CH14工業(yè)廢水的生物處理課件

1、Ch14 工業(yè)廢水的生物處理 工業(yè)廢水的可生化性工業(yè)廢水的好氧生物處理活性污泥法生物膜法工業(yè)廢水的厭氧生物處理工業(yè)廢水的厭氧好氧串聯(lián)生物處理第1頁，共64頁。14.1 工業(yè)廢水的可生化性 （一）工業(yè)廢水可生化性的評(píng)價(jià)方法：水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)法（BOD/COD）微生物耗氧速率法脫氫酶活性法有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)法第2頁，共64頁。（二）可生化性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的問題：生物處理方法；微生物來源及濃度；有機(jī)物濃度、營養(yǎng)物質(zhì)、pH值、水溫、共存物質(zhì)。第3頁，共64頁。14.2 工業(yè)廢水的好氧生物處理 （一）活性污泥法 (Activated Sludge Process)傳統(tǒng)活性污泥法 (Traditional A

2、ctivated Sludge Process)氧化溝 (Oxidation Ditch)SBR (Sequencing Batched Reactor)第4頁，共64頁。（二）生物膜法(Bio-film Process)接觸氧化法 (Contact Oxidation Process)生物轉(zhuǎn)盤 (Biological Rotating Contactor)生物濾池 (Biological Filter)第5頁，共64頁。14.3 工業(yè)廢水的生物處理廢水厭氧生物處理是環(huán)境工程與能源工程中的一項(xiàng)重要技術(shù)可用于處理有機(jī)污泥和高濃度有機(jī)廢水，也用于處理中、低濃度有機(jī)廢水第6頁，共64頁。（一）厭氧生

3、物處理原理廢水的厭氧生物處理：指在無氧條件下，借助厭氧微生物的新陳代謝作用分解廢水中的有機(jī)物質(zhì)，并使之轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿拥臒o機(jī)物質(zhì)的處理過程。1979年出現(xiàn)了厭氧消化的三階段理論，主要包括：第7頁，共64頁。第一階段水解發(fā)酵階段，復(fù)雜的有機(jī)物在厭氧菌胞外酶的作用下，首先被分解成簡單的有機(jī)物；這些簡單的有機(jī)物在產(chǎn)酸菌的作用下經(jīng)過厭氧發(fā)酵和氧化轉(zhuǎn)化為乙酸、丙酸和丁酸等脂肪酸和醇類等。第二階段產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段，在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下，把第一階段的產(chǎn)物，如丙酸、丁酸等脂肪酸和醇類轉(zhuǎn)化為乙酸等物質(zhì)。第三階段產(chǎn)甲烷階段，產(chǎn)甲烷細(xì)菌利用第一階段和第二階段產(chǎn)生的乙酸、二氧化碳和氫轉(zhuǎn)化為甲烷。第8頁，共64頁。（二）厭

4、氧生物處理的特點(diǎn)與好氧生物處理法相比的優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)用范圍廣：適于處理中、高濃度廢水；幾百到上萬噸規(guī)模；能耗低，是好氧處理的1015%；且能夠產(chǎn)生大量能源；負(fù)荷高（510kgBOD/m3.d，是好氧的10倍），占地少；剩余污泥量少（是好氧的1/20），且其濃縮性和脫水性能良好。第9頁，共64頁。對(duì)氮、磷營養(yǎng)物的需求量少（BOD:N:P=200400:5:1）厭氧處理過程有一定的殺菌作用；厭氧活性污泥可以長期貯存（可保留一年以上），可間斷或季節(jié)性運(yùn)行。第10頁，共64頁。與好氧生物處理法相比的缺點(diǎn)：處理后出水水質(zhì)較差，難以直接達(dá)標(biāo)，一般需要進(jìn)行后處理（一般在厭氧處理后串聯(lián)好氧處理）。由于厭氧細(xì)菌增殖緩

