水污染控制工程污水厭氧生物處理丨

第十七章污水的厭氧生物處理第一節(jié)厭氧生物處理的基本原理第二節(jié)厭氧生物處理方法第三節(jié)厭氧生物處理法的設(shè)計(jì)第四節(jié)厭氧和好氧技術(shù)的聯(lián)合運(yùn)用第一節(jié)厭氧生物處理的基本原理厭氧生物處理的特點(diǎn)

1、優(yōu)點(diǎn)能耗少、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)低，適用于高濃度有機(jī)廢水的處理；污泥產(chǎn)量及營養(yǎng)需求少；產(chǎn)生甲烷，可作潛在能源；可承受較高的有機(jī)負(fù)荷，并實(shí)現(xiàn)HRT與SRT的有效分離。2、缺點(diǎn)運(yùn)行啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、控制要求高；難以一次性實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放；處理效果受溫度的影響大。厭氧生物處理的發(fā)展

1、歷史沿革問世至今已百余年；經(jīng)歷四個(gè)不同發(fā)展時(shí)期：20世紀(jì)20年代前：主要用于生活污水（糞便）處理。如法國的自動(dòng)凈化器（1881年）、英國的化糞池（1895年）和德國的Imhoff池（1905年）；20世紀(jì)50年代前：應(yīng)用于污泥的穩(wěn)定化處理（普通污泥消化池）；20世紀(jì)50年代后：應(yīng)用于各種高濃度有機(jī)（工業(yè)）廢水處理。20世紀(jì)70年代后：開發(fā)和應(yīng)用新型、高效厭氧處理工藝，應(yīng)用迅速推廣。2、工藝類型第一代厭氧反應(yīng)器工藝（傳統(tǒng)型污泥消化池和廢水厭氧反應(yīng)器）：20世紀(jì)50~60年代前應(yīng)用于污泥的穩(wěn)定化和污水處理處理；時(shí)間長(zhǎng)、容積大、效率低。HRT=SRT；第二代厭氧反應(yīng)器工藝（兩相及UASB工藝等）：20世紀(jì)70年代后應(yīng)用于污水處理；時(shí)間短、容積大大縮小、效能提高。SRT＞HRT（SRT與HRT分離）；第三代厭氧反應(yīng)器工藝（分相多級(jí)工藝等）：20世紀(jì)90年代后應(yīng)用于高濃度有機(jī)廢水處理；時(shí)間更段、容積更小、效能更高。SRT＞＞HRT（SRT與HRT分離、微生物分相、復(fù)合流態(tài)）。3、應(yīng)用現(xiàn)狀

污泥的厭氧處理面對(duì)的是固態(tài)有機(jī)物，所以稱為消化。消化過程液化(酸化)液態(tài)污泥的pH迅速下降，轉(zhuǎn)化產(chǎn)物中有機(jī)酸是主體氣化(甲烷化)產(chǎn)生消化氣，主體是CH4兩階段:四階段:大分子有機(jī)物(碳水化合物，蛋白質(zhì)，脂肪等)水解細(xì)菌的胞外酶水解的和溶解的有機(jī)物酸化產(chǎn)酸細(xì)菌有機(jī)酸醇類醛類等H2，CO2乙酸化乙酸細(xì)菌乙酸甲烷化甲烷細(xì)菌CH4甲烷細(xì)菌CH4低溫15~25℃，中溫30~35℃，高溫50~55℃影響厭氧的環(huán)境因素溫度pH氧化還原電位有毒物質(zhì)產(chǎn)酸菌：4.5~7.0，產(chǎn)甲烷菌：6.5~8.0，最佳：6.5~7.5堿度：2000mg/l不產(chǎn)甲烷菌：－100~＋100mv產(chǎn)甲烷菌：－350~－400mv甲烷菌專性厭氧，且處理系統(tǒng)中不能含有濃度過高的SO42-，SO32-。污水和泥液中的堿度有緩沖作用，如果有足夠的堿度中和有機(jī)酸，其pH有可能維持在6.8以上，酸化和甲烷化兩大類細(xì)菌就可以共存，從而消除分階段現(xiàn)象。厭氧法與好氧法相比，降解較不徹底，放出的熱量少，反應(yīng)速度低。主要用于污泥的消化、高濃度有機(jī)廢水和溫度較高的有機(jī)工業(yè)廢水的處理。影響甲烷菌生長(zhǎng)的因素pH：6.8~7.2溫度：35~38oC、52~55oC第二節(jié)污水的厭氧生物處理方法一、化糞池化糞池例圖用于處理來自廁所的糞便廢水。曾廣泛用于不設(shè)污水廠的合流制排水系統(tǒng)。還可用于郊區(qū)的別墅式建筑。二、厭氧生物濾池優(yōu)點(diǎn)：處理能力高；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(jiǎn)單、操作方便。缺點(diǎn)：濾料費(fèi)用較高；濾料易堵塞，尤其是下部，生物膜很厚；堵塞后，沒有簡(jiǎn)單有效的清洗方法。因此，懸浮物高的廢水不適用。

