污染控制第四章-厭氧工藝與設(shè)備課件

污染控制微生物工程劉廷志張紅杰

60601169606019886號樓421生物樓2081四、厭氧處理技術(shù)的發(fā)展1896年，英國出現(xiàn)第一座用于處理生活污水的厭氧消化池，產(chǎn)沼氣用于街道照明；1914年，美國14城市建立厭氧消化池；50S中期，出現(xiàn)厭氧接觸反應(yīng)器；60S末，厭氧濾池(AnaerobicFilter,AF）70S，厭氧處理的最大突破，UASB；2

污水厭氧生物處理的發(fā)展過程早期發(fā)展1881~1950年第二代厭氧反應(yīng)器1955年開發(fā)了厭氧接觸法新工藝，標(biāo)志著現(xiàn)代厭氧反應(yīng)器的開端。

第三代厭氧反應(yīng)器1980年Switzenbaum等推出了厭氧附著膜膨脹床反應(yīng)器（AAFEB）,還有厭氧流化床（AFB）。厭氧處理發(fā)展可分為三個階段3(一)普通厭氧消化池普通消化池又稱傳統(tǒng)或常規(guī)消化池

5厭氧消化池攪拌方式(a)池內(nèi)機械攪拌；(b)沼氣攪拌；(c)循環(huán)消化液攪拌。6厭氧消化池加熱方式高溫厭氧消化需要加溫，常用加熱方式有三種:(a)池外加熱(b)直接加熱；(c)池內(nèi)熱交換管。7（二）厭氧濾池

厭氧濾池（anaerobicfilter又稱厭氧固定膜反應(yīng)器）。厭氧微生物附著于填料的表面生長，當(dāng)廢水通過填料層時，在填料表面的厭氧生物膜作用下，廢水中的有機物被降解，并產(chǎn)生沼氣，沼氣從池頂部排出。9升流式厭氧濾池；降流式厭氧濾池。

升流式厭氧生物濾池結(jié)構(gòu)10厭氧生物濾池的特征：厭氧生物固定化厭氧微生物量分布不均勻進水部位容易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。11（b）廢水與生物膜兩相接觸面大，強化了傳質(zhì)過程，因而有機物去除速度快（c）微生物固著生長為主，不易流失，因此不需污泥回流和攪拌設(shè)備；

（d）啟動時間短。（e）處理含懸浮物濃度高的有機廢水，易發(fā)生堵塞。13主要缺點：

濾料費用較貴

濾料容易堵塞主要優(yōu)點：

處理能力較高濾池內(nèi)可以保持很高的微生物濃度不需另設(shè)泥水分離設(shè)備、出水SS較低設(shè)備簡單、操作方便14（三）厭氧接觸法在消化池后設(shè)沉淀池，將沉淀污泥回流至消化池，形成了厭氧接觸法（anaerobiccontactprocess)。厭氧接觸法工藝動畫15厭氧接觸法的特點:（a）通過污泥回流，保持消化池內(nèi)污泥濃度較高，一般為10-15g/L，耐沖擊能力強；

（b）消化池的容積負荷較普通消化池高，中溫消化時，一般為2-l0kgCOD/m3·d，水力停留時間比普通消化池大大縮短，如常溫下，普通消化池為15-30天，而接觸法小于10天；17（c）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；

（d）混合液經(jīng)沉降后，出水水質(zhì)好，（e）但需增加沉淀池、污泥回流和脫氣等設(shè)備（f）厭氧接觸法存在混合液難于在沉淀池中進行固液分離的缺點。18（四）膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器（EGSB）上流速度高（2.5-6m/h），遠高于UASB所采用的0.5-2.5m/h，污泥床處于部分或全部“膨脹化”。適宜處理低濃度廢水（1500mg/L以下）目前尚未形成生產(chǎn)規(guī)模應(yīng)用。19上流式厭氧污泥床反應(yīng)器:UASB（upflowanaerobicsludgeblanketreactor)是由荷蘭的G.Lettnga等人在上世紀70年代初研制開發(fā)的。污泥床反應(yīng)器內(nèi)沒有人工載體，反應(yīng)器內(nèi)微生物以自身聚集生長，為顆粒污泥狀態(tài)存在，因而能達到高生物量和高效高負荷。1概述21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。大型裝置為便于設(shè)置氣、液、固三相分離器，則一般為矩形，高度一般為3-8m，其中污泥床1-2m，污泥懸浮層2-4m，多用鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。22UASB反應(yīng)器示意圖23UASB頂部圖25UASB氣帽圖26缺點：（a）大型裝置內(nèi)會有短流現(xiàn)象（要求配水裝置性能要好）（b）進水SS要求≤200mg/L，以免對污泥顆粒化不利或減少反應(yīng)區(qū)的有效容積，甚至引起堵塞（c）在沒有顆粒污泥接種的情況下，啟動時間長（d）對水質(zhì)和負荷突然變化比較敏感（e）要求水溫高些，最好35℃以上。29

