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1、2023/3/212和好氧法相比，厌氧法的特点：（1）应用范围广 好氧法一般只适用于中、低浓度有机废水的处理，而厌氧法既适用于高浓度有机废水，又适用于中、低浓度有机废水。（2）能耗低 一般厌氧法动力消耗约为好氧法的10%-15%。第2页/共71页2023/3/213（3）负荷高好氧法有机容积负荷为2-4 kgBOD/(m3d)；而厌氧法为2-1OkgCOD/(m3d)，高的可达50kgCOD/(m3d)。（4）剩余污泥量少，且其浓缩性、脱水性良好 厌氧法的剩余污泥量只有好氧法的5-20。（5）氮、磷营养需要量较少 好氧法一般要求BOD:N:P为l00:5:1，而厌氧法的BOD:N:P为200:
2、5:1。第3页/共71页2023/3/214（6）有杀菌作用 厌氧处理过程有一定的杀菌作用，可以杀死废水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。（7）厌氧污泥增殖慢，系统启动和处理时间长（8）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。第4页/共71页2023/3/215厌厌氧氧生生物物处处理理是是一一个个复复杂杂的的微微生生物物化化学学过过程程，依依靠靠三三大大主主要要类类群群的的细细菌菌，即即水水解解产酸细菌产酸细菌、产氢产乙酸细菌产氢产乙酸细菌和和产甲烷细菌产甲烷细菌的联合作用完成的联合作用完成。厌氧消化过程划分为四个连续的阶段，即厌氧消化过程划分为四个连续的阶段，即水解
3、阶段水解阶段、酸化阶段酸化阶段、产氢产乙酸阶段产氢产乙酸阶段和和产甲烷阶段产甲烷阶段。#.1.1 厌氧生物处理的基本原理厌氧生物处理的基本原理第5页/共71页2023/3/216大分子有机大分子有机物（碳水化物（碳水化合物、蛋白合物、蛋白质、脂肪等）质、脂肪等）水解和水解和溶解的溶解的有机物有机物胞外酶胞外酶水解水解酸化酸化产酸细菌产酸细菌有机酸有机酸醇类醇类醛类等醛类等产氢产乙酸细菌产氢产乙酸细菌产氢产乙酸产氢产乙酸甲烷细菌甲烷细菌甲烷化甲烷化乙酸乙酸H H2 2，COCO2 2CHCH4 4CHCH4 4甲烷细菌甲烷细菌甲烷化甲烷化第6页/共71页2023/3/2171.1.厌厌氧氧生生物
4、物处处理理是是一一个个复复杂杂的的微微生生物物化化学学过过程程，依依靠靠三三大大主主要要类类群群的的细细菌菌，即即水水解解产酸细菌产酸细菌、产氢产乙酸细菌产氢产乙酸细菌和和产甲烷细菌产甲烷细菌的联合作用完成。的联合作用完成。2.2.厌氧消化过程划分为四个连续的阶段，即厌氧消化过程划分为四个连续的阶段，即水解阶段水解阶段、酸化阶段酸化阶段、产氢产乙酸阶段产氢产乙酸阶段和和产甲烷阶段产甲烷阶段。第7页/共71页2023/3/2183.3.第一阶段为第一阶段为水解阶段水解阶段。复杂的大分子、不溶性有机物先在细胞外酶的作用下水解。复杂的大分子、不溶性有机物先在细胞外酶的作用下水解为小分子、溶解性有机物
5、；为小分子、溶解性有机物；4.4.第二阶段为第二阶段为酸化阶段酸化阶段。水解后的小分子、溶解性有机物渗入细胞体内，在细胞内。水解后的小分子、溶解性有机物渗入细胞体内，在细胞内酶的作用下，分解产生挥发性有机酸、醇类、醛类等。这个阶段主要产生较高级酶的作用下，分解产生挥发性有机酸、醇类、醛类等。这个阶段主要产生较高级脂肪酸。脂肪酸。第8页/共71页2023/3/2195.5.第第三三阶阶段段为为产产氢氢产产乙乙酸酸阶阶段段。在在产产氢氢产产乙乙酸酸细细菌菌的的作作用用下下，第第二二阶阶段段产产生生的的各种有机酸被分解转化成乙酸和各种有机酸被分解转化成乙酸和H H2 2，在降解奇数碳素有机酸时还形成
6、，在降解奇数碳素有机酸时还形成COCO2 2。6.6.第第四四阶阶段段为为产产甲甲烷烷阶阶段段。产产甲甲烷烷细细菌菌将将乙乙酸酸、乙乙酸酸盐盐、COCO2 2和和H H2 2等等转转化化为为甲甲烷烷。此此阶阶段段由由两两组组生生理理上上不不同同的的产产甲甲烷烷菌菌完完成成：一一组组把把氢氢和和二二氧氧化化碳碳转转化化成成甲甲烷烷；另另一一组组从从乙乙酸酸或或乙乙酸酸盐盐脱脱羧羧产产生生甲甲烷烷；前前者者约约占占总总量量的的l/3l/3后后者者约约占占2/32/3。第9页/共71页2023/3/2110控制厌氧处理效率的基本因素有两类控制厌氧处理效率的基本因素有两类:u一一类类是是基基础础因因素
