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1、厌氧生化法的特点：厌氧生化法的特点：（1 1）应用范围广）应用范围广n因因供供氧氧限限制制，好好氧氧法法一一般般只只适适用用于于中中、低低浓浓度度有有机机废废水水的的处处理理，而而厌厌氧氧法法既既适适用用于于高高浓浓度度有有机机废废水水，又又适适用用于于中中、低低浓浓度度有有机废水。机废水。n有有些些对对好好氧氧生生物物处处理理法法来来说说是是难难降降解解的的有有机机物物，但但对对厌厌氧氧生生物物处处理理是是可可降降解解的的，如如固固体体有有机机物物、着着色色剂剂蒽蒽醌醌和和某某些些偶偶氮氮染染料料等。等。2（2 2）能耗低）能耗低n好氧法需要消耗大量能量供氧，曝气费用随好氧法需要消耗大量能量
2、供氧，曝气费用随着有机物浓度的增加而增大，而厌氧法不需着有机物浓度的增加而增大，而厌氧法不需要充氧，产生沼气可作为能源。要充氧，产生沼气可作为能源。n废水有机物达一定水有机物达一定浓度后，沼气能量可以抵度后，沼气能量可以抵偿消耗能量。研究表明，当原水消耗能量。研究表明，当原水BODBOD5 5达到达到1500mg/L1500mg/L时，采用，采用厌氧氧处理有能量剩余。有理有能量剩余。有机物机物浓度愈高，剩余能量愈多。度愈高，剩余能量愈多。n一般厌氧法的动力消耗约为活性污泥法的一般厌氧法的动力消耗约为活性污泥法的1/101/10。3（3 3）负荷高）负荷高n通通常常好好氧氧法法的的有有机机容容积
3、积负负荷荷为为2-4 2-4 kgBOD/(mkgBOD/(m3 3d)d)，而厌氧法为而厌氧法为2-lO kgBOD/(m2-lO kgBOD/(m3 3d)d)，高的可达，高的可达50 50。（4 4）剩余污泥量少，且其浓缩性、脱水性良好）剩余污泥量少，且其浓缩性、脱水性良好n好好氧氧法法每每去去除除l l kgCODkgCOD将将产产生生生生物物量量，而而厌厌氧氧出出去去除除l l kgCODkgCOD只只产产生生0.02-0.l 0.02-0.l kgkg生生物物量量，剩剩余余污污泥泥量量只只有好氧法的有好氧法的5 5-20-20。（5 5）氮、磷营养需要量较少）氮、磷营养需要量较少n
4、好好氧氧法法一一般般要要求求BOD:N:PBOD:N:P为为l00:5:1l00:5:1，而而厌厌氧氧法法的的BOD:N:PBOD:N:P为为，对对氮氮、磷磷缺缺乏乏的的工工业业废废水水所所需需投投加加的的营营养量较少。养量较少。4（6 6）有杀菌作用）有杀菌作用n厌厌氧氧处处理理过过程程有有一一定定的的杀杀菌菌作作用用，可可以以杀杀死死废废水水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。和污泥中的寄生虫卵、病毒等。n厌氧活性污泥可以长期贮存。厌氧活性污泥可以长期贮存。（7 7）厌氧生物处理法也存在下列缺点）厌氧生物处理法也存在下列缺点:（a a）厌氧微生物增殖缓慢，因而厌氧设备启动和处）厌氧微生物增殖缓慢，
5、因而厌氧设备启动和处理所需时间比好氧设备长；理所需时间比好氧设备长；（b b）出水往往达不到排放标准，需要进一步处理，）出水往往达不到排放标准，需要进一步处理，故一般在厌氧处理后串联好氧处理；故一般在厌氧处理后串联好氧处理；（c c）厌氧处理系统操作控制因素较为复杂。）厌氧处理系统操作控制因素较为复杂。（d d）厌氧过程会产生气味对空气有污染）厌氧过程会产生气味对空气有污染。55.6.2 5.6.2 厌氧法的基本原理厌氧法的基本原理n废水厌氧生物处理：指在无分子氧条件下通过厌废水厌氧生物处理：指在无分子氧条件下通过厌氧微生物氧微生物(包括兼氧微生物）的作用，将废水中包括兼氧微生物）的作用，将废