特點(diǎn)：1、生物濃度高，有機(jī)負(fù)荷率較高2、抗沖擊負(fù)荷能力高3、無需回流，無污泥流失4、升流式SS≤200mg/l

類型：升流式降流式三、厭氧接觸法對(duì)于懸浮物較高的有機(jī)廢水，可以采用厭氧接觸法，它實(shí)際上是厭氧活性污泥法，不需要曝氣而需要攪拌、需要脫氣。

主要特征：

在厭氧器后設(shè)沉淀池，污泥進(jìn)行回流，使反應(yīng)器內(nèi)維持較高的污泥濃度，降低水力停留時(shí)間。有關(guān)技術(shù)措施：1、在反應(yīng)器與沉淀池之間設(shè)脫氣器2、在反應(yīng)器與沉淀池之間設(shè)冷卻器（35℃-15℃），抑制甲烷菌活動(dòng)3、投加混凝劑四、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)試驗(yàn)結(jié)果證明，良好的污泥床，有機(jī)負(fù)荷率和去除率高，不需要攪拌設(shè)備，能適應(yīng)負(fù)荷沖擊和溫度與pH的變化。上流式厭氧污泥床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)組成：集生物反應(yīng)與沉淀于一體1、進(jìn)水配水系統(tǒng)：均勻布水、水利攪拌2、反應(yīng)區(qū)：顆粒污泥區(qū)40—80mg/l懸浮污泥區(qū)10—30mg/l3、三相分離器：由沉淀區(qū)、回流縫、氣封組成，將沼氣、污泥和廢水三相分離4、氣室：集氣5、廢水排出系統(tǒng)

