H2/CO2转化为CH4和CO2，使厌氧消化过程得以顺利进行；v可分为两大类：乙酸营养型和H2营养型产甲烷菌；v乙酸营养型产甲烷菌的种类较少，只有Methanosarcina和Methanothrix，但在厌氧反应器中，有70%左右的甲烷是来自乙酸的氧化分解；环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 典型的产甲烷反应典型的产甲烷反应 243COCHCOOHCHOHCHCOH242224324224HCCOCHHHCOO242324COCHOHCOOHHHCOCHOHCH234334434243343399)(4NHHHCOCHOHNHCH
9、SHHHCOCHOHSCH234233233)(2OHCHHOHCH24234环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 产甲烷菌的分类产甲烷菌的分类l根据产甲烷菌的形态和生理生态特征，可分类如下：根据产甲烷菌的形态和生理生态特征，可分类如下：产甲烷杆菌杆菌目产甲烷球菌球菌目产甲烷微菌微菌目产甲烷球菌科产甲烷杆菌科产甲烷杆菌属甲酸产甲烷杆菌产甲烷杆短菌属瘤胃产甲烷杆菌产甲烷球菌属范氏产甲烷球菌产甲烷微菌科产甲烷八叠球菌科产甲烷微菌属运动产甲烷微菌产甲烷菌属黑海产甲烷微菌产甲烷螺菌属亨氏产甲烷螺菌产甲烷八叠球菌属巴氏产甲烷八叠球菌巴氏产甲烷八
10、叠球菌产甲烷丝菌属索氏产甲烷丝菌属索氏产甲烷丝菌属环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 不同形态的产甲烷菌不同形态的产甲烷菌产甲烷杆菌：a、瘤胃甲烷短杆菌环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 不同形态的产甲烷菌不同形态的产甲烷菌产甲烷杆菌： b、史氏甲烷短杆菌 环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 不同形态的产甲烷菌不同形态的产甲烷菌产甲烷杆菌： c、嗜树甲烷短杆菌 环境与资源学院环境科学与工程系Environmen
11、t Science & Engineering 不同形态的产甲烷菌不同形态的产甲烷菌产甲烷球菌斯氏甲烷球菌 环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 不同形态的产甲烷菌不同形态的产甲烷菌产甲烷八叠球菌 环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 不同形态的产甲烷菌不同形态的产甲烷菌产甲烷丝菌 环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 不同形态的产甲烷菌不同形态的产甲烷菌产甲烷丝菌 环境与资源学院环境科学与工程系Environmen
12、t Science & Engineering 颗粒污泥的扫描电镜照片颗粒污泥的扫描电镜照片( (运行运行180180天天)产甲烷丝菌产甲烷丝菌环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 颗粒内部产甲烷球菌与丝状菌颗粒污泥内部的产甲烷八叠球菌颗粒污泥的内部细菌颗粒污泥的内部细菌产甲烷八叠球菌产甲烷八叠球菌环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 颗粒污泥内部的细菌颗粒污泥内部的细菌透射电镜照片透射电镜照片环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engi
13、neering 颗粒污泥内部的细菌颗粒污泥内部的细菌透射电镜照片透射电镜照片环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 产甲烷菌的特性产甲烷菌的特性v在生物分类学上，产甲烷细菌(Methanogens)属于古细菌(Archaebacteria)，大小、外观上与普通细菌(Eubacteria)相似，但实际上，其细胞成分特殊，特别是细胞壁的结构较特殊；v在自然界的分布，一般可认为是栖息于一些极端环境中(如地热泉水、深海火山口、沉积物等)，但实际上其分布极为广泛，如污泥、瘤胃、昆虫肠道、湿树木、厌氧反应器等；v 产甲烷细菌都是严格厌氧细菌，要求氧
14、化还原电位在150400 mV，氧和氧化剂对其有很强的毒害作用；v产甲烷菌的增殖速率很慢，世代时间很长，可达46天，因此，一般情况下产甲烷反应是厌氧消化的限速步骤。明德至诚博学远志第一节 厌氧生物处理工艺的 发展概况及特征环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 一、厌氧生物处理工艺的发展简史一、厌氧生物处理工艺的发展简史 厌氧过程广泛存在于自然界中； 1881年，法国，Louis Mouras ，“自动净化器”； 处理城市污水的化粪池、双层沉淀池等 处理剩余污泥的各种厌氧消化池等；HRT很长、处理效率很低、浓臭的气味等；环境与资源学院环
