廢水生物處理新技術(shù)精品PPT課件

1、廢水生物處理新技術(shù)馬偉芳 副教授參考教材1、廢水處理理論與設(shè)計(jì),張自杰主編，中國(guó)建筑工業(yè)出版社2、水污染治理新技術(shù)新工藝、新概念、新理論,王寶貞主編，科學(xué)出版社3、廢水生物處理新技術(shù)理論與應(yīng)用，沈耀良 王寶貞編著，中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社4、廢水處理與資源化新工藝,趙慶良主編，中國(guó)建筑工業(yè)出版社5、廢水工程處理與回用，美梅特卡夫和艾迪公司第1部分 廢水厭氧生物處理新工藝環(huán)保技術(shù)可行性的重要衡量尺度應(yīng)能杜絕或明顯減少污染物的產(chǎn)生不需要用清水對(duì)污染物稀釋對(duì)環(huán)境污染的控制而言它們有較高效率應(yīng)盡可能做到資源的回收和綜合利用應(yīng)當(dāng)是低成本的技術(shù)，包括基建、設(shè)備動(dòng)力、操作和維修等費(fèi)用應(yīng)較低操作和維修應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)單應(yīng)能夠

2、在較大規(guī)模和較小規(guī)模同樣好地運(yùn)行能夠被當(dāng)?shù)氐娜藗冋J(rèn)識(shí)和接受選擇廢水處理方法的重要尺度 應(yīng)當(dāng)對(duì)各類污染物（BOD、SS、氨和有機(jī)氮、磷酸鹽、致病菌）有較高的去除率 工藝系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)對(duì)高峰負(fù)荷、電力供應(yīng)的突然中斷、供液的中斷以及對(duì)毒性污染物等有較高的剛干擾能力或穩(wěn)定性 工藝上具有靈活性，例如對(duì)效率的改進(jìn)，規(guī)模的擴(kuò)大等 工藝系統(tǒng)在操作、維修和控制上應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)單，應(yīng)不需要工程技術(shù)人員進(jìn)行連續(xù)的現(xiàn)場(chǎng)操作 占地應(yīng)當(dāng)少，特別在土地緊缺和地價(jià)較高的地區(qū) 工藝系統(tǒng)需要的不同操作單元應(yīng)盡量少 工藝系統(tǒng)使用壽命長(zhǎng) 這一系統(tǒng)在使用中沒(méi)有嚴(yán)重的污泥處理難題 系統(tǒng)不應(yīng)當(dāng)有嚴(yán)重的臭氣問(wèn)題 系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)有回收有用副產(chǎn)品的可能性 工藝的應(yīng)

3、用有足夠的經(jīng)驗(yàn)以資借鑒項(xiàng)目好氧生物處理厭氧生物處理優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用范圍低濃度有機(jī)廢水，易降解有機(jī)物高、低濃度有機(jī)廢水，某些難降解有機(jī)物能量消耗高（需充氧曝氣設(shè)備）低，是活性污泥法的1/10能量回收無(wú)有，理論上去除kgCOD產(chǎn)生0.35m3CH4容積負(fù)荷率低：24kgCOD/(m3d) 高：510kgCOD/(m3d) 剩余污泥處理多：0.40.6kg/kgCODcr，費(fèi)用高少：為活性污泥的1/61/10，費(fèi)用低營(yíng)養(yǎng)需要量高：BOD:N:P=100:5:1 低：BOD:N:P=（300500）:5:1 耐沖擊負(fù)荷能力弱強(qiáng)對(duì)水溫適宜范圍常溫1030常溫1030/中溫3040/高溫5060處理成本高低：約為

4、好氧法成本的1/3不足生化反應(yīng)速度較快較慢水力停留時(shí)間較短較長(zhǎng)系統(tǒng)啟動(dòng)需時(shí)短，一般需12周需時(shí)長(zhǎng)，一般需812周處理后水質(zhì)一般可達(dá)標(biāo)排放需進(jìn)一步好氧或物化處理才能達(dá)標(biāo)排放（1） 厭氧生物處理的優(yōu)點(diǎn) 廢水處理成本低，僅為好氧法成本的1/3或更低 能源需求少，而且還能產(chǎn)生能源（甲烷） 厭氧廢水處理設(shè)備負(fù)荷高，占地少 剩余污泥量比好氧法少，脫水性能好，濃縮時(shí)可不使用脫水劑 對(duì)營(yíng)養(yǎng)物需求量少，BOD:N:P=300-500:5:1 可處理高濃度的有機(jī)廢水 厭氧微生物在停止供養(yǎng)的情況下能較長(zhǎng)時(shí)間的保持活性（2） 厭氧生物處理的缺點(diǎn) 進(jìn)水負(fù)荷高，但出水水質(zhì)比好氧差 厭氧微生物對(duì)環(huán)境要求高，對(duì)有毒物質(zhì)較為敏

5、感 厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)較為緩慢，8-12周左右1 基本原理水解階段：高分子有機(jī)物不能為細(xì)菌直接利用，在細(xì)菌胞外酶作用下，分解為小分子，能夠溶解于水并透過(guò)細(xì)胞膜為細(xì)菌所利用 酸化（或發(fā)酵）階段：小分子化合物在酸化菌的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更為簡(jiǎn)單的化合物并分泌到細(xì)胞外，這一階段的主要產(chǎn)物有揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氨等。1 基本原理產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段：發(fā)酵階段的產(chǎn)物進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣以及新的細(xì)胞物質(zhì) 產(chǎn)甲烷階段：乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇等被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳以及新的細(xì)胞物質(zhì)液晶廢水常規(guī)水質(zhì)pHCODCr（mg/L)BOD5(mg/L）氨氮（mg/L）石油類（mg/L)）21115000450

6、01200100pHCODCr(mg/L）BOD5（mg/L）氨氮（mg/L）石油類(mg/L）6910020155進(jìn)水水質(zhì)出水水質(zhì)方案一報(bào)價(jià)：470萬(wàn)方案二報(bào)價(jià)：470萬(wàn)方案三報(bào)價(jià)：400萬(wàn)方案四報(bào)價(jià)：559萬(wàn)如何選擇？1、報(bào)價(jià)最低原則？2、綜合考慮企業(yè)實(shí)力、運(yùn)行維護(hù)能力？3、結(jié)合企業(yè)的各種資質(zhì)，設(shè)計(jì)、土建施工、運(yùn)營(yíng)？4、商業(yè)談判？化糞池 化糞池是最早的厭氧生物處理構(gòu)筑物。用于處理來(lái)自廁所的糞便污水。化糞池分為兩格，污水先進(jìn)入第一室，水中懸浮固體或沉于池底，或浮于池面。水從中間流入第二格，而底泥和浮渣被截留于第一格，達(dá)到初步凈化目的。污水在池內(nèi)停留時(shí)間一般為12-24h，污泥在池內(nèi)進(jìn)行厭氧反

7、應(yīng)。廢水厭氧處理工藝厭氧懸浮生長(zhǎng)工藝附著生長(zhǎng)厭氧工藝厭氧污泥層工藝其他厭氧處理工藝完全混合懸浮生長(zhǎng)厭氧消化池(1)厭氧懸浮生長(zhǎng)工藝完全混合的厭氧消化池，為了保證運(yùn)轉(zhuǎn)和工藝穩(wěn)定性有足夠的安全系數(shù)，反應(yīng)器的水力停留時(shí)間范圍為1530d，無(wú)污泥回流的完全混合消化池更適合于有機(jī)物濃度極高的廢水。(1)厭氧懸浮生長(zhǎng)工藝厭氧接觸工藝厭氧接觸工藝克服了無(wú)污泥回流完全混合工藝的缺點(diǎn)。生物污泥被分離并回流到完全混合或接觸反應(yīng)器，工藝的污泥停留時(shí)間比水力停留時(shí)間長(zhǎng)，厭氧反應(yīng)器的容積可以減小。(1)厭氧懸浮生長(zhǎng)工藝厭氧序批式反應(yīng)器（ASBR）厭氧序批式反應(yīng)器可認(rèn)作是兼反應(yīng)、固-液分離于同一容器的懸浮生長(zhǎng)工藝，該容器