3UASB的構(gòu)造和組成3031顆粒(granules)菌膠團(pellets)絮體（flocs)絮狀污泥(nocculentsludge)4厭氧顆粒污泥325UASB的設(shè)計（三相分離）33三相分離器設(shè)計

三相分離器的基本構(gòu)造：三相分離器的型式是多種多樣的，但其三項主要功能均為氣液分離、固液分離和污泥回流；主要組成部分為氣封、沉淀區(qū)和回流縫。34356升流式厭氧污泥床反應(yīng)器的啟動

UASB反應(yīng)器的啟動可分為兩個階段:接種污泥在適宜的馴化過程中獲得一個合理分布的微生物群體。這種合理分布群體的大量生長、繁殖啟動具體過程如下：

36工作過程參數(shù)污泥濃度：40-80g/L容積負荷：10-20kgCOD/（m3?d）。荷蘭Biothane公司為加拿大Bathurst造紙公司設(shè)計15600m3UASB反應(yīng)器，日處理造紙廢水185tCOD。37厭氧、好氧結(jié)合工藝實例38(六)IC反應(yīng)器IC（internalcirculation）反應(yīng)器是新一代高效厭氧反應(yīng)器，廢水在反應(yīng)器中自下而上流動，污染物被細菌吸附并降解，凈化過的水從反應(yīng)器上部流出。39(六)IC反應(yīng)器優(yōu)點（1）容積負荷高：IC反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高，微生物量大，且存在內(nèi)循環(huán)，傳質(zhì)效果好，進水有機負荷可超過普通厭氧反應(yīng)器的3倍以上。（2）節(jié)省投資和占地面積：IC反應(yīng)器容積負荷率高出普通UASB反應(yīng)器3倍左右，其體積相當(dāng)于普通反應(yīng)器的1/4—1/3左右，大大降低了反應(yīng)器的基建投資；而且IC反應(yīng)器高徑比很大（一般為4—8），所以占地面積少。3）抗沖擊負荷能力強：處理低濃度廢水（COD=2000—3000mg/L）時，反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)流量可達進水量的2—3倍；處理高濃度廢水（COD=10000—15000mg/L）時，內(nèi)循環(huán)流量可達進水量的10—20倍。大量的循環(huán)水和進水充分混合，使原水中的有害物質(zhì)得到充分稀釋，大大降低了毒物對厭氧消化過程的影響。40(六)IC反應(yīng)器優(yōu)點（4）抗低溫能力強：溫度對厭氧消化的影響主要是對消化速率的影響。IC反應(yīng)器由于含有大量的微生物，溫度對厭氧消化的影響變得不再顯著和嚴重。通常IC反應(yīng)器厭氧消化可在常溫條件（20—25℃）下進行，這樣減少了消化保溫的困難，節(jié)省了能量。（5）具有緩沖pH值的能力：內(nèi)循環(huán)流量相當(dāng)于第1厭氧區(qū)的出水回流，可利用COD轉(zhuǎn)化的堿度，對pH值起緩沖作用，使反應(yīng)器內(nèi)pH值保持最佳狀態(tài)，同時還可減少進水的投堿量。（6）內(nèi)部自動循環(huán)，不必外加動力：普通厭氧反應(yīng)器的回流是通過外部加壓實現(xiàn)的，而IC反應(yīng)器以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動力來實現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán)，不必設(shè)泵強制循環(huán)，節(jié)省了動力消耗。IC反應(yīng)器當(dāng)前在造紙行業(yè)應(yīng)用較多的是用各類廢紙作原料的造紙企業(yè)，處理的目的包括實現(xiàn)一般的達標(biāo)排放，通過治理后的廢水回用，從而達到節(jié)水和治污的雙重目的。41(六)IC反應(yīng)器缺點：IC缺點尤其在污水可