15、境科学与工程系Environment Science & Engineering 一、厌氧生物处理工艺的发展简史一、厌氧生物处理工艺的发展简史70年代后，能源危机，现代高速厌氧反应器，厌氧消化工艺开始大规模地应用于废水处理；v厌氧接触法(Anaerobic Contact Process)v厌氧滤池(Anaerobic Filter、 AF )v上流式厌氧污泥床反应器(Upflow Anaerobic Sludge Bed、UASB )v厌氧流化床 (Anaerobic Fluidized Bed、AFB ) v厌氧附着膜膨胀床 (Anaerobic Attached Film Expande
16、d Bed 、AAFEB)v厌氧生物转盘(Anaerobic Rotated Biological Disc、ARBD)v挡板式厌氧反应器(Anaerobic Baffled Reactor、ABR)环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 一、厌氧生物处理工艺的发展简史一、厌氧生物处理工艺的发展简史现代高速厌氧反应器的主要特点：现代高速厌氧反应器的主要特点：HRTHRT与与SRTSRT分离，分离，SRTSRT相对很长，相对很长，HRTHRT则较短，反应器则较短，反应器内生物量很高。内生物量很高。HRTHRT大大缩短，有机负荷大大提高，处
17、理效率也大大大大缩短，有机负荷大大提高，处理效率也大大提高；提高；环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 一、厌氧生物处理工艺的发展简史一、厌氧生物处理工艺的发展简史9090年代以后，在年代以后，在UASBUASB反应器基础上又发展起来了反应器基础上又发展起来了EGSBEGSB和和ICIC反应器；反应器；EGSBEGSB反应器，处理低温低浓度的有机废水；反应器，处理低温低浓度的有机废水；ICIC反应器，处理高浓度有机废水，可达到更高的有反应器，处理高浓度有机废水，可达到更高的有机负荷。机负荷。环境与资源学院环境科学与工程系Environ
18、ment Science & Engineering 二、厌氧生物处理的主要特征二、厌氧生物处理的主要特征主要优点：主要优点：v能耗低，且还可回收生物能能耗低，且还可回收生物能(沼气沼气)；v污泥产量低；污泥产量低； 厌氧微生物的增殖速率低，厌氧微生物的增殖速率低， 产酸菌的产率系数产酸菌的产率系数Y为为0.150.34kgVSS/kgCOD， 产甲烷菌的产率系数产甲烷菌的产率系数Y为为0.03kgVSS/kgCOD左右，左右， 好氧微生物的产率系数约为好氧微生物的产率系数约为0.50.6kgVSS/kgCOD。v厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的某些有机厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降
19、解的某些有机物进行降解或部分降解；物进行降解或部分降解；环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 厌氧工艺与好氧工艺的比较厌氧工艺与好氧工艺的比较环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 二、厌氧生物处理的主要特征二、厌氧生物处理的主要特征主要缺点：v反应过程较为复杂厌氧消化是由多种不同性质、不同功能的微生物协同工作的一个连续的微生物过程；v对温度、pH等环境因素较敏感；v出水水质较差，需进一步利用好氧法进行处理；v气味较大；v对氨氮的去除效果不好；等环境与资源学院环境科学与工程系E
20、nvironment Science & Engineering 三、厌氧技术是我国水污染控制的重要手段三、厌氧技术是我国水污染控制的重要手段v我国高浓度有机工业废水排放量巨大，这些废水浓度高、多含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白质、纤维素等有机物；v我国当前的水体污染物还主要是有机污染物以及营养元素N、P的污染；v目前的形势是：能源昂贵、土地价格剧增、剩余污泥的处理费用也越来越高；v厌氧工艺的突出优点是：能将有机污染物转变成沼气并加以利用；运行能耗低；有机负荷高，占地面积少；污泥产量少，剩余污泥处理费用低；等等v厌氧工艺的综合效益表现在环境、能源、生态三个方面。环境与资源学院环境科学与工程系E
21、nvironment Science & Engineering 第二节第二节 早期的厌氧生物反应器早期的厌氧生物反应器v从1881年到上世纪20年代；n1881年，法国年，法国Mouras的的自动净化器自动净化器；n1891年，英国年，英国Moncriff的装有填料的的装有填料的升流式反应升流式反应器器；n1895年，英国设计的年，英国设计的化粪池化粪池(Septic Tank )；n1905年，德国的年，德国的Imhoff Tank池池 (又称隐化池、双层沉淀池)环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering Septic Tank 进水进