7、素，包包括括微微生生物物量量 (污污泥泥浓浓度度)、营营养养比比、混混合合接接触触状状况况、有有机机负荷等；负荷等；u另一类是另一类是环境因素环境因素，如温度、，如温度、pHpH值、氧化还原电位、有毒物质等。值、氧化还原电位、有毒物质等。u产产甲甲烷烷细细菌菌是是决决定定厌厌氧氧消消化化效效率率和和成成败败的的主主要要微微生生物物，产产甲甲烷烷阶阶段段是是厌厌氧氧过过程程速率的限制步骤。速率的限制步骤。#.2.2 厌氧法的影响因素厌氧法的影响因素第10页/共71页2023/3/2111一、温度条件一、温度条件u各各类类微微生生物物适适宜宜的的温温度度范范围围是是不不同同的的，一一般般认认为为，
8、产产甲甲烷烷菌菌的的温温度度范范围围为为5-605-60。u在在3535和和5353上上下下可可以以分分别别获获得得较较高高的的消消化化效效率率，温温度度为为40-4540-45时时，厌厌氧消化效率较低。氧消化效率较低。u据据产产甲甲烷烷菌菌适适宜宜温温度度条条件件的的不不同同，厌厌氧氧法法可可分分为为常常温温消消化化、中中温温消消化化和和高高温消化温消化三种类型。三种类型。#.2.2 厌氧法的影响因素厌氧法的影响因素第11页/共71页2023/3/2112温度对厌氧消化过程的影响温度对厌氧消化过程的影响#.2.2 厌氧法的影响因素厌氧法的影响因素第12页/共71页2023/3/2113u温度
9、的急剧变化和上下波动不利于厌氧消化作用。短时内温度升降55，沼气产量明显下降，波动的幅度过大时，甚至停止产气。u温度的波动，不仅影响沼气产量，还影响沼气中甲烷的含量，尤其高温消化对温度变化更为敏感。u温度的暂时性突然降低不会使厌氧消化系统遭受根本性的破坏，温度一经恢复到原来水平时，处理效率和产气量也随之恢复。#.2.2 厌氧法的影响因素厌氧法的影响因素第13页/共71页2023/3/2114二、二、pHpH值值每种微生物可在一定的pHpH值范围内活动，产酸细菌对酸碱度不及甲烷细菌敏感，其适宜的pHpH值范围较广，在4.5-8.04.5-8.0之间。产甲烷菌要求环境介质pHpH值严格控制在6.8
10、-7.26.8-7.2范围内。#.2.2 厌氧法的影响因素厌氧法的影响因素第14页/共71页2023/3/2115在厌氧消化过程中，pHpH值的升降变化除了外界因素的影响之外，还取决于有机物代谢过程中某些产物的增减。产酸作用产物使有机酸的含量增加，会使pHpH值下降。含氮有机物分解产物氨的增加，会引起pHpH值升高。在厌氧处理中，pHpH值除受进水的pHpH影响外，主要取决于代谢过程中自然建立的缓冲平衡，取决于挥发酸、碱度、COCO2 2、氨氮、氢之间的平衡。#.2.2 厌氧法的影响因素厌氧法的影响因素第15页/共71页2023/3/2116在通常的情况下，常规厌氧消化工艺中温处理高浓度工业废
11、水的有机负荷为2-3kgCOD/2-3kgCOD/(m(m3 3d)d)，在高温下为4-6kgCOD/(m4-6kgCOD/(m3 3d)d)。上流式厌氧污泥床反应器、厌氧滤池、厌氧流化床等新型厌氧工艺的有机负荷在中温下为 5-15 kgCOD/(m5-15 kgCOD/(m3 3d)d)，可高达30 kgCOD/(m30 kgCOD/(m3 3d)d)。三、有机负荷三、有机负荷#.2.2 厌氧法的影响因素厌氧法的影响因素第16页/共71页2023/3/2117l厌氧活性污泥主要由厌氧微生物及其代谢的和吸附的有机物、无机物组成。l在一定的范围内，活性污泥浓度愈高，厌氧消化的效率也愈高，但也不是