6、水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程，也称为厌氧消化。物质的过程，也称为厌氧消化。n与好氧过程的根本区别在于不以分子态氧作为受与好氧过程的根本区别在于不以分子态氧作为受氢体，而以化合态氧、碳、硫、氮等作为受氢体。氢体，而以化合态氧、碳、硫、氮等作为受氢体。n厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，依厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，依靠三大主要类群的细菌，即水解产酸细菌、产氢靠三大主要类群的细菌，即水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用完成。产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用完成。65.6.3 5.6.3 厌氧法的工
7、艺和设备厌氧法的工艺和设备n按微生物生长状态分为厌氧活性污泥法和按微生物生长状态分为厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法；厌氧生物膜法；n按投料、出料及运行方式分为分批式、连按投料、出料及运行方式分为分批式、连续式和半连续式；续式和半连续式；n根据厌氧消化中物质转化反应的总过程是根据厌氧消化中物质转化反应的总过程是否在同一反应器中并在同一工艺条件下完否在同一反应器中并在同一工艺条件下完成，又可分为一步厌氧消化与两步厌氧消成，又可分为一步厌氧消化与两步厌氧消化等化等n厌氧活性污泥法包括普通消化池、厌氧接厌氧活性污泥法包括普通消化池、厌氧接触工艺、上流式厌氧污泥床反应器等。触工艺、上流式厌氧污泥床反应器等
8、。75.6.3.1 5.6.3.1 普通厌氧消化池普通厌氧消化池n普通消化池又称传统或常规消化池普通消化池又称传统或常规消化池n消化池常用密闭的圆柱形池，废水定期或连续消化池常用密闭的圆柱形池，废水定期或连续进入池中，经消化的污泥和废水分别由消化进入池中，经消化的污泥和废水分别由消化池底和上部排出，所产沼气从顶部排出。池底和上部排出，所产沼气从顶部排出。n池径从几米至三、四十米，柱体部分的高度约池径从几米至三、四十米，柱体部分的高度约为直径的为直径的1/2，池底呈圆锥形，以利排泥。，池底呈圆锥形，以利排泥。n为使进水与微生物尽快接触，需要一定的搅拌。为使进水与微生物尽快接触，需要一定的搅拌。常
9、用搅拌方式有三种：常用搅拌方式有三种：n(a)池内机械搅拌；池内机械搅拌；(b)沼气搅拌；沼气搅拌；(c)循环消循环消化液搅拌。化液搅拌。8循环消化液搅拌式消化池循环消化液搅拌式消化池 高温厌氧消化需要加温，高温厌氧消化需要加温，常用加热方式有三种常用加热方式有三种:n(a)(a)废水在消化池外废水在消化池外n先经热交换器预热到先经热交换器预热到n规定温度再进入消化规定温度再进入消化n池；池；n(b)(b)热蒸汽直接在消化热蒸汽直接在消化器内加热；器内加热；n(c)(c)在消化池内部安装在消化池内部安装热交换管。热交换管。9n普通消化池的特点普通消化池的特点:n可以直接处理悬浮固体含量较高或颗
10、粒较大的可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液。料液。n厌氧消化反应与固液分离在同一个池内实现，厌氧消化反应与固液分离在同一个池内实现，结构较简单。结构较简单。n缺乏持留或补充厌氧活性污泥的特殊装置，消缺乏持留或补充厌氧活性污泥的特殊装置，消化器中难以保持大量的微生物细胞。化器中难以保持大量的微生物细胞。n对无搅拌的消化器，还存在料液的分层现象严对无搅拌的消化器，还存在料液的分层现象严重，微生物不能与料液均匀接触的问题。重，微生物不能与料液均匀接触的问题。n温度不均匀，消化效率低。温度不均匀，消化效率低。105.6.3.2 5.6.3.2 厌氧接触法厌氧接触法n在消化池后设沉淀池，将沉淀