8、與好氧序批式反應(yīng)器SBR很相像。該工藝的成功取決于形成沉淀性能良好的粒狀污泥。(2)附著生長(zhǎng)厭氧工藝（1）厭氧升流式填充床反應(yīng)器（2）厭氧膨脹床反應(yīng)器（3）厭氧流化床反應(yīng)器（4）厭氧生物轉(zhuǎn)盤在厭氧反應(yīng)器中利用載體上生長(zhǎng)的厭氧微生物處理廢水的過(guò)程。由于附著生長(zhǎng)厭氧生物處理法的微生物在填料表面附著生長(zhǎng)，故有可能在很短的水力停留時(shí)間下，獲得長(zhǎng)達(dá)100d的污泥停留時(shí)間，加之厭氧處理中不存在氧傳質(zhì)的限制，因此該方法具有十分廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景。厭氧生物濾池是密封的水池，池內(nèi)放置填料。微生物附著生長(zhǎng)在填料上，平均停留時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)100d左右。濾料采用碎石、卵石等，粒徑在40mm左右，也可用塑料填料。根據(jù)試驗(yàn)

9、結(jié)果，厭氧生物濾池的容積負(fù)荷約在3-10kgCOD/(m3d)之間。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(méi)有簡(jiǎn)單有效的清洗方法。因此，懸浮物高的廢水不適用。厭氧污泥層（床）工藝（1）原型的UASB工藝和原型設(shè)計(jì)的改型 厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器（IC） 膨脹顆粒污泥床（EGSB）（2）厭氧隔板反應(yīng)器（ABR）（3）厭氧移動(dòng)床反應(yīng)器（AMBR）其他厭氧處理工藝（1）加蓋厭氧塘工藝浮動(dòng)膜架進(jìn)水優(yōu)點(diǎn)：有能力處理的廢水特性范圍寬，包括固體和油以及油脂；構(gòu)筑物簡(jiǎn)單且比較

10、經(jīng)濟(jì)；容積大可供均衡負(fù)荷；采用的負(fù)荷低；出水水質(zhì)優(yōu)良。缺點(diǎn)：需要的土地面積大，有可能進(jìn)水配水效果差，以及地膜蓋的維護(hù)保養(yǎng)等。（2）膜分離厭氧處理工藝其他厭氧處理工藝優(yōu)點(diǎn)：1）在厭氧反應(yīng)器中采用較高的生物污泥濃度，以便進(jìn)一步減小反應(yīng)器的容積和提高COD的容積負(fù)荷；2）容許厭氧反應(yīng)器的SRT值更高，由于幾乎截留了全部固體，這樣可達(dá)到最大限度地出去VFAs和可降解的可溶性COD物質(zhì)，得到優(yōu)良的出水水質(zhì)；3）最大限度地截留出水中的懸浮固體，從而大大地改善厭氧處理的出水水質(zhì)。后兩項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，使厭氧反應(yīng)器產(chǎn)生的出水水質(zhì)與好氧二級(jí)處理工藝的出水水質(zhì)相等。廢水厭氧生物處理新工藝一、升流式厭氧污泥床（UASB）二、

11、厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器（IC）三、厭氧擋板反應(yīng)器（ABR）四、膨脹顆粒污泥床（EGSB）五、厭氧生物轉(zhuǎn)盤（AnRBC）六、厭氧流化床（AFBR）和厭氧膨脹床（AEBR）七、復(fù)合厭氧法一、升流式厭氧污泥床（ UASB ）升流式厭氧污泥床是于20世紀(jì)70年代中期由荷蘭農(nóng)業(yè)大學(xué)Lettinga教授首創(chuàng)的，由于該反應(yīng)器具有床內(nèi)生物量大平均約為2040gVSS/L承受容積負(fù)荷高一般可達(dá)10kg/(m3d)，甚至高達(dá)1540kg/(m3d)、廢水在反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間短、處理能力大且效果好及構(gòu)造簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在世界各地均獲得了廣泛的研究并投諸實(shí)際應(yīng)用。主要內(nèi)容 UASB的構(gòu)造UASB中顆粒污泥的形成與特征UASB的工

12、藝設(shè)計(jì)UASB的啟動(dòng)與運(yùn)行UASB的工程應(yīng)用1.UASB的構(gòu)造帶中間填料的UASB反應(yīng)器，中間填料放置在污泥層之上，用于固定膜的附著生長(zhǎng)原型UASB工藝帶沉淀池和污泥回流的UASB反應(yīng)器UASB工藝和幾種改型的示意圖UASB反應(yīng)器在構(gòu)造上主要由進(jìn)水配水系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)、三相分離器、氣室和處理水排出裝置等組成。 沼氣 處理水氣室沉淀區(qū)污泥床區(qū)原水三相分離器懸浮污泥層反應(yīng)區(qū)UASB外觀 沼氣 處理水氣室沉淀區(qū)污泥床區(qū)原水三相分離器懸浮污泥層反應(yīng)區(qū)反應(yīng)區(qū)是UASB內(nèi)有機(jī)污染物被微生物分解氧化的主要部位，其內(nèi)存留有大量厭氧污泥，這些具有良好的絮凝和沉淀性能的污泥在底部形成顆粒污泥層，而顆粒污泥層的上面則是

13、由于沼氣在上升過(guò)程中攪動(dòng)而形成的污泥濃度較小的懸浮污泥層。 沼氣 處理水氣室沉淀區(qū)污泥床區(qū)原水三相分離器懸浮污泥層反應(yīng)區(qū)沉淀區(qū)位于UASB反應(yīng)器的頂部，其作用是使由于水流的夾帶作用而隨之上升至出水區(qū)的固體顆粒（主要是污泥懸浮層中的絮凝性污泥）在沉淀區(qū)沉淀分離，并沿沉淀區(qū)底部的斜壁下滑經(jīng)三相分離器而重新回到反應(yīng)區(qū)內(nèi)，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)均勻集水。 沼氣 處理水氣室沉淀區(qū)污泥床區(qū)原水三相分離器懸浮污泥層反應(yīng)區(qū)三相分離器的主要作用是將氣體（反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣）、固體（反應(yīng)器中的污泥）和液體（被處理廢水）等三相加以分離，將沼氣引入集氣室，將處理出水引入出水區(qū)，將固體顆粒導(dǎo)入反應(yīng)區(qū)。三相分離器的合理設(shè)計(jì)是保證U

14、ASB反應(yīng)器正常有效運(yùn)行的一個(gè)重要內(nèi)容，應(yīng)保證其避免沼氣氣泡隨水流上升至沉淀區(qū)而影響出水水質(zhì)。UASB反應(yīng)器三相分離器單體的不同構(gòu)造形式 UASB反應(yīng)器的正常運(yùn)行應(yīng)具備3個(gè)重要前提：（1）反應(yīng)器內(nèi)形成沉降性能良好的顆粒污泥或絮狀污泥；（2）由產(chǎn)氣和進(jìn)水的均勻分布所形成的良好的自然攪拌作用；（3）設(shè)計(jì)合理的三相分離器使污泥能夠保留在反應(yīng)器內(nèi)。2.UASB中顆粒污泥的形成與特征污泥顆?；囊饬x污泥顆粒的形成機(jī)理污泥顆粒形成的影響因素污泥顆粒的特征 （1）污泥顆?；囊饬x在厭氧反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥的形成過(guò)程稱之為顆?；Ｓ捎陬w粒污泥具有極好的沉降性能，能在很高產(chǎn)氣量和上向流速下保留在反應(yīng)器內(nèi)，因而污泥顆