5、慢，厭氧反應(yīng)器初次啟動(dòng)過程需時(shí)較長，一般需要812周時(shí)間才能完成。厭氧微生物對(duì)有毒物質(zhì)和環(huán)境條件較為敏感，操作控制因素比較復(fù)雜，操作不當(dāng)可能導(dǎo)致反應(yīng)器運(yùn)行條件的惡化（產(chǎn)生臭味和腐蝕性的氣體）。第11頁，共64頁。（三）厭氧生物處理的主要影響因素溫度：產(chǎn)甲烷菌的溫度范圍是560，在35和53上下可以分別獲得較高的消化效率，溫度為4045時(shí)，厭氧消化效率較低。各種產(chǎn)甲烷菌的適宜范圍不一致，且最適的溫度范圍較小pH值：產(chǎn)酸細(xì)菌對(duì)酸堿度不及甲烷細(xì)菌敏感，產(chǎn)酸細(xì)菌適宜的pH值4.58.0；產(chǎn)甲烷菌最適的pH值7.07.2，適宜的pH值6.67.4第12頁，共64頁。有機(jī)負(fù)荷：在一定范圍內(nèi)，隨著有機(jī)負(fù)荷的

6、提高，產(chǎn)氣率趨向下降，而消化器的容積產(chǎn)氣量則增多。有機(jī)負(fù)荷過高，會(huì)使消化系統(tǒng)中污泥的流失速率大于增長速率而降低消化效率；有機(jī)負(fù)荷過低，物料產(chǎn)氣率雖然可以提高，但容積產(chǎn)生率降低，反應(yīng)器容積將增大，使消化設(shè)備的利用效率降低，而增加投資和運(yùn)行費(fèi)用。厭氧活性污泥：厭氧活性污泥的濃度和性狀與消化的效能有密切的關(guān)系。在一定的范圍內(nèi)，活性污泥濃度愈高，厭氧消化的效率也愈高，但到了一定程度后，效率的提高不再明顯。 第13頁，共64頁。有毒物質(zhì)：厭氧系統(tǒng)中的有毒物質(zhì)會(huì)不同程度地對(duì)過程產(chǎn)生抑制作用，通常包括有毒有機(jī)物、重金屬離子和一些陰離子等氧化還原電位：產(chǎn)甲烷菌初始繁殖的環(huán)境條件是氧化還原電位不能高于-0.3V

7、。在厭氧消化全過程中，不產(chǎn)甲烷階段可在兼氧條件下完成，氧化還原電位為0.1-0.1V，而在產(chǎn)甲烷階段，氧化還原電位須控制為-0.3-0.35V（中溫消化）與-0.56-0.6V（高溫消化）攪拌和混合：攪拌可消除池內(nèi)的梯度，增加食料與微生物之間的接觸，避免產(chǎn)生分層，促進(jìn)沼氣分離，顯著地提高消化的效率第14頁，共64頁。第一代厭氧反應(yīng)工藝：1880s1950s開發(fā)的，HRT長，效率低。第二代厭氧反應(yīng)工藝：1960s開始，以提高厭氧微生物濃度和停留時(shí)間、縮短液體停留時(shí)間為目標(biāo)。第三代厭氧反應(yīng)工藝：1990s后，微生物以顆粒污泥固定化方式存在于反應(yīng)器中，反應(yīng)器單位容積的生物量更高，能承受更高的水力負(fù)荷

8、，并具有較高的有機(jī)污染物凈化效能。（五）厭氧生物反應(yīng)器第15頁，共64頁。第一代厭氧反應(yīng)工藝：1950s以前開發(fā)的，典型代表：城市污水： 1881年法國Mouras的自動(dòng)凈化器： 1891年英國Moncriff的裝有填料的升流式反應(yīng)器： 1895年，英國設(shè)計(jì)的化糞池（Septic Tank）； 1905年，德國的Imhoff池（雙層沉淀池）； 剩余污泥：各種厭氧消化池等。第16頁，共64頁。特點(diǎn)：處理廢水的同時(shí)，也處理沉淀下來的污泥HRT長（污泥處理時(shí):長達(dá)90天，目前WWTP污泥處理2030天）；處理效率低，處理效果不好；（由于廢水與污泥不分隔而影響出水水質(zhì)；雙層沉淀池則有了很大改進(jìn)，有上層