顆粒污泥形成機(jī)理顆粒污泥：密實(shí)、邊緣圓滑的顆粒，直徑為0.5—4mm，、反應(yīng)區(qū)：顆粒污泥區(qū)和懸浮污泥區(qū)形成機(jī)理：晶核假說—Lettinga電中和作用—Mahoney胞外多聚物架橋作用—Samson影響杏顆粒母污泥鈔形成疤的因涉素1、溫拉度：中滅溫或高死溫2、接旦種污泥翁的數(shù)量叫和質(zhì)量3、堿笨度：7訪50—購100篩0mg/桌l4、廢水丟性質(zhì)甚：C/N高5、水厲力負(fù)荷侮和有機(jī)迫負(fù)荷：顆粒污糧泥的類植型顆粒電污泥鞋的類吉型（1）桿烘菌顆誘粒：猾緊密炊球形針顆粒鍬，主賞要由繁桿狀齒菌、護(hù)絲狀角菌組畢成；費(fèi)顆粒響直徑1~3貓mm。（2）絲涌菌顆鎮(zhèn)粒：步顆?；糜翊笾馒f呈球慚形，室主要臥由松饅散互拍卷的報(bào)絲狀碑菌組青成，耗絲狀攤菌附收著在經(jīng)惰性遣粒子猛表面縣；顆接粒直親徑1~涂5m攀m。（3）球狀菌顆耗粒：蕩精密老球狀旋顆粒血，主頃要由雕甲烷桌八疊慕球菌壤組成勝；顆禮粒直演徑0.1譜~1.糧5mm。顆粒污慰泥的形筆成過程UAS個(gè)B初次博啟動(dòng)處的操價(jià)作原柿則最初的洞污泥負(fù)砌荷低于0.樹1~對(duì)0.誘2k蒙gC辨OD拐cr謙/k羊gM賠LS末S.敏d；在廢水洽中原有你和分解求產(chǎn)生的VF遙A有效差分解乒之前蘆，不毫應(yīng)提儉高反掌應(yīng)器掛負(fù)荷垃；反應(yīng)爆器內(nèi)旁的環(huán)垂境條鄙件應(yīng)壓控制飽在有訪利于錦產(chǎn)甲窗烷菌屢繁殖扯之范欠圍內(nèi)蓋；接種愿污泥忍量應(yīng)疑盡可表能多彎，一護(hù)般應(yīng)噴為10功~1括5k喪gV攜SS釋/m叮3；控制鋒一定巴的上云升流讀速，是允許脅多余沉（穩(wěn)雁定差惕）的凍污泥外洗脫劫掉，機(jī)而截縫留重去質(zhì)污痕泥。主要設(shè)資計(jì)參數(shù)表面圣水力歇負(fù)荷圓（上梨升流鄉(xiāng)豐速u，m/h）；有機(jī)暖容積潑負(fù)荷脅（OLR，kgC樂ODc猾r/m撓3.d）；反應(yīng)區(qū)窗高度（h）?！裥纬晒眯跄蕴O污泥層曬時(shí)：u=0滴.5m縫/h（最大1.趟5m鐮/h），里相應(yīng)任的OLR為5~6誘kg保COD眾cr/攝m3.酒d，反應(yīng)慨區(qū)高度熔一般為6m為宜；●完全照為顆粒共污泥床針時(shí)：u=0伴.6~就0.9憂m/h（最大1.酸5m增/h），相肯應(yīng)的OLR為10~耗20紅kgC你ODc淹r/m境3.d或以上漫，反應(yīng)測(cè)區(qū)高度際一般為3.5賀~6m；表面桶水力豆負(fù)荷煎（上珍升流嚴(yán)速u，m/h）重要的少工藝設(shè)高計(jì)參數(shù)慌；決定UA補(bǔ)SB的截切面積陳（A）；與顆渣粒污修泥的啄沉降荷速度腰和進(jìn)苗水水刃質(zhì)有兼關(guān)。有機(jī)社容積梅負(fù)荷親（OLR，kg伸CO艙Dc鍬r/欄m3墾.d）有機(jī)尋容積扇負(fù)荷塞（OL改R，kg初CO壓Dc恨r(nóng)/挖m3易.d）重要工仆藝設(shè)計(jì)村參數(shù)；決定UAS候B的處鄙理效牌能蹤蝶；與所需迅達(dá)到的懇處理要院求和進(jìn)活水水質(zhì)蠶有關(guān)。三相經(jīng)分離襲器的聯(lián)設(shè)計(jì)集氣罩駝安裝角竿度α=墳4翻5°掌~6戴0°；沉淀負(fù)區(qū)表封面水傍力負(fù)畫荷≤0.州7m辜3/找m2限.h；水流通藥過縫隙省的流速恩≤2.承0m糾/h；集氣施室間擋縫隙遙的總妻截面梨積不齊小于四反應(yīng)泄器截堆面積醒的15%槐~20冒%；集氣援室高疊度1.須0~燃1.雜5m；氣封交葉叉板重畜疊10季~2券0c后m。布水店系統(tǒng)魚的設(shè)驕計(jì)作用：堅(jiān)均勻布煎水是保雨證處理遍效果的哥重要條緞件；原則：化采用大肺阻力配溉水系統(tǒng)會(huì)；方式：肢間歇式盾、脈沖蔑式、連文續(xù)式、釘組合式筒；布置摧：多鵲點(diǎn)布肺水，腸每個(gè)圓點(diǎn)的蹤蝶服務(wù)崇面積球?yàn)?~逐3m充2。水封灰高度作用：足保證集該氣；原則：凡不堵塞循；計(jì)算：H=H零1-昌H2=（h1+乖h2）-H蔽2。沼氣謹(jǐn)產(chǎn)量緒及其屯成分1m恐ol（16g）啞的和甲烷毒相當(dāng)老于64險(xiǎn)gC禮OD簽cr；氧化l.暴0g幫CO蜻Dc較r或BOD5可產(chǎn)生0.介35棍L的CH4；CO棚Dc掃r濃度諸越低沒，單篇位重塘量有恨機(jī)物至的產(chǎn)撲氣率斬越高火。在布實(shí)際奮工程犁中，教高濃梁度有滴機(jī)廢陵水的揚(yáng)產(chǎn)氣計(jì)率能燙接近別理論失值，風(fēng)而低泉濃度乓有機(jī)慰廢水曲則一殊般低秋于理泳論值尊；穩(wěn)態(tài)束運(yùn)行蠅時(shí)，貌沼氣制中的CH4含量蹄和CO2的含驗(yàn)量基陰本穩(wěn)遇定。暫甲烷鄙的含士量一桌般為65%概~75哭%，二氧良化碳的孟含量為20%略~30欣%。當(dāng)靠沼氣虎中含矛有H2S氣體時(shí)信，反應(yīng)俊器將受售到嚴(yán)重丹的抑制棚而使甲暖烷和二扔氧化碳頃的含量跪大大降準(zhǔn)低。上流式脅厭氧污臨泥床—云濾層反戚應(yīng)器(UB駁F)UAS閘B+A休FEG速SB反應(yīng)怨器IC反應(yīng)飯器五、鋪分段失厭氧齡處理披法第一鉆段：錫水解故和液膚化有環(huán)機(jī)物瞇為有良機(jī)酸駕；緩離沖和嬸稀釋肅負(fù)荷論沖擊蠶與有礙害物內(nèi)質(zhì)，礦并將惰截留撒難降耐解的隨固態(tài)暑物質(zhì)再。第二含段：土保持煌嚴(yán)格枝的厭胃氧條雨件和pH童，以利籮于甲喇烷菌錫的生廈長(zhǎng)；機(jī)降解班、穩(wěn)剃定有判機(jī)物剩，產(chǎn)醉生含央甲烷著較多狗的消補(bǔ)化氣描，并膜截留遷懸浮駁固體誘，以雁改善莊出水衣水質(zhì)親。六、厭氧生物轉(zhuǎn)盤厭氧生物轉(zhuǎn)盤與好氧生物轉(zhuǎn)盤大體相同，微生物附著在惰性的介質(zhì)上，它完全或部分淹沒在水中，廢水中同時(shí)保持一定數(shù)量的懸浮物。七、厭氧流化床法厭氧流化床法與好氧流化床法相似，但它是在厭氧條件下，封閉水力循環(huán)式的生物濾池反應(yīng)器。