15、?；梢允筓ASB內(nèi)保留高濃度的厭氧污泥，并可以使UASB能夠承受更高的有機(jī)物容積負(fù)荷和水力負(fù)荷。污泥顆?；€具有如下優(yōu)點(diǎn)：細(xì)菌形成的污泥顆粒狀聚集體是一個(gè)微生態(tài)系統(tǒng)，其中不同類型的種群形成了共生或互生體系，有利于形成細(xì)菌生長(zhǎng)的生理生化條件；顆粒污泥的形成利用其中的細(xì)菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收，有利于有機(jī)物的降解；顆粒污泥使諸如產(chǎn)乙酸菌和利用氫的細(xì)菌等發(fā)酵菌的中間產(chǎn)物的擴(kuò)散距離大大縮短；在諸如pH和毒性物質(zhì)濃度等改變時(shí)，顆粒污泥能維持一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的微環(huán)境而使代謝過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行。（2）污泥顆粒的形成機(jī)理晶核假說(shuō)：顆粒污泥的形成過(guò)程類似于結(jié)晶過(guò)程，晶核來(lái)源于接種污泥或運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的諸如CaCO3等顆粒物質(zhì)的無(wú)

16、機(jī)鹽，在晶核的基礎(chǔ)上不斷發(fā)育形成成熟的顆粒污泥。此假說(shuō)已為一些實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，如測(cè)得一些成熟顆粒污泥中確有CaCO3顆粒存在，還有在顆粒污泥的培養(yǎng)過(guò)程中投加顆粒污泥能促進(jìn)顆粒污泥形成等。電中和作用假說(shuō)：在厭氧污泥顆粒化過(guò)程中，Ca2+能中和細(xì)菌細(xì)胞表面的負(fù)電荷，能削弱細(xì)胞間的電荷斥力作用，并通過(guò)鹽橋作用而促進(jìn)細(xì)胞的凝聚反應(yīng)。胞外多聚物架橋作用假說(shuō)：顆粒污泥是由于細(xì)菌分泌的胞外多糖將細(xì)菌粘結(jié)起來(lái)而形成的，有的甲烷菌就能分泌胞外多糖，胞外多糖是顆粒污泥形成的關(guān)鍵。細(xì)胞質(zhì)子轉(zhuǎn)移-脫水理論：在細(xì)胞自固定和聚合過(guò)程中，大量研究表明細(xì)胞表面憎水性是主要的親和力。細(xì)胞質(zhì)子轉(zhuǎn)移-脫水理論認(rèn)為顆粒污泥形成的第一步是

17、細(xì)胞質(zhì)子轉(zhuǎn)移引起細(xì)胞表面脫水，強(qiáng)化了細(xì)胞表面的憎水性，進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞間的聚合。聚合的微生物再經(jīng)過(guò)熟化，成長(zhǎng)為具有一定粒徑的顆?；勰?。（3）污泥顆粒形成的影響因素 廢水性質(zhì)：有機(jī)污染物本身的熱力學(xué)及生物降解性質(zhì)，直接影響到顆?；勰嗟男纬伤俣?。 有機(jī)負(fù)荷：?jiǎn)?dòng)到正常運(yùn)行，階梯增加的方式；高有機(jī)負(fù)荷能縮短UASB的啟動(dòng)周期。 接種污泥：可以用絮狀的消化污泥或活性污泥作為接種，如有條件使用顆粒污泥更佳，可縮短顆粒污泥的培養(yǎng)時(shí)間。 堿度：進(jìn)水堿度應(yīng)保持在7501000mg/L之間。 溫度：以中溫或高溫操作為宜。 水力剪切力：一般認(rèn)為，水力剪切力較低的環(huán)境有利于顆粒污泥的形成，近期研究認(rèn)為較高的水力剪切

18、力對(duì)于微生物具有篩選作用。 毒性物質(zhì)：大量毒性或抑制性物質(zhì)將影響顆粒污泥的形成。（4）污泥顆粒的特征物理特征化學(xué)特征生物學(xué)特征 (a)有載體生物膜顆粒 (b)好氧顆粒污泥 (c)厭氧顆粒污泥物理特性顆粒污泥特征有關(guān)特征描述備注形狀相對(duì)規(guī)則的球形或橢圓形邊界清晰顏色黑色或深淺不同的黑灰色有時(shí)也發(fā)現(xiàn)呈白色大小多在0.55.0mm之間可能大于5mm，但大于7mm少見(jiàn)密度約在10251080kg/m3之間處理工業(yè)廢水沉降性能SVI多在1020mL/g之間，沉降速度在20.998.9m/h之間有的也低至10%或高達(dá)95%強(qiáng)度(0.822.50)105Pa孔隙率40%80%化學(xué)特性顆粒污泥特征有關(guān)特征描述

19、備注有機(jī)物（細(xì)胞）量多數(shù)情況下VSS/TSS可在7090%灰分含量也可能在865%之間CaCO3等沉淀物可能含有其量隨廢水中Ca2+等濃度升高而上升Fe,Ni,Co等金屬硫化物如FeS顆粒污泥的黑色源生物學(xué)特性顆粒污泥特征有關(guān)特征描述備注細(xì)菌構(gòu)成類似產(chǎn)甲烷絲菌屬占相當(dāng)大比例，微小菌落主要由產(chǎn)甲烷絲菌和產(chǎn)甲烷桿菌為主的互生菌組成，同一菌落中產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌錯(cuò)落地呈格子狀分布也有報(bào)道在稀麥芽汁和啤酒廢水中培養(yǎng)的顆粒污泥以甲烷八疊球菌為主，同時(shí)存在產(chǎn)甲烷絲菌產(chǎn)甲烷活性未酸化底物達(dá)到1.0kgCOD/(kgVSSd)酸化底物達(dá)到2.5kgCOD/(kgVSSd)蔗糖為底物1.32.6kgCOD/(kg

20、VSSd)乙酸和丁酸混合液達(dá)到7.5kgCOD/(kgVSSd)乙酸和丙酸為底物小于2.5kgCOD/(kgVSSd）303055383. 升流式厭氧污泥床的工藝設(shè)計(jì)根據(jù)容積負(fù)荷率NV確定污泥床的容積。在中溫發(fā)酵條件下，容積負(fù)荷率NV一般取1020kgCOD/(m3d)左右，而在高溫發(fā)酵條件下，容積負(fù)荷率NV一般則可取2030kgCOD/(m3d)左右，相應(yīng)床內(nèi)污泥濃度為2030kgVSS/m3。在選定容積負(fù)荷率NV后，即可按下式計(jì)算出污泥床反應(yīng)區(qū)的容積：V UASB反應(yīng)區(qū)的容積，m3；Q 廢水設(shè)計(jì)流量，m3/d；S0原廢水中有機(jī)物COD的濃度，kg/m3；NV容積負(fù)荷率，kgCOD/(m3d