9、沉淀池和下層消化池）具有濃臭的氣味（原污泥中含有的有機(jī)氮或硫酸鹽等在厭氧條件下分別轉(zhuǎn)化為氨氮或硫化氫）第17頁，共64頁。第二代厭氧反應(yīng)工藝：1960s開始，以提高厭氧微生物濃度和停留時(shí)間、縮短液體停留時(shí)間為目標(biāo)，SRT與HRT分離。典型代表：厭氧接觸池、厭氧濾池（AF）、升流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧流化床（AFB）、厭氧附著膜膨脹床（AAFEB）等。與第一代厭氧工藝相比，第二代工藝更加注重對(duì)系統(tǒng)環(huán)境條件的控制，反應(yīng)器中通常增加了溫控設(shè)施和攪拌裝置，通過不同的運(yùn)行方式在反應(yīng)器內(nèi)保持很高濃度的生物量。第18頁，共64頁。特點(diǎn)：SRT長，厭氧微生物濃度高；SRT與HRT分離， HRT短；效率

10、高。第19頁，共64頁。第三代厭氧反應(yīng)工藝：1990s后，微生物以顆粒污泥固定化方式存在于反應(yīng)器中，反應(yīng)器單位容積的生物量更高，能承受更高的水力負(fù)荷，并具有較高的有機(jī)污染物凈化效能，具有較大的高徑比，占地面積小等。典型工藝有：厭氧膨脹顆粒污泥床（EGSB）、厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(IC)、升流式厭氧污泥床過濾器等。EGSB反應(yīng)器：利用外加的出水循環(huán)使反應(yīng)器內(nèi)部形成很高的上升流速，提高反應(yīng)器內(nèi)的基質(zhì)與微生物之間的接觸和反應(yīng)，可以在較低溫度下處理較低濃度的有機(jī)廢水，如城市廢水等；IC反應(yīng)器：主要應(yīng)用于處理高濃度有機(jī)廢水，依靠厭氧生物過程本身所產(chǎn)生的大量沼氣形成內(nèi)部混合液的充分循環(huán)與混合，可以達(dá)到更高的有

11、機(jī)負(fù)荷 。第20頁，共64頁。厭氧生物處理技術(shù)厭氧接觸法 (Anaerobic Contact Process)厭氧生物濾池 (Anaerobic Filter, AF)升流式厭氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Blanket, UASB)厭氧膨脹床（Anaerobic Expanded Bed, AEB）和 厭氧流化床（Anaerobic Fluidized Bed, AFB)厭氧生物轉(zhuǎn)盤（Anaerobic Rotating Biological Contactor）厭氧膨脹顆粒污泥床 (Expanded Granular Sludge Blanket, EGSB

12、)厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器（Internal Circulation, IC）兩相厭氧消化工藝 (Anaerobic Digester)第21頁，共64頁。1. 厭氧接觸法 機(jī)械、水力或壓縮沼氣的攪拌：完全混合狀態(tài)真空脫氣裝置：脫氣，提高沉淀池中混合液的固液分離效果沉淀池、沉淀污泥回流至消化池：SRT與HRT的分離，保持污泥濃度，降低HRT第22頁，共64頁。1. 厭氧接觸法 厭氧細(xì)菌生長緩慢，基本可以作到不從系統(tǒng)中排放剩余污泥，則Qw = 0 ： 第23頁，共64頁。1. 厭氧接觸法 普通厭氧消化池：因Xe = X，故c = HRT。中溫條件下，為滿足產(chǎn)甲烷菌的生長繁殖，SRT要求2030d，因此厭