八、筒厭氧扶折流從板反蔥應(yīng)器鼻（AB桑R）第三夾節(jié)互厭債氧生饑物處困理法細(xì)的設(shè)作計(jì)一、流冬程和設(shè)肯備的選夕擇處理工倒藝的選們擇消化苗溫度采用跟單級(jí)閥或兩徹級(jí)(段)消競(jìng)化內(nèi)容二、厭辟氧反應(yīng)守器的設(shè)枯計(jì)計(jì)算依確定洲反應(yīng)貢器容捉積的廁常用巡壽參數(shù)賓是負(fù)旨荷率N和消擦化時(shí)餐間t，公式明為：產(chǎn)氣言量一強(qiáng)般可速按0.蜘4~恨0.管5m3/kg咱(CO捎D)進(jìn)行估填算。三、膜消化池秘的熱量傭計(jì)算包括將片廢水提蠶高到池借溫所需協(xié)的熱量掃和補(bǔ)償蔑池壁、申池蓋所必散失的票熱量。提高舊廢水殲溫度截所需宰的熱季量為Q1：通過殺池壁指、池取蓋等碧散失烘的熱愁量Q2與池子顏構(gòu)造和濫材料有填關(guān)，可橋用下式液估算：第四節(jié)乒厭氧遍和好氧昌技術(shù)的蜘聯(lián)合運(yùn)東用有些廢嶼水含有壇很多復(fù)稿雜的有慰機(jī)物，司對(duì)于好給氧生物選處理而晴言是屬股于難生噸物降解愉或不能春降解的沫，但這慮些有機(jī)棍物往往侄可以通由過厭氧腹菌分解脾為較小失分子的賠有機(jī)物幣，而那甩些較小競(jìng)分子的際有機(jī)物皮可以通反過好氧疊菌進(jìn)一垮步分解茫。采用缺盾氧與好胖氧工藝飄相結(jié)合級(jí)的流程蹲，可以份達(dá)到生要物脫氮剪的目的(A/O法)。厭氧-缺氧-好氧法(A/孤A/談O法)和缺拒氧-厭氧-好氧法(倒置A/躲A/南O法)，可露以在叛去除BOD和COD的同常時(shí)，妄達(dá)到慨脫氮偽、除姻磷的常效果擠。習(xí)題家和思狡考題試比較害好氧生毅物處理沈與厭氧妹生物處他理共同柿點(diǎn)與不卻同點(diǎn)。影響囑厭氧延生物段處理裁因素危有哪膛些？UA鵝SB反應(yīng)器葛有哪幾過部分組芹成？各己自的主盛要功能鍋是什么悲？。試比較效幾種厭奴氧處理宮方法的滑優(yōu)缺點(diǎn)句及適應(yīng)愧條件計(jì)算羽題某工劃業(yè)廢衛(wèi)水水教量為Q=密50票0m申3/脈d，進(jìn)氏水CO脾D=月36斤00術(shù)0m疼g/飼L。厭氧昂生物處賢理溫度網(wǎng)為t=肥28培℃，水力控停留時(shí)巾間（HR懷T）為T=寨5天，菊泥齡瘡為θC=15倍d，產(chǎn)率關(guān)系數(shù)為Y=0農(nóng).02機(jī)1，微