22、水出水出水浮渣浮渣污泥污泥气体气体环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering Imhoff Tank进水进水沉淀沉淀熟污泥层熟污泥层污泥消化区污泥消化区环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 双层沉淀池的结构示意图气体气体污泥层污泥层消化区消化区沉淀区沉淀区沉淀区沉淀区气体气体气体气体出水出水进水进水沉淀区沉淀区沉淀区沉淀区截面图截面图平面图平面图环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 早期厌氧生物反应器的特点：早期厌氧生物反
23、应器的特点：对废水的处理主要是沉淀，有些还能对沉淀下来的对废水的处理主要是沉淀，有些还能对沉淀下来的污泥进行部分处理；污泥进行部分处理；停留时间较长，出水水质不好；停留时间较长，出水水质不好；目前仍有应用目前仍有应用环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 第三节第三节 厌氧消化池厌氧消化池v厌氧消化发展的第二阶段，厌氧消化作为剩余污泥处理的主要手段，n1927年，加热装置；年，加热装置；n随后，机械搅拌器；随后，机械搅拌器；n50年代初，沼气循环搅拌装置；年代初，沼气循环搅拌装置；n高速消化池，至今仍是污泥处理的主要技术。高速消化池，至
24、今仍是污泥处理的主要技术。环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 一、消化池的类型与构造一、消化池的类型与构造主要应用范围： 处理剩余污泥， 处理固体含量很高的有机废水；主要作用： 将部分有机物转变为沼气； 将部分有机物转化成稳定性较好的腐殖质； 提高污泥的脱水性能； 可减少污泥体积1/2以上； 灭活致病微生物。环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 1、消化池的分类：、消化池的分类：按形状：圆柱形、椭圆形(卵形)和龟甲形；按池顶结构：固定盖式和浮动盖式；按运行方式：传统消化池和
25、高速消化池。环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering A A、传统消化池、传统消化池v又称低速消化池，无加热和搅拌装置；v有分层现象：只有部分容积有效；v消化速率很低，HRT很长(3090天)。熟污泥熟污泥上清液上清液沼气沼气生污泥生污泥浮渣层浮渣层上清液层上清液层反应层反应层熟污泥层熟污泥层沼气气室沼气气室环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering B、高速消化池、高速消化池v 设有加热和搅拌装置；设有加热和搅拌装置；v 缩短了缩短了HRT，提高了沼气产量，在中温，提高了沼气产量，在
26、中温(3035 C)条件下，条件下，一般消化时间为一般消化时间为15天左右，运行稳定；天左右，运行稳定；v 但搅拌使高速消化池内的污泥得不到浓缩，上清液不能分但搅拌使高速消化池内的污泥得不到浓缩，上清液不能分离。离。环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering C、两级消化池、两级消化池v两级串联，第一级是高速消化池，第二级则不设搅拌和加热，主要起沉淀浓缩和贮存的作用，并能分离上清液；v二者的HRT的比值可采用1 : 1 4 : 1，一般为2 : 1 。环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineer
27、ing 厌氧消化池中的加热厌氧消化池中的加热 池内蒸汽直接加热： 设备简单，局部污泥易过热，会影响厌氧微生物的正常活动，并会增加污泥含水率； 池外加热： 把污泥预热后投配到消化池中，所需预热的污泥量较少，易于控制；预热温度较高，有利于杀灭虫卵；不会对厌氧微生物不利；但设备较复杂。环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 污泥热交换器污泥热交换器杭州四堡污水厂杭州四堡污水厂环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 二、消化池的设计二、消化池的设计 消化池池体设计消化池池体设计 a a、
28、污泥投配率：污泥投配率：pVVvsLGV 搅拌设备设计； 加热保温系统设计。b、固体负荷率：、固体负荷率：环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 高碑店污泥消化池高碑店污泥消化池环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 高碑店污泥消化池高碑店污泥消化池 环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 青岛市团岛污水厂污泥消化池环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 杭州四堡污