13、氧消化池的HRT為2030d。厭氧接觸法：由X Xe，故HRTSRT；而且X越大，Xe越小，則HRT可以越短。第24頁，共64頁。1. 厭氧接觸法 厭氧接觸法具有如下特點(diǎn)： 耐沖擊能力強(qiáng)（污泥濃度510gMLVSS/L） 消化池的容積負(fù)荷較普通消化池大大提高 可以直接處理懸浮固體含量較高或顆粒較大的料液； 出水的水質(zhì)好，但需增加沉淀池、污泥回流和脫氣設(shè)備； 混合液難于在沉淀池中進(jìn)行固液分離，污泥中脫氣不徹底，沉淀池中存在厭氧生化反應(yīng) 第25頁，共64頁。1. 厭氧接觸法 存在問題：厭氧污泥上附著小的氣泡，影響污泥的沉淀；且污泥在二沉池中還具有活性，還會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生沼氣，有可能導(dǎo)致已下沉的污泥上浮。

14、改進(jìn)措施： 真空脫氣設(shè)備（真空度為500mmH2O）； 增加熱交換器，使污泥驟冷，暫時(shí)抑制厭氧污泥的活性。第26頁，共64頁。2. 厭氧生物濾池 厭氧生物濾池的構(gòu)造類似于一般的生物濾池，但池頂密封，產(chǎn)生的沼氣聚焦在池頂部罩內(nèi)，并從頂部引出。處理水所挾帶的生物膜，在濾后沉淀池分離。按水流方向，厭氧生物濾池可分為：升流式、降流式和升流式混合型。第27頁，共64頁。2. 厭氧濾池 厭氧濾池（Anaerobic Filter，簡稱AF）是世界上最早使用的污水生物處理構(gòu)筑物之一。1891年，Scott-Moncrieff在英格蘭建成了第一座使用石質(zhì)載體的池子，池子上部是濾層，污水自下而上通過濾層，使污水

15、得到凈化。雖然這座池子只供處理10人生活污水，也未冠以厭氧生物濾池之名，但實(shí)質(zhì)上可以稱作厭氧生物濾池的首次應(yīng)用實(shí)例。到20世紀(jì)60年代，美國的McCarty等人將厭氧生物濾池發(fā)展成為第一個(gè)高速厭氧反應(yīng)器，容積負(fù)荷可達(dá)10-15kgCOD/m3.d。 第28頁，共64頁。2. 厭氧濾池 厭氧生物濾池的主要優(yōu)點(diǎn)是：微生物濃度較高，能承受較高的有機(jī)負(fù)荷及沖擊負(fù)荷；泥齡長，HRT較短，反應(yīng)器的體積小；啟動(dòng)時(shí)間短，短時(shí)間停運(yùn)后再啟動(dòng)容易；不需攪拌和回流污泥，設(shè)備簡單，操作方便，能耗低。第29頁，共64頁。2. 厭氧濾池 AF工藝計(jì)算與設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： 濾料的選擇； 濾料體積的計(jì)算； 布水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； 沼

16、氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。但目前尚無定型的設(shè)計(jì)計(jì)算程序。厭氧生物濾池的設(shè)計(jì)第30頁，共64頁。2. 厭氧濾池 1) 濾料體積的計(jì)算： V = Q（Si Se）/LvCOD2) 常用設(shè)計(jì)參數(shù)：有機(jī)容積去除負(fù)荷可達(dá)0.512 kgCOD/m3.d；有機(jī)物去除率可達(dá)6095%；濾料層的高度為25m；相鄰進(jìn)水孔口距離12m（不大于2m）；污泥排放口距離不大于3m。厭氧生物濾池的設(shè)計(jì)第31頁，共64頁。2. 厭氧濾池 3) 出水水質(zhì)Se：取決于對(duì)處理后出水的水質(zhì)要求；有機(jī)物去除率；所采用的有機(jī)負(fù)荷的高低。4) 有機(jī)容積負(fù)荷的影響因素：廢水水質(zhì)，包括有機(jī)物的種類和濃度；濾料性質(zhì)；溫度；其它，如：pH值、營養(yǎng)物、有毒物