21、)。三相分離器設(shè)計(jì)要求（1）混合液進(jìn)入沉淀區(qū)前必須將其中的氣泡予以脫出，為此需在沉淀區(qū)外另設(shè)集氣區(qū)；（2）沉淀區(qū)的表面水力負(fù)荷率應(yīng)小于0.7m3/(m2h)，水流進(jìn)入沉淀區(qū)前通過(guò)沉淀槽底縫隙的流速不超過(guò)2m/h；（3）沉淀槽斜底與水平面的交角不應(yīng)小于50，以防止污泥在沉淀下來(lái)后積聚、產(chǎn)氣，使之盡快落入反應(yīng)區(qū)內(nèi)。池形設(shè)計(jì) UASB的池形一般采用圓形或方形和矩形，直徑或邊長(zhǎng)為530m，污泥床高度為38m。 圓形反應(yīng)器常用鋼板制造，而方形和矩形反應(yīng)器多采用鋼筋混凝土建造。 當(dāng)廢水中有機(jī)物濃度比較高時(shí)，需要的沉淀區(qū)面積小，反應(yīng)區(qū)可采用與沉淀區(qū)相同的面積和池形； 當(dāng)廢水中有機(jī)物濃度低時(shí)，需要的沉淀面積大

22、，為保證反應(yīng)區(qū)的一定高度而使反應(yīng)區(qū)的面積不能太大時(shí)，則可采用反應(yīng)區(qū)的面積小于沉淀區(qū)，即污泥床上部面積大于下部面積的池形。4.升流式厭氧污泥床的啟動(dòng)與運(yùn)行對(duì)于一個(gè)新建的UASB系統(tǒng)來(lái)講，采用諸如消化污泥等非顆粒污泥進(jìn)行接種從而使反應(yīng)器開(kāi)始運(yùn)行的過(guò)程，一般稱之為初次啟動(dòng)。當(dāng)有可能采用足夠數(shù)量的顆粒污泥來(lái)啟動(dòng)一個(gè)UASB反應(yīng)器時(shí)，常稱之為二次啟動(dòng)。二次啟動(dòng)是UASB的理想啟動(dòng)方式，使用顆粒污泥可大大縮短反應(yīng)器的啟動(dòng)時(shí)間，還可很快適應(yīng)不同性質(zhì)的廢水。盡管UASB的啟動(dòng)所需時(shí)間較長(zhǎng)，而一旦啟動(dòng)完成后，反應(yīng)器便可以達(dá)到設(shè)計(jì)的有機(jī)負(fù)荷和相應(yīng)的去除效率，進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。在反應(yīng)器停止運(yùn)行后的再次啟動(dòng)也可以迅速

23、完成。 初次啟動(dòng)實(shí)質(zhì)上是對(duì)菌種馴化、選擇和增殖的過(guò)程，應(yīng)考慮種泥、廢水水質(zhì)、負(fù)荷和環(huán)境條件等因素。 關(guān)于種泥，應(yīng)用最多的是廢水處理廠的消化污泥，也可使用牛糞、各類糞肥和下水道污泥等，一些廢水溝的污泥和沉淀物或富含微生物的河泥也可采用。接種污泥濃度至少不低于10gVSS/m3，填充量不超過(guò)反應(yīng)器容積的60%。一般來(lái)說(shuō)，較稠的消化污泥對(duì)污泥顆?；欣?dòng)中必須充分沖刷出種泥中較輕的污泥且不再返回反應(yīng)器，以促進(jìn)顆粒污泥的形成。 （1）UASB的初次啟動(dòng) 關(guān)于廢水水質(zhì)，應(yīng)盡量少含阻礙污泥顆?；M(jìn)行的懸浮物。富含溶解性碳水化合物的廢水顆?；M(jìn)程較快，若含有蛋白質(zhì)時(shí)應(yīng)使其預(yù)先降解。較高的Ca2+和Mg2

24、+等離子濃度會(huì)形成CaCO3、CaHPO4和MgNH4PO4等沉淀，由此導(dǎo)致顆粒污泥中的灰分可能太高。低有機(jī)物濃度有利于污泥的顆粒化，但為維持細(xì)菌的良好生長(zhǎng)，COD的濃度應(yīng)不小于1000mg/L，超過(guò)5000mg/L時(shí)可采用出水循環(huán)或稀釋進(jìn)水的辦法。 關(guān)于負(fù)荷，啟動(dòng)階段負(fù)荷較低，一般控制在0.51.5kgCOD/(m3d)或0.050.1kgCOD/(kgVSSd)。當(dāng)負(fù)荷上升至25kgCOD/(m3d)時(shí)，由于水的上流速度和產(chǎn)氣增加使絮狀污泥的沖刷流失量增大，在留下的污泥中開(kāi)始產(chǎn)生顆粒污泥。當(dāng)負(fù)荷超過(guò)5kgCOD/(m3d)時(shí)，顆粒污泥加速形成，而絮狀污泥迅速減少直到反應(yīng)器內(nèi)不再存在。當(dāng)反應(yīng)

25、器大部分為顆粒污泥所充滿時(shí)，其最大負(fù)荷可以達(dá)到50kgCOD/(m3d)。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明，有機(jī)負(fù)荷的逐步增加，一般應(yīng)在各負(fù)荷階段使可降解COD能被去除80%后再進(jìn)行。 關(guān)于環(huán)境條件，在中溫操作范圍內(nèi)的最佳溫度為3038，反應(yīng)器內(nèi)的pH值應(yīng)保持在6.87.5之間；氮、磷與硫等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和Fe，Ni與Co等微量元素應(yīng)滿足微生物生長(zhǎng)的需要；控制毒性物質(zhì)低于其對(duì)微生物的抑制濃度或給予污泥以足夠的馴化時(shí)間，如保持乙酸濃度始終低于1000mg/L等。完成初次啟動(dòng)的時(shí)間一般為416周二次啟動(dòng)以顆粒污泥為種泥，可大大縮短啟動(dòng)時(shí)間，啟動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短具體取決于顆粒污泥的來(lái)源。在選擇種泥啟動(dòng)新的反應(yīng)器時(shí)，盡量使擬處理廢水和種

26、泥的原處理廢水種類一致，使新啟動(dòng)反應(yīng)器的溫度與pH等操作條件與原種泥所處的條件相一致。在難以得到同種廢水、同種條件培養(yǎng)的顆粒污泥時(shí)，盡管啟動(dòng)時(shí)間會(huì)略有延長(zhǎng)，但二次啟動(dòng)也會(huì)很快完成。二次啟動(dòng)的初始負(fù)荷可以較高，如為3kgCOD/(m3d)，負(fù)荷與濃度的增加模式亦與初次啟動(dòng)相當(dāng)，但相對(duì)容易。在二次啟動(dòng)中，應(yīng)注意經(jīng)常監(jiān)測(cè)產(chǎn)氣、出水VFA、COD去除率和pH等重要指標(biāo)。 （2）UASB的二次啟動(dòng)經(jīng)常監(jiān)測(cè)的指標(biāo)： 流量 進(jìn)出水COD濃度 進(jìn)水、出水與反應(yīng)器內(nèi)的pH值 產(chǎn)氣量及其組成 出水的VFA濃度與組成 反應(yīng)器內(nèi)的溫度 （3）UASB啟動(dòng)后的運(yùn)行出水的VFA濃度與組成VFA分析迅速、靈敏，可盡快反映出