11、污泥回流至消化在消化池后设沉淀池，将沉淀污泥回流至消化池，形成了池，形成了厌氧接触法厌氧接触法。厌厌氧氧接接触触法法工工艺艺11厌氧接触法的特点厌氧接触法的特点:（a a）通通过过污污泥泥回回流流，保保持持消消化化池池内内较较高高的的污污泥浓度，一般为泥浓度，一般为10-15g/L10-15g/L，耐冲击能力强；，耐冲击能力强；（b b）消消化化池池的的容容积积负负荷荷较较普普通通消消化化池池高高，中中温温消消化化时时，一一般般为为2-l0kgCOD/m2-l0kgCOD/m3 3dd，水水力力停停留留时时间间比比普普通通消消化化池池大大大大缩缩短短，如如常常温温下下，普通消化池为普通消化池为
12、15-3015-30天，而接触法小于天，而接触法小于1010天；天；12（c c）可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒）可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液，不存在堵塞问题；较大的料液，不存在堵塞问题；（d d）混合液经沉降后，出水水质好。）混合液经沉降后，出水水质好。（e e）但需增加沉淀池、污泥回流和脱气等设）但需增加沉淀池、污泥回流和脱气等设备。备。（f f）缺点：混合液难于在沉淀池中进行固液）缺点：混合液难于在沉淀池中进行固液分离。分离。135.6.3.3 5.6.3.3 上流式厌氧污泥床反应器上流式厌氧污泥床反应器n上流式厌氧污泥床反应器简称上流式厌氧污泥床反应器简称UASB反
13、应器，反应器，由荷兰的由荷兰的G.Lettnga等人在等人在70年代初研制开发。年代初研制开发。n由反应区、沉淀区和三相分离室三部分组成。由反应区、沉淀区和三相分离室三部分组成。n上流式厌氧污泥床的池形有圆形、方形、矩形。上流式厌氧污泥床的池形有圆形、方形、矩形。小型装置常为圆柱形，底部呈锥形或圆弧形。小型装置常为圆柱形，底部呈锥形或圆弧形。n大型装置为便于设置气、液、固三相分离器，大型装置为便于设置气、液、固三相分离器，则一般为矩形，高度一般为则一般为矩形，高度一般为3-8m，其中污泥床，其中污泥床1-2m，污泥悬浮层，污泥悬浮层2-4m，多用钢结构或钢筋，多用钢结构或钢筋混凝土结构。混凝土
14、结构。14UASBUASB反应器示意图反应器示意图1516n（a）反应器内污泥浓度高，一般平均污泥浓度为）反应器内污泥浓度高，一般平均污泥浓度为30-40g/L，其中底部污泥床污泥浓度，其中底部污泥床污泥浓度60-80g/L，污泥悬浮层污泥浓度污泥悬浮层污泥浓度5-7g/L；n 污泥床中的污泥由占污泥床中的污泥由占70-80的活性生物量高度的活性生物量高度发展的颗粒污泥组成，颗粒的直径一般在之间，颗发展的颗粒污泥组成，颗粒的直径一般在之间，颗粒污泥是粒污泥是UASB反应器的一个重要特征。反应器的一个重要特征。n（b）有机负荷高，水力停留时间短，中温消化，）有机负荷高，水力停留时间短，中温消化，
15、COD容积负荷一般为容积负荷一般为10-20kg COD/m3d。n（c）反应器内设三相分离器，被沉淀区分离的污）反应器内设三相分离器，被沉淀区分离的污泥能自动回流到反应区，一般无污泥回流设备；泥能自动回流到反应区，一般无污泥回流设备；上流式厌氧污泥床反应器的特点上流式厌氧污泥床反应器的特点:17（d d）无混合搅拌设备。）无混合搅拌设备。投产运行正常后，利用本身产生的沼气和进水投产运行正常后，利用本身产生的沼气和进水来搅动；来搅动；（e e）污泥床内不填载体，节省造价及避免堵塞问）污泥床内不填载体，节省造价及避免堵塞问题。题。（f f）反应器内有短流现象，影响处理能力。）反应器内有短流现象，
16、影响处理能力。进水中的悬浮物应比普通消化池低得多，特别进水中的悬浮物应比普通消化池低得多，特别是难消化的有机物固体不宜太高，以免对污泥颗是难消化的有机物固体不宜太高，以免对污泥颗粒化不利或减少反应区的有效容积，甚至引起堵粒化不利或减少反应区的有效容积，甚至引起堵塞；塞；（g g）运行启动时间长，对水质和负荷突然变化比）运行启动时间长，对水质和负荷突然变化比较敏感。较敏感。185.6.3.4 厌氧滤池厌氧滤池n厌氧滤池又称厌氧固定膜反应器，是厌氧滤池又称厌氧固定膜反应器，是60年代末开年代末开发的新型高效厌氧处理装置。发的新型高效厌氧处理装置。n滤池呈圆柱形，池内装放填料，池底和池顶密封。滤池呈