12、越高越好。四、厌氧活性污泥四、厌氧活性污泥#.2.2 厌氧法的影响因素厌氧法的影响因素第17页/共71页2023/3/2118l搅拌可消除池内梯度，增加食料与微生物之间的接触，避免产生分层，促进沼气搅拌可消除池内梯度，增加食料与微生物之间的接触，避免产生分层，促进沼气分离。分离。l搅拌法有搅拌法有机械搅拌法、消化液循环搅拌法机械搅拌法、消化液循环搅拌法和和沼气循环搅拌法沼气循环搅拌法等。等。l厌厌氧氧滤滤池池和和上上流流式式厌厌氧氧污污泥泥床床等等新新型型厌厌氧氧消消化化设设备备，虽虽没没有有专专设设搅搅拌拌装装置置，但但以以上流的方式连续投入料液，通过液流及其扩散作用，也起到一定程度的搅拌作
13、用。上流的方式连续投入料液，通过液流及其扩散作用，也起到一定程度的搅拌作用。五、搅拌和混合五、搅拌和混合#.2.2 厌氧法的影响因素厌氧法的影响因素第18页/共71页2023/3/2119六、废水的营养比六、废水的营养比 厌氧法中碳厌氧法中碳:氮氮:磷控制为磷控制为200:5:1200:5:1为宜。为宜。七、有毒物质七、有毒物质 包括有包括有毒有机物、重金属离子和一毒有机物、重金属离子和一些阴离子等些阴离子等。有毒物质的最高容许浓度。有毒物质的最高容许浓度与处理系统的运行方式、污泥驯化程度、与处理系统的运行方式、污泥驯化程度、废水特性、操作控制条件等因素有关。废水特性、操作控制条件等因素有关。
14、#.2.2 厌氧法的影响因素厌氧法的影响因素第19页/共71页2023/3/2120#.3.3 污水的厌氧生物处理方法污水的厌氧生物处理方法u按微生物生长状态分为厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法；u按投料、出料及运行方式分为分批式、连续式和间歇式；u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成，又可分为一段厌氧消化与两段厌氧消化等；u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。第20页/共71页2023/3/2121 1.化粪池化粪池是一个矩形密闭的池子，用隔墙分为两室或三室，各室之间用连接管接通；废水由一端进入，通过各室后由另一端排出；悬浮
15、物沉于池底后进行缓慢的厌氧发酵；各室的顶盖上设有入孔，可定期（数月）将消化后的污泥挖出，供作农肥；这种处理构筑物通常设于独立的居住或公共建筑物的下水管道上，用于初步处理粪便废水。#.3.3 污水的厌氧生物处理方法污水的厌氧生物处理方法第21页/共71页2023/3/2122又称厌氧固定膜反应器。又称厌氧固定膜反应器。滤池呈圆柱形，池内装放填料，滤池呈圆柱形，池内装放填料，池底和池顶密封。池底和池顶密封。厌厌氧氧微微生生物物附附着着于于填填料料的的表表面面生生长长，当当废废水水通通过过填填料料层层时时，在在填填料料表表面面的的厌厌氧氧生物膜作用下，废水中的有机物被降解，并产生沼气，沼气从池顶部排
16、出。生物膜作用下，废水中的有机物被降解，并产生沼气，沼气从池顶部排出。#.3.3 污水的厌氧生物处理方法污水的厌氧生物处理方法2 2、厌氧生物滤池、厌氧生物滤池第22页/共71页2023/3/2123#.3 污水的厌氧生物处理方法废废水水从从池池底底进进入入，从从池池上上部部排排出出，称称升升流式流式厌氧滤池；厌氧滤池；废废水水从从池池上上部部进进入入，以以降降流流的的形形式式流流过过填填料料层层，从从池池底底部部排排出出，称称降流式降流式厌氧滤池厌氧滤池。第23页/共71页2023/3/2124u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
17、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，又又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长长达达100100天天左左右右，因因而而可可承承受受的的有有机机容积负荷高，容积负荷高，CODCOD容积负荷为容积负荷为2-16 kgCOD/(m2-16 kgCOD/(m3 3d)d)，且耐冲击负荷能力强；，且耐冲击负荷能力强；#.3 污水的厌氧生物处理方法第24页/共71页2023/3/2125b)b)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；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；c)c)微生物固