27、反應(yīng)器內(nèi)的微小變化，VFA的去除程度可以直接反映出反應(yīng)器的運(yùn)行狀況，負(fù)荷的突然加大、溫度的突然降低或升高、pH值的波動(dòng)、毒性物質(zhì)弄濃度的增加等，都會(huì)由出水中VFA的升高反映出來(lái)。因此，監(jiān)測(cè)出水中VFA的濃度，將有利于操作過(guò)程的及時(shí)調(diào)節(jié)。當(dāng)VFA的濃度超過(guò)800mgCOD/L時(shí)，反應(yīng)器即面臨酸化危險(xiǎn)，應(yīng)立即降低負(fù)荷或停止進(jìn)水，并檢查其他操作條件有無(wú)變化。正常運(yùn)行中應(yīng)保持出水VFA濃度在400mgCOD/L以下，以在200mgCOD/L以下為最佳，出水中VFA的組成應(yīng)以乙酸為主，占VFA總量的90%以上。產(chǎn)氣量及其組成產(chǎn)氣量是UASB運(yùn)行中需要監(jiān)測(cè)的另一重要參數(shù)，這是因?yàn)楫a(chǎn)氣量能夠迅速反映出反應(yīng)器

28、運(yùn)行狀態(tài)且又容易測(cè)量。當(dāng)產(chǎn)氣量突然減少而負(fù)荷未變時(shí)，表明可能存在溫度的降低、pH值的波動(dòng)、毒性物質(zhì)濃度的增加等不正常運(yùn)行情況致使產(chǎn)甲酸菌活性降低。廢水組成變化，也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)氣量的變化。在正常運(yùn)行時(shí)，不僅產(chǎn)氣量相對(duì)穩(wěn)定，氣體組成中CH4一般也在60%80%之間，具體比例取決于廢水的成分。5.升流式厭氧污泥床的工程應(yīng)用UASB是目前應(yīng)用最廣泛的高效厭氧反應(yīng)器，幾乎可用來(lái)處理所有以有機(jī)物為主的廢水，又幾乎分布在世界各主要國(guó)家都有。在全球范圍內(nèi)已經(jīng)有900個(gè)以上的生產(chǎn)UASB在運(yùn)行。目前UASB反應(yīng)器的應(yīng)用仍呈迅速增加趨勢(shì)，以UASB為基礎(chǔ)的高效厭氧反應(yīng)器（如厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器、UASB+厭氧濾池）也在研

29、究、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用中。 UASB在處理不同種類廢水中的應(yīng)用二、厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器（IC）厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器（IC）是由荷蘭Paques公司1985年在UASB反應(yīng)器基礎(chǔ)上推出的第三代高效厭氧反應(yīng)器，1988年第一座生產(chǎn)性規(guī)模的IC反應(yīng)器投入運(yùn)行。IC反應(yīng)器以其處理容量高、投資少、占地省、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)而深受矚目，并已成功地應(yīng)用于啤酒生產(chǎn)、造紙及食品加工等行業(yè)的工業(yè)廢水處理中。IC的構(gòu)造IC的工藝特征IC的工程應(yīng)用主要內(nèi)容 1.IC反應(yīng)器的構(gòu)造5個(gè)基本組成部分：混合區(qū)，進(jìn)水與回流污泥混合；顆粒污泥膨脹床區(qū)，第一反應(yīng)室；精處理區(qū)，第二反應(yīng)室；內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，工藝的核心構(gòu)造，由一級(jí)三相分離器、沼氣提升管、氣液分

30、離器和泥水下降管組成；二級(jí)三相分離區(qū)，包括集氣管和沉淀區(qū)。沼氣 處理水集氣管二級(jí)三相分離器氣封進(jìn)水回流管一級(jí)三相分離器氣液分離器第二反應(yīng)室第一反應(yīng)室沼氣提升管沉淀區(qū)混合區(qū)：反應(yīng)器底部進(jìn)水、顆粒污泥和氣液分離區(qū)回流的泥水混合物有效地在此區(qū)混合。第1厭氧區(qū)：混合區(qū)形成的泥水混合物進(jìn)入該區(qū)，在高濃度污泥作用下，大部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣?；旌弦荷仙骱驼託獾膭×覕_動(dòng)使該反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥呈膨脹和流化狀態(tài)，加強(qiáng)了泥水表面接觸，污泥由此而保持著高的活性。隨著沼氣產(chǎn)量的增多，一部分泥水混合物被沼氣提升至頂部的氣液分離區(qū)。沼氣 處理水集氣管二級(jí)三相分離器氣封進(jìn)水回流管一級(jí)三相分離器氣液分離器第二反應(yīng)室第一反應(yīng)室沼氣提

31、升管沉淀區(qū)氣液分離區(qū)：被提升的混合物中的沼氣在此與泥水分離并導(dǎo)出處理系統(tǒng)，泥水混合物則沿著回流管返回到最下端的混合區(qū)，與反應(yīng)器底部的污泥和進(jìn)水充分混合，實(shí)現(xiàn)了混合液的內(nèi)部循環(huán)。第2厭氧區(qū)：經(jīng)第1厭氧區(qū)處理后的廢水，除一部分被沼氣提升外，其余的都通過(guò)三相分離器進(jìn)入第2厭氧區(qū)。該區(qū)污泥濃度較低，且廢水中大部分有機(jī)物已在第1厭氧區(qū)被降解，因此沼氣產(chǎn)生量較少。沼氣通過(guò)沼氣管導(dǎo)入氣液分離區(qū)，對(duì)第2厭氧區(qū)的擾動(dòng)很小，這為污泥的停留提供了有利條件。沼氣 處理水集氣管二級(jí)三相分離器氣封進(jìn)水回流管一級(jí)三相分離器氣液分離器第二反應(yīng)室第一反應(yīng)室沼氣提升管沉淀區(qū)沉淀區(qū)：第2厭氧區(qū)的泥水混合物在沉淀區(qū)進(jìn)行固液分離，上清

32、液由出水管排走，沉淀的顆粒污泥返回第2厭氧區(qū)污泥床。 從IC反應(yīng)器工作原理中可見(jiàn)，反應(yīng)器通過(guò)2層三相分離器來(lái)實(shí)現(xiàn)SRTHRT，獲得高污泥濃度；通過(guò)大量沼氣和內(nèi)循環(huán)的劇烈擾動(dòng)，使泥水充分接觸，獲得良好的傳質(zhì)效果。沼氣 處理水集氣管二級(jí)三相分離器氣封進(jìn)水回流管一級(jí)三相分離器氣液分離器第二反應(yīng)室第一反應(yīng)室沼氣提升管沉淀區(qū)2. 厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器的工藝特征優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)自發(fā)的內(nèi)循環(huán)污泥回流。在較高的COD容積負(fù)荷條件下，利用產(chǎn)甲烷細(xì)菌產(chǎn)生的沼氣形成氣提，在無(wú)需外加能源的條件下實(shí)現(xiàn)了內(nèi)循環(huán)污泥回流，從而進(jìn)一步加大生物量，延長(zhǎng)污泥齡。引入分級(jí)處理，并賦予其新的功能。通過(guò)膨脹床去除大部分進(jìn)水中的COD，通過(guò)精處理區(qū)

33、降解剩余COD及一些難降解物質(zhì)，從而提高了出水水質(zhì)。更重要的是，由于污泥內(nèi)循環(huán)，精處理區(qū)的水流上升速度遠(yuǎn)低于膨脹床區(qū)的上升流速，且該區(qū)只產(chǎn)生少量的沼氣，創(chuàng)造了顆粒污泥沉降的良好環(huán)境，解決了在高COD容積負(fù)荷下污泥被沖出系統(tǒng)的問(wèn)題，保證運(yùn)行的穩(wěn)定性。泥水充分接觸，提高傳質(zhì)速率。由于采用了高的COD負(fù)荷，所以第一反應(yīng)室的沼氣產(chǎn)量高，加之內(nèi)循環(huán)液的作用，使污泥處于膨脹流化狀態(tài)，既達(dá)到了泥水充分接觸的目的，又強(qiáng)化了傳質(zhì)效果。從構(gòu)造上看，IC反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)比普通厭氧反應(yīng)器復(fù)雜，設(shè)計(jì)施工要求高。反應(yīng)器高徑比大，一方面增加了進(jìn)水泵的動(dòng)力消耗，提高了運(yùn)行費(fèi)用；另一方面加快了水流上升速度，使出水中細(xì)微顆粒物比U