29、水厂污泥消化池杭州四堡污水厂污泥消化池 环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 三三、沼气的收集与利用、沼气的收集与利用v污泥和高浓度有机废水进行厌氧消化时均会产生大量沼气；v沼气的热值很高(一般为2100025000 kJ/m3， 即50006000 kCal/m3)，是一种可利用的生物能源。环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 1、污泥消化过程中沼气产量的估算：、污泥消化过程中沼气产量的估算：v沼气组成成分： CH4 ：5070%， CO2 ：2030%， H2 ：25%，
30、 N2 ：10%， H2S：微量；v沼气产率： 每处理单位体积生污泥所产生的沼气量， 即m3沼气/m3生污泥；环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 高碑店沼气柜高碑店沼气柜环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 高碑店沼气发电机环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 利用沼气的燃料电池利用沼气的燃料电池(200kw)(200kw)环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineeri
31、ng 作业作业v请简述硫酸盐对厌氧生物处理过程的影响及相应的对策。v请区别以下三个概念：Anaerobic、Anoxic、Aerobic，并结合水处理工程给出应用实例。明德至诚博学远志第四节 现代高速厌氧反应器厌氧接触法工艺厌氧接触法工艺厌氧滤池工艺厌氧滤池工艺上流式厌氧污泥床上流式厌氧污泥床(UASB)(UASB)工艺工艺其它厌氧工艺其它厌氧工艺环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 现代高速厌氧反应器的产生与发展现代高速厌氧反应器的产生与发展厌氧消化技术发展上的第三个时期；v1955年，Schroepter首先提出了厌氧接触法n参考
32、活性污泥法，增设二沉池和污泥回流系统；参考活性污泥法，增设二沉池和污泥回流系统；n处理能力提高，应用于食品包装废水的处理；处理能力提高，应用于食品包装废水的处理；n标志着厌氧技术应用于有机废水处理的开端。标志着厌氧技术应用于有机废水处理的开端。v随后: AF(Anaerobic Filter)UASB(Upflow Anaerobic Sludge Bed)AAFEB(Anaerobic Attached Film Expanded Bed)AFB(Anaerobic Fluidized Bed)等等环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineerin
33、g 现代高速厌氧反应器的主要特点现代高速厌氧反应器的主要特点:v 微生物不呈悬浮生长状态，而是呈微生物不呈悬浮生长状态，而是呈附着生长附着生长；v 容积负荷大大提高，水力停留时间显著缩短；容积负荷大大提高，水力停留时间显著缩短；n 应用于高浓度有机工业废水的处理，如食品工业废水、酒精工业废水、发酵工业废水、造纸废水、制药工业废水、屠宰废水等；n 也能应用于城市废水等低浓度废水的处理；n 与好氧工艺的串联和组合，可以脱氮和除磷；n 含难降解有机物的工业废水的处理。环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 厌氧接触法厌氧接触法(Anaerob
34、ic Contact Process) 1、厌氧接触法的工艺流程环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 2、厌氧接触法的特点、厌氧接触法的特点v污泥回流是其最大的特点；污泥回流是其最大的特点；v污泥回流使得污泥回流使得HRTHRT与与SRTSRT分离：分离：厌氧反应器产泥量很少，几乎不排剩余污泥，则厌氧反应器产泥量很少，几乎不排剩余污泥，则Qw = 0， 则有：则有：WwewcXQXQQVX)(eecXXHRTQXVX环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 2、厌氧接触法的特点、
35、厌氧接触法的特点在普通高速厌氧消化池中在普通高速厌氧消化池中， Xe = X， 所以：所以： c = SRTHRT，因此在中温条件下，为了满足产甲烷菌的生长，因此在中温条件下，为了满足产甲烷菌的生长，SRT要求要求2030d，因此高速厌氧消化池的，因此高速厌氧消化池的HRT为为2030d。对于厌氧接触法，由于对于厌氧接触法，由于X Xe，所以，所以HRTSRT； X越大，越大，Xe越小，则越小，则HRT就可越短。就可越短。环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 与普通厌氧消化池相比，厌氧接触法的特点有：与普通厌氧消化池相比，厌氧接触法的
36、特点有：污泥浓度高，一般为污泥浓度高，一般为510 gVSS/l；有机容积负荷高，有机容积负荷高， 中温，中温，COD负荷负荷16 kgCOD/m3.d，去除率为，去除率为7080%；BOD5负荷负荷0.52.5 kgBOD/m3.d，去除率，去除率8090%；出水水质较好；出水水质较好；流程较复杂；流程较复杂；适合于处理悬浮物和有机物浓度很高的废水。适合于处理悬浮物和有机物浓度很高的废水。环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 厌氧接触法存在的问题厌氧接触法存在的问题最大的问题是污泥的沉淀：v 污泥上附着有小气泡；v 二沉池中污泥易上