18、着生长为主，不易流失，因此不需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污泥回流和搅拌设备；d)d)启动或停止运行后再启动比前述厌氧工艺法时间短。启动或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，尤以进水部位更严重。处理含悬浮物浓度高的有机废水，易发生堵塞，尤以进水部位更严重。滤池的清洗也还没有简单有效的方法。滤池的清洗也还没有简单有效的方法。#.3 污水的厌氧生物处理方法第25页/共71页2023/3/2126p在在厌厌氧氧生生物物滤滤池池中中，厌厌氧氧微微生生物物大大部部分分存存在在于于生生物物膜膜中中，少少部部分分以以厌厌氧氧活
19、活性性污污泥的形式存在于滤料的孔隙中。泥的形式存在于滤料的孔隙中。p厌厌氧氧微微生生物物总总量量沿沿池池高高度度分分布布是是很很不不均均匀匀的的，在在池池进进水水部部位位高高，相相应应的的有有机机物物去除速度快。去除速度快。p当当废废水水中中有有机机物物浓浓度度高高时时，特特别别是是进进水水悬悬浮浮固固体体浓浓度度和和颗颗粒粒较较大大时时，进进水水部部位位容易发生堵塞现象，因此，悬浮物高的废水不适用。容易发生堵塞现象，因此，悬浮物高的废水不适用。厌氧生物滤池的不足：#.3 污水的厌氧生物处理方法第26页/共71页2023/3/2127u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：（
20、a a）出水回流；）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。#.3 污水的厌氧生物处理方法第27页/共71页2023/3/2128普通消化池又称普通消化池又称普通厌氧活普通厌氧活性性污泥法性性污泥法。消化池常用密闭的圆柱形池，消化池常用密闭的圆柱形池，废水定期或连续进入池中，废水定期或连续进入池中，经消化的污泥和废水分别由经消化的污泥和废水分别由消化池底和上部排出，所产消化池底和上部排出，所产沼气从顶部排出。沼气从顶部排出。#.3 污水的厌氧生物处理方法3 3、普通厌氧消化池、普通厌氧消化池第28页/共71页2023/3/2129池池径径从从几
21、几米米至至三三、四四十十米米，柱柱体体部部分分的的高高度度约约为为直直径径的的1/21/2，池池底底呈呈圆圆锥锥形形，以利排泥。以利排泥。为使进水与微生物尽快接触，需要一定的搅拌。常用搅拌方式有三种：为使进水与微生物尽快接触，需要一定的搅拌。常用搅拌方式有三种：(a)(a)池内机械搅拌；池内机械搅拌；(b)(b)沼气搅拌；沼气搅拌；(c)(c)循环消化液搅拌。循环消化液搅拌。#.3 污水的厌氧生物处理方法第29页/共71页2023/3/2130螺旋桨搅拌的消化螺旋桨搅拌的消化池池循环消化液搅拌式消化池#.3 污水的厌氧生物处理方法第30页/共71页2023/3/2131第31页/共71页202
22、3/3/2132第32页/共71页2023/3/2133普通消化池的特点普通消化池的特点:可可以以直直接接处处理理悬悬浮浮固固体体含含量量较较高高或或颗颗粒粒较较大大的的料料液。液。厌厌氧氧消消化化反反应应与与固固液液分分离离在在同同一一个个池池内内实实现现，结结构较简单。构较简单。缺缺乏乏持持留留或或补补充充厌厌氧氧活活性性污污泥泥的的特特殊殊装装置置，消消化化器中难以保持大量的微生物细胞。器中难以保持大量的微生物细胞。对对无无搅搅拌拌的的消消化化器器，还还存存在在料料液液的的分分层层现现象象严严重重，微生物不能与料液均匀接触的问题。微生物不能与料液均匀接触的问题。温度不均匀，消化效率低。温
23、度不均匀，消化效率低。#.3 污水的厌氧生物处理方法第33页/共71页2023/3/2134l在消化池后设沉淀池，将沉淀污泥回流至消化池，形成了厌氧接触法。厌厌氧氧接接触触法法工工艺艺流流程程4 4、厌氧接触法、厌氧接触法#.3 污水的厌氧生物处理方法第34页/共71页2023/3/2135通通过过污污泥泥回回流流，保保持持消消化化池池内内污污泥泥浓浓度度较较高高，一一般般为为12-15g/L12-15g/L，回回流流比比高高达达2-32-3；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 3d d