34、ASB多，加重了后續(xù)處理的負(fù)擔(dān)。另外內(nèi)循環(huán)中泥水混合液的上升還易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，使內(nèi)循環(huán)癱瘓，處理效果變差。發(fā)酵細(xì)菌通過(guò)胞外酶作用將不溶性有機(jī)物水解成可溶性有機(jī)物，再將可溶性的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化成脂肪酸和醇類等，該類細(xì)菌水解過(guò)程相當(dāng)緩慢。IC反應(yīng)器較短的水力停留時(shí)間勢(shì)必影響不溶性有機(jī)物的去除效果。在厭氧反應(yīng)中，有機(jī)負(fù)荷、產(chǎn)氣量和處理程度三者之間存在著密切的聯(lián)系和平衡關(guān)系。一般較高的有機(jī)負(fù)荷可獲得較大的產(chǎn)氣量，但處理程度會(huì)降低。因此，IC反應(yīng)器的總體去除效率相比UASB反應(yīng)器來(lái)講要低些。缺乏在IC反應(yīng)器水力條件下培養(yǎng)活性和沉降性能良好的顆粒污泥關(guān)鍵技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)引進(jìn)的IC反應(yīng)器均采用荷蘭進(jìn)口的顆粒污

35、泥接種，增加了工程造價(jià)。 缺點(diǎn)3.厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器的工程應(yīng)用IC處理技術(shù)從問(wèn)世以來(lái)已成功應(yīng)用于土豆加工、菊苣加工、啤酒、檸檬酸和造紙等廢水處理中。1985年荷蘭首次應(yīng)用IC反應(yīng)器處理土豆加工廢水，容積負(fù)荷（以COD計(jì)）高達(dá)3550kg/(m3d)，停留時(shí)間46 h；而處理同類廢水的UASB反應(yīng)器容積負(fù)荷僅有1015 kg/(m3d)，停留時(shí)間長(zhǎng)達(dá)十幾到幾十個(gè)小時(shí)。在啤酒廢水處理工藝中，IC技術(shù)應(yīng)用得較多，目前我國(guó)已有3家啤酒廠引進(jìn)了此工藝。從運(yùn)行結(jié)果看，IC工藝容積負(fù)荷（以COD計(jì)）可達(dá)1530kg/(m3d)，停留時(shí)間24.2h，COD去除率75%；而UASB反應(yīng)器容積負(fù)荷僅有47 kg/(

36、m3d)，停留時(shí)間近10h。對(duì)于處理高濃度和高鹽度的有機(jī)廢水，IC反應(yīng)器也有成功的經(jīng)驗(yàn)。位于荷蘭Roosendaal的一家菊苣加工廠的廢水，COD約7900mg/L，SO42-為250mg/L，Cl-為4200mg/L。采用22m高、1100m3容積的IC反應(yīng)器，容積負(fù)荷（以COD計(jì)）達(dá)31 kg/(m3d)， COD去除率80%，平均停留時(shí)間僅6.1 h。我國(guó)無(wú)錫羅氏中亞檸檬有限公司的IC厭氧處理系統(tǒng)自1998年12月運(yùn)行以來(lái)一直都很穩(wěn)定，進(jìn)水COD一般在8000mg/L以上，pH5.0左右，容積負(fù)荷（以COD計(jì)）可達(dá)30 kg/(m3d)，出水COD基本在2000mg/L以下，且每千克CO

37、D產(chǎn)沼氣0.42m3。1996年IC反應(yīng)器首次應(yīng)用于紙漿造紙行業(yè)，并迅速獲得客戶歡迎，至今全世界造紙行業(yè)已建造IC反應(yīng)器23個(gè)。表中列出了IC反應(yīng)器和UASB反應(yīng)器處理典型廢水的對(duì)照結(jié)果，從表中數(shù)據(jù)可以看出，IC反應(yīng)器在很大程度上解決了UASB的不足，大大提高了反應(yīng)器單位容積的處理容量。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)高效、節(jié)能省地的厭氧反應(yīng)器越來(lái)越受到水處理工作者的青睞。IC反應(yīng)器的一系列技術(shù)優(yōu)點(diǎn)及其工程成功實(shí)踐，是現(xiàn)代厭氧反應(yīng)器的一個(gè)突破，值得進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)。而且由于反應(yīng)器容積小，生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝和維修都十分方便，產(chǎn)業(yè)化前景也很樂(lè)觀。IC反應(yīng)器與UASB反應(yīng)器處理相同廢水的對(duì)比結(jié)果三、 厭氧折流板反應(yīng)

38、器（ABR）厭氧折流板反應(yīng)器工藝首先由美國(guó)斯坦佛大學(xué)的McCarty等在總結(jié)了各種第二代厭氧反應(yīng)器處理工藝特點(diǎn)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)和研制的一種高效新型厭氧污水生物技術(shù)。1985年，Bachmanna等通過(guò)研究，表明了該工藝在處理低、中濃度有機(jī)工業(yè)廢水方面的可行性及運(yùn)行的可靠性。1987年，Tilch和Yang等通過(guò)研究觀察到ABR反應(yīng)器中能生成良好的微生物顆粒污泥；此外，Yang和Moengangonge還成功地對(duì)ABR工藝進(jìn)行了改進(jìn)并成功地將其應(yīng)用于經(jīng)稀釋后的屠宰廢水的處理；1988年，Boopathy 等成功地將該工藝應(yīng)用于制酒廢水的處理，并表明了此工藝在處理高濃度有機(jī)廢水方面的高效能。近幾年來(lái)，

39、ABR處理工藝已不斷在酒精廢水及高濃度糖漿廢水等方面得到越來(lái)越多的研究和應(yīng)用。（1）ABR工藝的基本構(gòu)造1.ABR工藝的構(gòu)造及其改進(jìn)最初的設(shè)計(jì)，反應(yīng)器中的上向流室和下向流室是等寬的，折流板的加入增強(qiáng)了污泥的停留，提高了處理效率；多格室結(jié)構(gòu)使反應(yīng)器成為推流式，給不同種群產(chǎn)甲烷菌提供了更適宜的基質(zhì)。 （2）ABR工藝的改進(jìn)反應(yīng)器內(nèi)垂直于水流方向設(shè)置多塊擋板，保持反應(yīng)器內(nèi)較高的污泥濃度。擋板將反應(yīng)器分為若干個(gè)上向流室和下向流室，其中上向流室比較寬，便于污泥聚集；下向流室比較窄，在下部邊緣處設(shè)置60的導(dǎo)流板，將水送至上向流室的中心，使泥水充分混合。當(dāng)廢水COD濃度較高時(shí)，為避免出現(xiàn)有機(jī)酸濃度過(guò)高，減少