37、浮。改进措施：v 真空脱气设备(真空度为500mmH2O)；v 增加热交换器，使污泥骤冷，暂时抑制厌氧污泥的活性。环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 二、厌氧生物滤池二、厌氧生物滤池1、厌氧生物滤池的工艺特征、厌氧生物滤池的工艺特征v60年代末，美国年代末，美国Young和和McCarty；1972年，第一座年，第一座生产性生产性AF投入运行。投入运行。v与好氧生物滤池相似，厌氧生物滤池是装填有滤料的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厌氧生物反应器，在滤料的表面形成了以生物
38、膜形态生长的微生物群体，在滤料的空隙中则截留了大量的悬浮长的微生物群体，在滤料的空隙中则截留了大量的悬浮生长的微生物，废水通过滤料层生长的微生物，废水通过滤料层(上向流或下向流上向流或下向流)时，有时，有机物被截留、吸附及分解。机物被截留、吸附及分解。环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 2、厌氧生物滤池的构造特征、厌氧生物滤池的构造特征升流式厌氧生物滤池升流式厌氧生物滤池进水进水沼气沼气出出水水填料填料布水系统布水系统环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 其它形式的厌氧生物
39、滤池其它形式的厌氧生物滤池降流式厌氧生物滤池进水进水沼气沼气出水出水填料填料布水系统布水系统环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 其它形式的厌氧生物滤池其它形式的厌氧生物滤池升流式混合型厌氧生物滤池升流式混合型厌氧生物滤池进水进水沼气沼气出出水水填料填料布水系统布水系统环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering (4)厌氧生物滤池的运行特征：厌氧生物滤池的运行特征：v生物膜厚度约为生物膜厚度约为14mm；生物固体浓度沿滤料层高度而；生物固体浓度沿滤料层高度而有变化；有变化；v适合于
40、处理多种类型、浓度的有机废水，适合于处理多种类型、浓度的有机废水，v有机负荷为有机负荷为0.216 kgCOD/m3.d；v当进水浓度过高时，应采用出水回流的措施：当进水浓度过高时，应采用出水回流的措施： 减少碱度的要求；减少碱度的要求； 降低进水降低进水COD浓度；浓度； 增大进水流量，改善进水分布条件。增大进水流量，改善进水分布条件。环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 厌氧生物滤池的优缺点：厌氧生物滤池的优缺点：优点：优点：v 生物固体浓度高，有机负荷高；生物固体浓度高，有机负荷高；v SRTSRT长，可缩短长，可缩短HRTHR
41、T，耐冲击负荷能力强；，耐冲击负荷能力强；v 启动时间较短，停止运行后的再启动较容易；启动时间较短，停止运行后的再启动较容易；v 无需回流污泥，运行管理方便；无需回流污泥，运行管理方便；v 运行稳定性较好。运行稳定性较好。缺点：缺点： 体积利用率较低，滤料易堵塞体积利用率较低，滤料易堵塞 环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 上流式厌氧污泥床上流式厌氧污泥床(UASB)反应器反应器vUpflow Anaerobic Sludge Bed Reactor, 简称UASB 反应器；v70年代，荷兰Wageningen农业大学，Lettin
42、ga教授环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 世界范围内厌氧工艺的应用情况世界范围内厌氧工艺的应用情况(截止截止1999年年3月共月共1303个项目个项目)环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 国内厌氧反应器的应用(共219个项目)UASBUASB58%58%全混全混29%29%AF+UASBAF+UASB1%1%UBFUBF1%1%AFAF1%1%其它其它10%10%环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 1、UAS
43、B反应器的工作原理与构造反应器的工作原理与构造沼沼气气出出水水进水进水(5)集气罩集气罩悬浮污泥区悬浮污泥区颗粒污泥区颗粒污泥区环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 2、UASB反应器的工艺特征：反应器的工艺特征：v在反应器的上部设置了气、固、液三相分离器；v在反应器底部设置了均匀布水系统；v反应器内的污泥能形成颗粒污泥：直径为0.10.5cm，湿比重为1.041.08；具有良好的沉降性能和很高的产甲烷活性。污泥浓度可达50gVSS/l以上，污泥龄一般为30天以上；v水力停留时间大大缩短，具有很高的容积负荷；v适于处理高、中浓度有机工