17、圆柱形，池内装放填料，池底和池顶密封。n厌氧微生物附着于填料的表面生长，当废水通过厌氧微生物附着于填料的表面生长，当废水通过填料层时，在填料表面的厌氧生物膜作用下废水填料层时，在填料表面的厌氧生物膜作用下废水中的有机物被降解，并产生沼气，沼气从池顶部中的有机物被降解，并产生沼气，沼气从池顶部排出。排出。n废水从池底进入，池顶排出，称升流式厌氧滤池；废水从池底进入，池顶排出，称升流式厌氧滤池；n废水从池上部进入，以降流的形式流过填料层，废水从池上部进入，以降流的形式流过填料层，从池底部排出，称降流式厌氧滤池。从池底部排出，称降流式厌氧滤池。1920厌氧生物滤池的缺点及改进：厌氧生物滤池的缺点及改
18、进：n在厌氧生物滤池中，厌氧微生物大部分存在于生物膜中，在厌氧生物滤池中，厌氧微生物大部分存在于生物膜中，少部分以厌氧活性污泥的形式存在于滤料的孔隙中。少部分以厌氧活性污泥的形式存在于滤料的孔隙中。n厌氧微生物总量沿池高度分布很不均匀，在池进水部位厌氧微生物总量沿池高度分布很不均匀，在池进水部位高，相应的有机物去除速度快。高，相应的有机物去除速度快。n当废水中有机物浓度高时，特别是进水悬浮固体浓度和当废水中有机物浓度高时，特别是进水悬浮固体浓度和颗粒较大时，进水部位容易发生堵塞现象。颗粒较大时，进水部位容易发生堵塞现象。对厌氧生物滤池采取如下改进：对厌氧生物滤池采取如下改进：（a a）出水回流
19、；）出水回流；（b b）部分充填载体；）部分充填载体；（c c）采用软性填料。）采用软性填料。21厌氧生物滤池的特点：厌氧生物滤池的特点：（a a）由由于于填填料料为为微微生生物物附附着着生生长长提提供供了了较较大大的的表表面面积积，滤滤池池中中的的微微生生物物量量较较高高。因因生生物物膜膜停停留留时时间间长长，平平均均停停留留时时间间达达100100天天左左右右，可可承承受受的的有有机机容容积积负负荷荷高高，CODCOD容容积积负负荷荷为为2-16 2-16 kgCOD/kgCOD/(m(m3 3d)d)，耐冲击负荷能力强；，耐冲击负荷能力强；（b b）废水与生物膜两相接触面大，强化了传质过
20、程，因而有）废水与生物膜两相接触面大，强化了传质过程，因而有机物去除速度快；机物去除速度快；（c c）微生物固着生长为主，不易流失，因此不需污泥回流和）微生物固着生长为主，不易流失，因此不需污泥回流和搅拌设备；搅拌设备；（d d）停止运行后再启动比前述厌氧工艺法时间短。）停止运行后再启动比前述厌氧工艺法时间短。（e e）处理含悬浮物浓度高的有机废水，易发生堵塞，进水部）处理含悬浮物浓度高的有机废水，易发生堵塞，进水部位更严重。滤池的清洗还没简单有效的方法。位更严重。滤池的清洗还没简单有效的方法。225.6.3.5 5.6.3.5 厌氧流化床（厌氧流化床（AFBAFB）23厌氧流化床特点厌氧流化
21、床特点:（a a）载体颗粒细，比表面积大，）载体颗粒细，比表面积大，2000-3000m2000-3000m2 2/m/m3 3左右，左右，床内具有很高的微生物浓度，有机物容积负荷大，为床内具有很高的微生物浓度，有机物容积负荷大，为10-40kgCOD/10-40kgCOD/（m m3 3dd），水力停留时间短，耐冲击负），水力停留时间短，耐冲击负荷能力较强，运行稳定；荷能力较强，运行稳定；（b b）载体处于流化状态，无床层堵塞现象，对高、中、）载体处于流化状态，无床层堵塞现象，对高、中、低浓度废水均表现出较好的效能；低浓度废水均表现出较好的效能；（c c）载体流化时，废水与微生物之间接触面大
22、，同时两）载体流化时，废水与微生物之间接触面大，同时两者相对运动速度快，强化了传质过程，从而具有较高者相对运动速度快，强化了传质过程，从而具有较高的有机物净化速度；的有机物净化速度；（d d）床内生物膜停留时间较长，剩余污泥量少；）床内生物膜停留时间较长，剩余污泥量少；（e e）结构紧凑、占地少以及基建投资省等。）结构紧凑、占地少以及基建投资省等。（f f）载体流化耗能较大，要求系统的管理技术高。）载体流化耗能较大，要求系统的管理技术高。24n降低动力消耗和防止床层堵塞，可采取措降低动力消耗和防止床层堵塞，可采取措施：施：n（a a）间歇性流化床工艺。）间歇性流化床工艺。n 以固定床与流化床间