40、緩沖溶液的投加量，需要對(duì)處理后的水進(jìn)行回流以使進(jìn)水COD濃度控制在500010000mg/L。當(dāng)原廢水COD濃度較低時(shí)，一般無(wú)需回流。ABR反應(yīng)器具有啟動(dòng)周期短、勿需攪拌和載體等優(yōu)點(diǎn)。 沼氣進(jìn)水出水擋板回流下向流室變窄，上向流室加寬，有利于厭氧污泥停留在上向流室，使反應(yīng)器成為上流式污泥床系統(tǒng)，水流方向與產(chǎn)氣上升方向一致，加強(qiáng)了對(duì)污泥床的攪拌作用，有利于微生物與基質(zhì)的充分接觸；折板邊緣折起將進(jìn)水引向反應(yīng)室中心促進(jìn)混合，有助于實(shí)現(xiàn)布水的均勻性。 W進(jìn)水B產(chǎn)氣E出水統(tǒng)一集氣等間距折流板厭氧反應(yīng)器，較早開(kāi)發(fā)的形式。W進(jìn)水B產(chǎn)氣E出水等間距折流板W進(jìn)水B產(chǎn)氣E出水單獨(dú)設(shè)置集氣室各室氣體單獨(dú)收集有利于通過(guò)

41、保護(hù)共生菌而加強(qiáng)反應(yīng)器的穩(wěn)定性。新型ABR反應(yīng)器，用于處理養(yǎng)豬場(chǎng)廢水研究，發(fā)現(xiàn)可以有效實(shí)現(xiàn)固液兩相分離并且占地面積小，操作簡(jiǎn)單，成本低，適合處理養(yǎng)豬場(chǎng)廢水這類懸浮固體濃度高的有機(jī)廢水?；旌险郯辶鱓進(jìn)水B產(chǎn)氣E出水S污泥最后一格反應(yīng)室后增加了一個(gè)沉降室，流出反應(yīng)器的污泥可以沉積于此，再被循環(huán)利用；在每格反應(yīng)室頂部加入復(fù)合填料，防止污泥的流失，并在其表面上形成厭氧生物膜；氣體被分格單獨(dú)收集，便于分別研究每格反應(yīng)室的工作情況，同時(shí)也保證產(chǎn)酸階段所產(chǎn)生的氫氣不會(huì)影響甲烷菌的活性。W進(jìn)水B產(chǎn)氣E出水設(shè)置填料和沉淀區(qū)的復(fù)合型等間距敞開(kāi)式W進(jìn)水B產(chǎn)氣E出水等間距敞口式折流板厭氧反應(yīng)器，降低費(fèi)用。 W進(jìn)水B產(chǎn)

42、氣E出水兩格的ABR反應(yīng)器，用于處理養(yǎng)豬廢水，第一格的體積是第二格的兩倍，第一格體積的增大，不僅可以減少水流的上升流速，而且還可以使進(jìn)水中的懸浮物盡可能多的沉積于此，增加了懸浮物的停留時(shí)間。擴(kuò)大第一隔室在各隔室不同部位設(shè)置填料，延長(zhǎng)污泥停留時(shí)間；防止污泥流失。ABR反應(yīng)器的兩種不同平面布置矩形平面布置圓形平面布置在不同區(qū)域增設(shè)填料W進(jìn)水B產(chǎn)氣E出水2.ABR工藝的理論基礎(chǔ)分階段多相厭氧反應(yīng)器工藝技術(shù)（SMPA）基本點(diǎn)為：1）在各級(jí)分隔的空間中培養(yǎng)適宜的厭氧微生物種群，以適應(yīng)相應(yīng)的底物組分及環(huán)境因子（如PH、H2分壓等）；2）防止在各個(gè)單獨(dú)空間中獨(dú)立發(fā)展形成的污泥相互混合；3）各個(gè)單獨(dú)空間所產(chǎn)生

43、的氣體相互隔開(kāi)；4）各個(gè)單獨(dú)空間的流態(tài)趨于完全混合而工藝流程更接近于推流（即具有復(fù)合流態(tài)），使系統(tǒng)具有更高的處理效果，提高出水水質(zhì)。 ABR工藝的思路要點(diǎn)：（1）由于反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置折流板而形成數(shù)個(gè)相對(duì)獨(dú)立運(yùn)行的隔室，利用各隔室生長(zhǎng)與該室環(huán)境條件相適應(yīng)的微生物種群，實(shí)現(xiàn)相的多級(jí)分離而提高處理效果和運(yùn)行穩(wěn)定性。（2）多隔室的構(gòu)造利于各隔室產(chǎn)氣單獨(dú)排出而削弱H2分壓對(duì)后續(xù)隔室運(yùn)行的影響，利于產(chǎn)乙酸階段產(chǎn)乙酸菌在H2分壓較低的環(huán)境中利用丙酸和丁酸順利的產(chǎn)乙酸，從而可避免它們的積累對(duì)產(chǎn)甲烷菌的不利影響。（3）ABR工藝中單隔室的完全混合及整體上推流的復(fù)合流態(tài)，不僅利于污泥降解作用的充分發(fā)揮，也使運(yùn)行更為穩(wěn)

44、定，具有更強(qiáng)耐沖擊負(fù)荷能力。 厭氧處理過(guò)程中有機(jī)物的轉(zhuǎn)化途徑（1）工藝構(gòu)造設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單；（2）不需要特殊考慮的氣固液三相分離器；（3）反應(yīng)器內(nèi)水流的多次上下折流作用，提高了污泥微生物體與被處理廢水間的混合接觸，穩(wěn)定了處理效果，促進(jìn)了顆粒污泥的形成和生長(zhǎng)；（4）反應(yīng)器內(nèi)的微生物相有明顯的種群配合和良好的沿程分布；（5）可長(zhǎng)期運(yùn)行而不需要排泥；（6）能在高負(fù)荷條件下有效地截留活性微生物固體。3.ABR工藝的主要性能特點(diǎn)ABR工藝的優(yōu)點(diǎn)指標(biāo)主要優(yōu)點(diǎn)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、無(wú)需機(jī)械混合裝置、造價(jià)低、容積利用率高、不宜堵塞、污泥床膨脹程度較低而可降低反應(yīng)器的總高度、投資成本和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低生物量特性對(duì)生

45、物體的沉降性能無(wú)特殊要求、污泥產(chǎn)率低、剩余污泥量少、泥齡長(zhǎng)、污泥無(wú)需在載體表面生長(zhǎng)、不需后續(xù)沉淀池進(jìn)行泥水分離工藝的運(yùn)行水力停留時(shí)間短，可以間歇的方式運(yùn)行、耐水力和有機(jī)沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，對(duì)進(jìn)水中的有毒有害物質(zhì)具有良好的承受力、可長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行而無(wú)需排泥4.ABR反應(yīng)器的設(shè)計(jì)在處理低濃度廢水時(shí)，不必將反應(yīng)器分隔成多隔室，而以34個(gè)隔室為宜；而在處理較高濃度廢水時(shí)，宜將分隔數(shù)控制在68個(gè)，以保證在高負(fù)荷條件下，保證反應(yīng)器具有復(fù)合流態(tài)特性。此外，反應(yīng)器上流室沿水流前進(jìn)方向的長(zhǎng)寬比宜控制在1:11:2之間，上流室與下流室的長(zhǎng)度之比宜控制在10:15:1之間。 （1）ABR反應(yīng)器分隔數(shù)（n）和平面布置（2）A