24、，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，普普通通消消化化池池为为15-30 15-30 d d，而而接接触触法小于法小于10 d10 d；#.3 污水的厌氧生物处理方法厌氧接触法的特点:第35页/共71页2023/3/2136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；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；混合液经沉降后，出水水质好；混合液经沉降后，出水水质好；但需增加沉淀池、污泥回流和脱气等设备（目的是将污泥絮体上的气泡除去，但需增加沉淀池、污泥回流和脱气等设备（目的是将污泥絮体上的气泡除去，改善污泥的沉
25、降性能）；改善污泥的沉降性能）；厌氧接触法存在混合液难于在沉淀池中进行固液分离的缺点厌氧接触法存在混合液难于在沉淀池中进行固液分离的缺点。#.3 污水的厌氧生物处理方法第36页/共71页2023/3/2137上流式厌氧污泥床反应器上流式厌氧污泥床反应器(upflow anaerobic sludge(upflow anaerobic sludge blanket reactor)blanket reactor)，简称，简称UASBUASB反应器反应器，是由荷兰的，是由荷兰的G.LettngaG.Lettnga等人在等人在7070年代年代初研制开发的。初研制开发的。污污泥泥床床反反应应器器内内没
26、没有有载载体体，是是一一种种悬悬浮浮生生长长型型的的消消化化器，属于器，属于厌氧活性污泥法厌氧活性污泥法。由由反应区反应区、沉淀区沉淀区和和气室气室三部分组成。三部分组成。UASB布置结果示意图布置结果示意图布水区布水区反应区反应区三相分离区三相分离区出水区出水区#.3 污水的厌氧生物处理方法5 5、上流式厌氧污泥床反应器、上流式厌氧污泥床反应器第37页/共71页2023/3/2138#.3 污水的厌氧生物处理方法UASBUASB反应器示意图反应器示意图第38页/共71页2023/3/2139#.3 污水的厌氧生物处理方法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
27、或圆弧形；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3-8m，其中污泥床1-2m，污泥悬浮层2-4m，多用钢结构或钢筋混凝土结构。第39页/共71页2023/3/2140工业级UASB装置钢制圆形结构钢制圆形结构#.3 污水的厌氧生物处理方法第40页/共71页2023/3/2141#.3 污水的厌氧生物处理方法第41页/共71页2023/3/2142第42页/共71页2023/3/2143#.3 污水的厌氧生物处理方法第43页/共71页2023/3/2144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:（a a）反反应应器器内内污污泥泥浓浓度度高高，一一般般平
28、平均均污污泥泥浓浓度度为为30-40g/L30-40g/L，其其中中底底部部污污泥泥床床污污泥泥浓度浓度60-80g/L60-80g/L，污泥悬浮层污泥浓度，污泥悬浮层污泥浓度5-7g/L5-7g/L；污污泥泥床床中中的的污污泥泥由由活活性性生生物物量量占占70-8070-80的的高高度度发发展展的的颗颗粒粒污污泥泥组组成成，颗颗粒粒的的直直径径一一般般在在0.5-5.0mm0.5-5.0mm之间，颗粒污泥是之间，颗粒污泥是UASBUASB反应器的一个重要特征。反应器的一个重要特征。（b b）有有机机负负荷荷高高，水水力力停停留留时时间间短短，中中温温消消化化，CODCOD容积负荷一般为容积负