23、歇性交替操作。固以固定床与流化床间歇性交替操作。固定床操作时，不需回流，在一定时间间歇定床操作时，不需回流，在一定时间间歇后，又启动回流泵，呈流化床运行；后，又启动回流泵，呈流化床运行；n（b b）尽可能取质轻、粒细的载体，如粒径）尽可能取质轻、粒细的载体，如粒径20203030 m m、相对密度的载体。保持低的回、相对密度的载体。保持低的回流量，甚至免除回流就可实现床层流态化。流量，甚至免除回流就可实现床层流态化。255.7 生物污泥的处理生物污泥的处理 n生物化学法是经济、有效的水处理方法，但生物化学法是经济、有效的水处理方法，但是产生大量的污泥和沉渣。一般污水厂产生是产生大量的污泥和沉渣
24、。一般污水厂产生的污泥量约是处理水量的的污泥量约是处理水量的(体积体积)。n污泥成分相当复杂：含氮、磷、钾、有机物污泥成分相当复杂：含氮、磷、钾、有机物等植物营养成份，以及各类微生物和无机物，等植物营养成份，以及各类微生物和无机物，还含重金属离子、病原微生物、寄生虫卵等还含重金属离子、病原微生物、寄生虫卵等有毒有害物质，必须妥善处理。有毒有害物质，必须妥善处理。265.7.1 5.7.1 污泥分类及性质污泥分类及性质n污泥主要成分是有机物。处理生活污水的沉淀池排出污泥主要成分是有机物。处理生活污水的沉淀池排出的污泥，食品厂、屠宰场及有机化工厂的污泥，生化的污泥，食品厂、屠宰场及有机化工厂的污泥
25、，生化处理后二次沉淀池中的污泥都属于这一类。处理后二次沉淀池中的污泥都属于这一类。n污泥主要特征：污泥主要特征：含有机物多，易腐化发臭；颗粒较细，含有机物多，易腐化发臭；颗粒较细，比重接近比重接近1 1；含水率高，呈胶状结构，不易脱水；易用；含水率高，呈胶状结构，不易脱水；易用管道输送；含较多植物营养素，有肥效；含病原菌及管道输送；含较多植物营养素，有肥效；含病原菌及寄生虫卵。寄生虫卵。n沉渣主要成分沉渣主要成分是无机物。沉砂池，给水和工业废水处是无机物。沉砂池，给水和工业废水处理过程中的泥砂、铁屑、石灰渣等属于这一类。理过程中的泥砂、铁屑、石灰渣等属于这一类。n沉渣主要特征沉渣主要特征：颗粒
26、粗，比重大；易脱水，不易腐化；：颗粒粗，比重大；易脱水，不易腐化；流动性差，不易用管道输送。流动性差，不易用管道输送。275.7.2 5.7.2 污泥的浓缩处理污泥的浓缩处理n污泥的含水率很高，活性污泥含水率污泥的含水率很高，活性污泥含水率99%99%，进行污泥处理前需要浓缩，降低含水率，减小进行污泥处理前需要浓缩，降低含水率，减小处理设备容积和处理成本（化学药剂、加热、处理设备容积和处理成本（化学药剂、加热、管道输送和提升费用等）。管道输送和提升费用等）。n重力浓缩法是应用最广、操作最简便的一种浓重力浓缩法是应用最广、操作最简便的一种浓缩方法，主要设备是浓缩池。缩方法，主要设备是浓缩池。5.
27、7.3 5.7.3 污泥的处理和处置方法污泥的处理和处置方法n厌氧消化法和焚烧法应用较多。厌氧消化法和焚烧法应用较多。28带式带式压滤机压滤机有害有害无害无害海洋还原海洋还原填埋填埋肥料、土壤改良肥料、土壤改良集料资源集料资源喷雾燃烧喷雾燃烧湿法氧化脱水湿法氧化脱水自然干燥自然干燥消化消化水洗水洗加药加药污泥污泥浓缩浓缩预处理预处理脱水脱水干燥干燥焚烧焚烧有害性有害性判别判别无害无害化处化处理理填埋填埋重力重力加压气浮加压气浮离心离心加药加药热调质热调质冷冻冷冻离心机离心机压滤机压滤机带式带式过滤机过滤机螺杆螺杆压榨机压榨机立式多段炉立式多段炉回转炉回转炉流动炉流动炉喷流炉喷流炉机动炉排机动炉排烧固烧固与混凝土固化与混凝土固化与塑料熔融与塑料熔融与塑料熔融与塑料熔融污泥处理处置基本流程污泥处理处置基本流程29思考题思考题n1.废水的厌氧生物处理原理。废水的厌氧生物处理原理。n2.比较废水的厌氧生物处理和好氧生物处理。比较废水的厌氧生物处理和好氧生物处理。n3.污泥处理的方法。污泥处理的方法。30