46、BR反應(yīng)器隔室的上升流速處理較高濃度廢水時(shí)，其產(chǎn)氣對(duì)促進(jìn)泥水混合的作用占主導(dǎo)地位，因而對(duì)上升流速的控制范圍較寬，且可在很低的流速下運(yùn)行。一般而言，在進(jìn)水COD質(zhì)量濃度在3000mg/L以上時(shí)，可將流速控制在0.10.5m/h；在處理低濃度廢水時(shí)，流速對(duì)泥水混合的促進(jìn)作用就較為重要，宜將其控制在0.63.0m/h。 處理不同廢水時(shí)ABR的設(shè)計(jì)運(yùn)行方式及應(yīng)注意的問(wèn)題5.ABR工藝的應(yīng)用ABR與其他型式反應(yīng)器處理不同廢水時(shí)效果的比較我國(guó)厭氧擋板反應(yīng)器實(shí)驗(yàn)結(jié)果廢水來(lái)源進(jìn)水COD濃度 (mg/L)負(fù)荷率Nvkg/(m3d)COD去除率(%)溫度()備注人工合成廢水（肉汁+葡萄糖）730083003.51

47、0.6789135美國(guó)改良型養(yǎng)豬場(chǎng)廢水119045802.58.58030美國(guó)平流式糖蜜釜餾蒸發(fā)器冷凝物5000100005.598*溶解性COD-意大利ABR工藝的部分應(yīng)用實(shí)例廢水類型水力停留時(shí)間/d進(jìn)水COD/(mg/L)COD去除率/%容積負(fù)荷/kgCOD/(m3d)產(chǎn)氣率/m3/(m3d)生活污水2492710.250.05屠宰廢水1.1730890.670.72造紙廢水10.65600425.30.81.0制酒廢水0.333670085110-糖蜜廢水2.6730005028.05養(yǎng)豬場(chǎng)廢水2542121001620070785.36.71.92.5檸檬酸發(fā)酵廢水11900087.7

48、19.08.4Tenjo鎮(zhèn)污水處理廠ABR的生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)四、膨脹顆粒污泥床（EGSB）膨脹顆粒污泥床是在UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上于20世紀(jì)80年代后期在荷蘭Wageningen農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境系開(kāi)始研究的新型厭氧反應(yīng)器，它能在比UASB高幾倍的有機(jī)負(fù)荷下處理諸如化工、生化和生物工程的工業(yè)廢水。同時(shí)，EGSB反應(yīng)器還適合處理低溫和低濃度以及難降解的有毒害性的廢水。目前國(guó)內(nèi)外已建立了許多EGSB反應(yīng)器，用來(lái)處理如食品、化工和制藥等各種類型的廢水。 EGSB的構(gòu)造與工藝流程 EGSB的工藝特征 EGSB的有關(guān)研究與工程應(yīng)用1.EGSB的構(gòu)造與工藝流程 反應(yīng)器主體 進(jìn)水分配系統(tǒng) 三相分離器 出水循環(huán)部分（1

49、）反應(yīng)器主體EGSB反應(yīng)器主體是顆粒污泥與廢水中污染物發(fā)生反應(yīng)的部分，其內(nèi)有大量的不同粒徑的顆粒污泥存在。顆粒污泥是獲得高處理效果的原因所在。一方面顆粒污泥具有良好的沉降性能，可以防止污泥隨水流出；另一方面，顆粒污泥可以維持反應(yīng)器內(nèi)最大限度的滯留高活性污泥，因此這種厭氧反應(yīng)器在較高的有機(jī)負(fù)荷下仍能有效去除廢水中的有機(jī)物。三相分離器氣體流量計(jì)處理水排放處理水回流原水水槽進(jìn)水泵 （2）進(jìn)水分配、出水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)水分配系統(tǒng)的作用是將進(jìn)水均勻地分配到整個(gè)反應(yīng)器的底部，并產(chǎn)生一個(gè)均勻的上升流速。出水循環(huán)的目的是提高反應(yīng)器內(nèi)的上升流速，使顆粒污泥床充分膨脹，廢水與微生物之間充分接觸，加強(qiáng)傳質(zhì)效果，還可避免反

50、應(yīng)器產(chǎn)生死角和短流。同時(shí)采用了出水循環(huán)，其配水孔口的流速會(huì)更大，因此系統(tǒng)更容易保證配水均勻。EGSB上升流速可達(dá)510m/h，遠(yuǎn)高于UASB一般要求的0.60.9m/h。高的上升流速，使其具有較大的高徑比（35），其所需要的配水面積會(huì)較小，生產(chǎn)性裝置可高達(dá)1520m 。三相分離器氣體流量計(jì)處理水排放處理水回流原水水槽進(jìn)水泵（ 3）三相分離器三相分離器的主要作用仍然是將出水、沼氣、污泥三相進(jìn)行有效分離，使污泥在反應(yīng)器內(nèi)有效持留。在較高的水力負(fù)荷和上升流水流速度的情況下，三相分離器對(duì)上升液流中SS的截留具有較高的要求，因而為防止污泥的流失，需要專門設(shè)計(jì)的三相分離器裝置（如增設(shè)反射板構(gòu)造）。三相分離

51、器氣體流量計(jì)處理水排放處理水回流原水水槽進(jìn)水泵EGSB采用處理出水回流，對(duì)于低溫和低負(fù)荷有機(jī)廢水，回流可增加反應(yīng)器的水力負(fù)荷，保證了處理效果。對(duì)于超高濃度或含有有毒物質(zhì)的廢水，回流可以稀釋進(jìn)入反應(yīng)器的基質(zhì)濃度和有毒物質(zhì)濃度，降低其對(duì)微生物的抑制和毒害，這是EGSB工藝區(qū)別于UASB工藝最為突出的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)之一。EGSB可以采用塔形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有較大的高徑比，既能提高上升流速，也能進(jìn)一步向著空間方向發(fā)展，減少占地面積，投資更省。EGSB能在高負(fù)荷下取得較高的處理效果，尤其是在低溫條件下，對(duì)低濃度有機(jī)廢水的處理效果也較好。反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥粒徑較大，反應(yīng)器抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。高的水力負(fù)荷使表面上升流速

52、和攪拌程度加強(qiáng)，保證了顆粒污泥與廢水的充分接觸，強(qiáng)化了傳質(zhì)，有效解決了UASB出現(xiàn)的短流、堵塞問(wèn)題。2. EGSB的工藝特征3. EGSB的有關(guān)研究與工程應(yīng)用EGSB的有關(guān)研究結(jié)果處理生活污水 進(jìn)水COD=127675mg/L HRT大于3.5h 容積負(fù)荷大于2.7kgCOD/(m3 d) 水溫大于13 COD總?cè)コ蚀笥?4%，可溶性COD去除率大于51%處理麥芽發(fā)酵廢水 進(jìn)水COD=2821436mg/L HRT等于24h 容積負(fù)荷4.48.8kgCOD/(m3.d) 水溫等于16 COD去除率56%處理屠宰場(chǎng)廢水 進(jìn)水COD=14404200mg/L HRT等于5h 容積負(fù)荷15kgCOD/(m3.d) 水溫等于35 COD去除率67%EGSB的有關(guān)工程應(yīng)用薯干酒廠酒精廢液治理工程生產(chǎn)廢水脫糟機(jī)配水池一級(jí)EGSB罐中間池二級(jí)EGSB罐接觸氧化池斜板沉淀池出水沼氣 廢水量800m3/d 進(jìn)水COD=4000050000mg/L SS=30000mg/L 接種污泥濃度10g/L 馴化期進(jìn)水COD濃度10000mg/L 容積負(fù)荷1215kgCOD/(m3d) 一級(jí)EGSB去除率90% 二級(jí)EGSB去除率5060%玉米酒廠酒精廢液治理工程生產(chǎn)廢水壓濾后稀槽液沉淀池EGSB反應(yīng)器降溫池出水泵配水罐泵接觸氧化池沉淀