29、荷一般为10-20 kgCOD/(m10-20 kgCOD/(m3 3d)d)；#.3 污水的厌氧生物处理方法第44页/共71页2023/3/2145 （c c）反应器内设三相分离器，被沉淀区分离的污泥）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；能自动回流到反应区，一般无污泥回流设备；（d d）无混合搅拌设备。投产运行正常后，利用本身）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来搅动；产生的沼气和进水来搅动；（e e）污泥床内不填载体，节省造价及避免堵塞问题。）污泥床内不填载体，节省造价及避免堵塞问题。（f f）反反应应器器内内有有短短流流现
30、现象象，影影响响处处理理能能力力。进进水水中中的的悬悬浮浮物物应应比比普普通通消消化化池池低低得得多多，特特别别是是难难消消化化的的有有机机物物固固体体不不宜宜太太高高，以以免免对对污污泥泥颗颗粒粒化化不不利利或或减减少反应区的有效容积，甚至引起堵塞；少反应区的有效容积，甚至引起堵塞；（g g）运运行行启启动动时时间间长长，对对水水质质和和负负荷荷突突然然变变化化较较敏敏感。感。#.3 污水的厌氧生物处理方法第45页/共71页2023/3/21466 6、厌氧流化床、厌氧流化床#.3 污水的厌氧生物处理方法第46页/共71页2023/3/2147厌氧流化床特点厌氧流化床特点:（a a）载载体体
31、颗颗粒粒细细，比比表表面面积积大大，可可高高达达2000-3000m2000-3000m2 2/m/m3 3左左右右，使使床床内内具具有有很很高高的的微微生生物物浓浓度度，因因此此有有机机物物容容积积负负荷荷大大，一一般般为为10-40kgCOD/m10-40kgCOD/m3 3d d，水水力力停停留留时时间短，具有较强的耐冲击负荷能力，运行稳定；间短，具有较强的耐冲击负荷能力，运行稳定；（b b）载载体体处处于于流流化化状状态态，无无床床层层堵堵塞塞现现象象，对对高高、中中、低低浓浓度度废废水水均均表表现现出出较较好好的效能；的效能；#.3 污水的厌氧生物处理方法第47页/共71页2023/
32、3/2148（c c）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）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，从而具有较高的有机物净化速度；了传质过程，从而具有较高的有机物净化速度；（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）但载体流化耗能较大，且对系统的管理技术要求较高。）但载体流化耗能较大，且对系统的管理技术要求较高。#.3 污水的厌氧生物处理方法第48页/共71页2023/3/2149#.3 污水的
33、厌氧生物处理方法为了降低动力消耗和防止床层堵塞，可采取如下措施：为了降低动力消耗和防止床层堵塞，可采取如下措施：（1）采用间歇性流化床工艺，即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，在一定时间间歇后，又启动回流泵，呈流化床运行；（2）尽可能取质轻、粒细的载体，如粒径20-30m、相对密度1.05-1.2g/cm3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。第49页/共71页2023/3/21507 7、厌氧生物转盘示意图、厌氧生物转盘示意图#.3 污水的厌氧生物处理方法第50页/共71页2023/3/2151（1 1）厌氧生物转盘内微生物浓度高，因此有机物容积负荷高
34、，水力停留时间短；）厌氧生物转盘内微生物浓度高，因此有机物容积负荷高，水力停留时间短；（2 2）无堵塞问题，可处理较高浓度的有机废水；）无堵塞问题，可处理较高浓度的有机废水；（3 3）一般不需回流，所以动力消耗低；）一般不需回流，所以动力消耗低；（4 4）耐冲击能力强，运行稳定，运转管理方便。但盘片造价高。）耐冲击能力强，运行稳定，运转管理方便。但盘片造价高。#.3 污水的厌氧生物处理方法厌氧生物转盘的特点：第51页/共71页2023/3/2152p厌氧消化反应分别在两个独立的反应器中进行，每一反应器完成一个阶段的反应，厌氧消化反应分别在两个独立的反应器中进行，每一反应器完成一个阶段的反应，比