44、业废水，也可以处理低浓度城市污水；v将生物反应与沉淀分离集中在一个反应器内，结构紧凑；v无需设置填料，节省费用，提高容积利用率。环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 3、UASB反应器的型式反应器的型式v断面形状多为圆形或矩形，矩形断面便于三相分离器的设计和施工；v常为钢结构或钢筋混凝土结构；v一般不加热；多采用保温措施；必须采取防腐措施。v主要有两种型式： 1)开敞式UASB反应器 2)封闭式UASB反应器环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 1)开敞式开敞式UASB反应器
45、反应器v顶部不加密封，或仅加一层不密封的盖板；顶部不加密封，或仅加一层不密封的盖板；v多用于处理中低浓度的有机废水；多用于处理中低浓度的有机废水；v构造较简单，易于施工安装和维修。构造较简单，易于施工安装和维修。环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 2)封闭式封闭式UASB反应器反应器v顶部加盖密封;v在液面与池顶之间形成了气室；v适用于处理高浓度的有机废水；v其池顶可以做成浮盖式。环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 4、UASB反应器中的颗粒污泥反应器中的颗粒污泥v能形成
46、沉降性能良好、活性高的颗粒污泥是UASB反应器的重要特征；v颗粒污泥的形成与成熟，是保证UASB反应器高效稳定运行的前提。n颗粒污泥的形成与培养；颗粒污泥的形成与培养；n颗粒污泥的理化性质与微生物组成；颗粒污泥的理化性质与微生物组成；n颗粒污泥的微观结构；颗粒污泥的微观结构；n颗粒污泥的微生物分布颗粒污泥的微生物分布环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering (1)颗粒污泥的形成与培养颗粒污泥的形成与培养运行时间运行时间(d)以消化污泥接种的以消化污泥接种的UASB反应器内污泥浓度的变化反应器内污泥浓度的变化颗粒污泥出现期颗粒污泥出现期环境
47、与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 颗粒污泥形成初期时的扫描电镜照片颗粒污泥形成初期时的扫描电镜照片(运行第运行第77天天)环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 颗粒污泥基本成熟后的扫描电镜照片颗粒污泥基本成熟后的扫描电镜照片(运行第运行第120天天)环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 颗粒污泥成熟后的扫描电镜照片颗粒污泥成熟后的扫描电镜照片( (运行运行180180天天) )环境与资源学院环境科学与工程系Envir
48、onment Science & Engineering 高温颗粒污泥高温颗粒污泥中温颗粒污泥中温颗粒污泥成熟颗粒污泥表面细成熟颗粒污泥表面细菌的分区分布菌的分区分布环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 颗粒污泥的培养条件颗粒污泥的培养条件v一般需要13个月；可分为：启动期、颗粒污泥形成期、颗粒污泥成熟期；v接种污泥的选择；v维持稳定的环境条件，如温度、pH值等；v污泥负荷0.050.1 kgCOD/kgSS.d， 容积负荷应小于0.5 kgCOD/m3.d；v保持反应器中低的VFA浓度；v表面水力负荷应大于0.3 m3/m2.d，淘
49、汰絮状污泥；v进水中可适当提供无机微粒，如钙和铁，同时应补充微量元素(如Ni、Co、Mo)环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering (2)颗粒污泥的理化性质v外观及颜色：v粒径：v沉速：v影响因素： 基质类型或进水水质； 运行工况负荷、温度、pH值；环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering 1)1)颗粒污泥的外观：颗粒污泥的外观：v 形状多种多样，呈卵形、球形、丝状等；形状多种多样，呈卵形、球形、丝状等；v 平均直径为平均直径为1 mm,一般为一般为0.12 mm，最大可达，最大可达
50、35 mm；v 颜色多为黑色、灰色、灰白色，其它还有淡黄色、暗绿色、红色等；颜色多为黑色、灰色、灰白色，其它还有淡黄色、暗绿色、红色等；环境与资源学院环境科学与工程系Environment Science & Engineering (3)颗粒污泥的组成颗粒污泥的组成v各类微生物、无机物、胞外多聚物等，VSS/SS一般为7090%；v主体是微生物，包括水解发酵菌、产氢产乙酸菌、产甲烷菌，或硫酸盐还原菌等，细菌总数为141012个/gVSS；v优势产甲烷菌有：索氏甲烷丝菌、马氏和巴氏甲烷八叠球菌等；vC、H、N的比例：C：4050%、H：7%、N：10%；v灰分含量受接种污泥、进水水质等的影响，