35、如一为产酸阶段，另一为产甲烷阶段，故又称比如一为产酸阶段，另一为产甲烷阶段，故又称两段式厌氧消化法两段式厌氧消化法。p按照所处理的废水水质情况，两步可以采用同类型或不同类型的消化反应器。按照所处理的废水水质情况，两步可以采用同类型或不同类型的消化反应器。p第一段反应器可采用简易非密闭装置、在常温、较宽第一段反应器可采用简易非密闭装置、在常温、较宽pHpH值范围条件下运行；第二段值范围条件下运行；第二段反应器则要求严格密封、严格控制温度和反应器则要求严格密封、严格控制温度和pHpH值范围。值范围。#.3 污水的厌氧生物处理方法8 8、分段厌氧法、分段厌氧法第52页/共71页2023/3/2153
36、接触消化池接触消化池-上流式上流式污泥床两段消化工艺污泥床两段消化工艺热交换器被废水加热到需要的温度水解产酸反应，控制条件之产生脂肪酸，尽量不产生沼气沉降分离，去除不溶性有机物产甲烷阶段，使第一步反应产生的有机酸生成甲烷和二氧化碳等最终产物第53页/共71页2023/3/2154（1 1）耐冲击负荷能力强，运行稳定，避免了一步法不耐高有机酸浓度的缺陷；）耐冲击负荷能力强，运行稳定，避免了一步法不耐高有机酸浓度的缺陷；（2 2）两两阶阶段段反反应应不不在在同同一一反反应应器器中中进进行行，互互相相影影响响小小，可可更更好好地地控控制制工工艺艺条条件；件；（3 3）消消化化效效率率高高，尤尤其其适
37、适于于处处理理含含悬悬浮浮固固体体多多、难难消消化化降降解解的的高高浓浓度度有有机机废废水；水；（4 4）但两步法设备较多，流程和操作复杂。）但两步法设备较多，流程和操作复杂。#.3 污水的厌氧生物处理方法两段厌氧法具有如下特点两段厌氧法具有如下特点:第54页/共71页2023/3/2155纤维填料厌氧滤池和上流纤维填料厌氧滤池和上流式厌氧污泥床复合法工艺式厌氧污泥床复合法工艺#.3 污水的厌氧生物处理方法第55页/共71页2023/3/2156一、厌氧设备的启动一、厌氧设备的启动厌氧处理工艺的缺点之一是微生物增殖缓慢，设备启动时间长，若能取得大量的厌氧活性污泥就可缩短投产期。最好选择同类物料
38、厌氧消化污泥。如果采用一般的未经消化的有机污泥自行培养，所需时间更长。一般来说，接种污泥量为反应器有效容积的1010-90-90，依消化污泥的来源方便情况酌定，原则上接种量比例增大，启动时间缩短。#.4 厌氧设备的运行管理厌氧设备的运行管理第56页/共71页2023/3/2157二、厌氧反应器运行中的欠平衡现象及其原因二、厌氧反应器运行中的欠平衡现象及其原因l厌氧消化过程易于出现酸化，即产酸量与用酸量不协调，这种现象称为欠平衡。l欠平衡时可以显示出如下的症状:消化液挥发性有机酸浓度增高；沼气中甲烷含量降低；消化液pH值下降；沼气产量下降；有机物去除率下降。#.4 厌氧设备的运行管理厌氧设备的运
39、行管理第57页/共71页2023/3/2158l诸症状中最先显示的是挥发性有机酸浓度的增高，故它是一项最有用的监视参数，有助于尽早地察觉欠平衡状态的出现。欠平衡的原因：有机负荷过高；进水pHpH值过低或过高；碱度过低，缓冲能力差；有毒物质抑制；反应温度急剧波动；池内有溶解氧及氧化剂存在。#.4 厌氧设备的运行管理厌氧设备的运行管理第58页/共71页2023/3/2159#.4 厌氧设备的运行管理厌氧设备的运行管理厌氧设备的运行管理很重要的问题是安全问题。沼气中的甲烷比空气轻、非常易燃，空气中甲烷含量为 5-15时，遇明火即发生爆炸。沼气中含有微量有毒的硫化氢，但低浓度的硫化氢就能被人们所察觉。
40、沼气中的二氧化碳。凡需因出料或检修进入消化池之前，务必以新鲜空气彻底置换池内的消化气体，以确保安全。三、运行管理中的安全要求第59页/共71页2023/3/2160#.5 厌氧和好氧技术的联合运用l实际工业废水中有机物的浓度较高，COD可以达到几万甚至几十万。l高浓度有机废水用一种方法很难处理到要求的水平。l所以需要用厌氧和好氧处理方法联合应用才能达到好的效果。此处仅举一例：第60页/共71页2023/3/2161废废水水 初次初次沉沉 淀淀池池换换热热器器上流上流式厌式厌氧污氧污泥床泥床生生物物接接触触氧氧化化池池二次沉淀池出水污泥回流污泥回流沼气沼气净化净化沼气沼气利用利用沉渣利用沉渣利用
41、某制药厂废水处理工艺流程某制药厂废水处理工艺流程车 间 排 水，COD 1000015000mg/L初次沉淀池沉降后COD降低到 10000mg/L左右，沉渣可作饲料冬季需对废水加温到35度容积负荷为13kgCOD/(m3.d)，停留时间为24小时，出水COD降低到3000mg/L。经好氧生物接触氧化，出水COD降 低 到300mg/L#.5 厌氧和好氧技术的联合运用第61页/共71页2023/3/2162#.5 厌氧和好氧技术的联合运用u采用厌氧与好氧工艺相结合的工艺，还可以达到生物脱氮、除磷的目的。u目前厌氧与好氧联合的工艺较多，有些仍处在研究阶段。u活性污泥法生物脱氮是其中的一种，生物脱
42、氮包括硝化和反硝化两个反应过程。第62页/共71页2023/3/2163#.5 厌氧和好氧技术的联合运用硝化是废水中的氨态氮在好氧条件下，通过好氧细菌 (亚硝酸菌和硝酸菌)的作用，被氧化成亚硝酸盐(N02-)和硝酸盐(N03-)的反应过程。首先，由亚硝酸菌将氨态氮转化为亚硝酸盐：NH4 O2HCO3-NO2-H2CO3H2O亚硝酸菌再由硝酸菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐：NO2-NH4+H2CO3HCO3-O2 NO3-H2O硝酸菌第63页/共71页2023/3/2164#.5 厌氧和好氧技术的联合运用反硝化即脱氮，是在缺氧条件下，通过脱氮菌的作用，将亚硝酸盐和硝酸盐还原成氮气，该反应过程中，反硝化
43、菌需要有机碳源（如甲醇）作电子供体，利用NO3-中的氧进行缺氧呼吸，反应过程可表示如下：NO3-CH3OHH2CO3 N2H2OHCO3-微生物细胞NO2-CH3OHH2CO3 N2H2OHCO3-微生物细胞第64页/共71页2023/3/2165#.5 厌氧和好氧技术的联合运用u亚硝酸菌和硝酸菌都是化能自养菌。硝化反应需在好氧条件下进行并以氧作为电子受体。u反硝化菌是一类化能异养兼性缺氧微生物，其反应需在缺氧的条件下进行。u试验表明，对废水首先通过5-6的强烈曝气，可以完成硝化阶段，然后再使废水处于4-5无氧状态，脱氮率可以达80以上。第65页/共71页2023/3/2166A/OA/O脱氮
44、工艺脱氮工艺废废水水好好氧氧脱脱碳碳缺缺氧氧反反硝硝化化沉淀池沉淀池好好氧氧硝硝化化沉淀池沉淀池1好氧活性污泥回流缺氧活性污泥回流出水出水回流回流一、一、A/OA/O活性污泥法脱氮工艺活性污泥法脱氮工艺#.5 厌氧和好氧技术的联合运用第66页/共71页2023/3/2167#.5 厌氧和好氧技术的联合运用n这种脱氮系统的工艺流程是让废水依次经历缺氧反硝化、好氧去碳和硝化的阶段，故又称为缺氧、好氧脱氮系统，简称A/O系统。nA/O系统中，硝化段的溶解氧一般为2-4mg/L，反硝化段的溶解氧应小于0.5mg/L。第67页/共71页2023/3/2168二、二、A/A/OA/A/O工艺流程工艺流程含
45、磷污泥含磷污泥释放磷释放磷反硝化反硝化含硝酸根废水含硝酸根废水回流厌氧池进水进水好氧池二沉池缺氧池出水出水除磷脱氮工艺除磷脱氮工艺#.5 厌氧和好氧技术的联合运用第68页/共71页2023/3/21697.5 厌氧和好氧技术的联合运用u这种脱氮系统的工艺流程是让废水依次经过厌氧，缺氧、好氧三个阶段，故称为厌氧、缺氧、好氧脱氮系统，简称A/A/O系统（也称为A2/O系统）。u该系统是以去除有机碳、氮和磷为主的废水处理工艺。第69页/共71页2023/3/2170高浓度废水厌氧处理与好氧处理的经济分析:好氧每日处理100mg/L COD约须耗电600-700kwh；而厌氧法则可产沼气500m3。好氧法每日处理1000kg COD所需的体积约600-700m3；而厌氧法只需100-200m3。7.5 厌氧和好氧技术的联合运用第70页/共71页2023/3/2171感谢您的观看。第71页/共71页