17、質(zhì)濃度等。（無可靠資料可借鑒時(shí)，小試或中試試驗(yàn)確定）第32頁，共64頁。3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）Upflow Anaerobic Sludge Blanket，簡稱UASB:是荷蘭農(nóng)業(yè)大學(xué)19741978年間研制出來的一種高效厭氧生物反應(yīng)器。據(jù)1993年的報(bào)道，國外至少已有300多座生產(chǎn)規(guī)模處理裝置在運(yùn)行，其中設(shè)備最大容積達(dá)15600m3。2#第33頁，共64頁。3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）主要工藝特征： 在反應(yīng)器的上部設(shè)置了氣、固、液三相分離器； 在反應(yīng)器底部設(shè)置了均勻布水系統(tǒng)； 反應(yīng)器內(nèi)的污泥能形成顆粒污泥（直徑0.54mm，濕比重1.041.08）；具有良好的沉降性能

18、和很高的產(chǎn)甲烷活性。第34頁，共64頁。3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）與厭氧接觸法及厭氧生物濾池相比，UASB的主要特點(diǎn)： 污泥的顆?；狗磻?yīng)器內(nèi)的平均濃度50gVSS/L以上，污泥齡一般為30天以上； 反應(yīng)器的水力停留時(shí)間相應(yīng)較短； 反應(yīng)器具有很高的容積負(fù)荷； 不僅適于處理高、中濃度的有機(jī)工業(yè)廢水，也適于處理低濃度的城市污水； 集生物反應(yīng)和沉淀分離于一體，結(jié)構(gòu)緊湊； 無需設(shè)置填料，節(jié)省了費(fèi)用，提高了容積利用率； 一般也無需設(shè)置攪拌設(shè)備，上升水流和沼氣產(chǎn)生的上升氣流起到攪拌的作用； 構(gòu)造簡單，操作運(yùn)行方便。第35頁，共64頁。UASB反應(yīng)器的組成進(jìn)水配水系統(tǒng)反應(yīng)區(qū)三相分離器出水系統(tǒng)氣室浮

19、渣收集系統(tǒng)排泥系統(tǒng)等3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）第36頁，共64頁。UASB反應(yīng)器的型式1) 開敞式UASB反應(yīng)器：頂部不加密封，或僅加一層不太密封的蓋板；多用于處理中、低濃度的有機(jī)廢水；其構(gòu)造較簡單，易于施工安裝和維修。2) 封閉式UASB反應(yīng)器：頂部加蓋密封，液面與池頂之間形成氣室；主要適用于高濃度有機(jī)廢水的處理；與傳統(tǒng)的厭氧消化池有一定的類似，其池頂也可以做成浮動(dòng)蓋式。3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）第37頁，共64頁。3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）UASB產(chǎn)生的剩余顆粒污泥在常溫下可保存很長時(shí)間而不損失活性，因此UASB采用剩余污泥接種，可使反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)間縮短到幾天之

20、內(nèi)。產(chǎn)氣的攪拌作用使污泥床不斷運(yùn)動(dòng)而與廢水良好混合， 因此UASB一般不易形成溝流。由于沒有填料，UASB有更大的空間容納污泥，容積負(fù)荷比其它厭氧處理工藝更高。由于沒有填料，UASB在投資和運(yùn)行成本上更節(jié)省，能耗低，操作維護(hù)相對(duì)簡易。升流式厭氧污泥反應(yīng)器的特點(diǎn)第38頁，共64頁。3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）優(yōu)點(diǎn)： 反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高； 有機(jī)負(fù)荷高，水力停留時(shí)間短，中溫消化； 反應(yīng)器內(nèi)設(shè)三相分離器，一般無污泥回流設(shè)備； 無混合攪拌設(shè)備； 污泥床內(nèi)不填載體，節(jié)省造價(jià)。缺點(diǎn)： 反應(yīng)器內(nèi)有短流的現(xiàn)象，影響處理能力 運(yùn)行啟動(dòng)時(shí)間長，對(duì)水質(zhì)和負(fù)荷突變比較敏感第39頁，共64頁。3.升流式厭氧污泥反

21、應(yīng)器（UASB）設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容： 池型選擇、有效容積以及各主要部位尺寸的確定； 進(jìn)水配水系統(tǒng)、出水系統(tǒng)、三相分離器等主要設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算； 其它設(shè)備和管道如排泥和排渣系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)計(jì)算。 UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算組成：進(jìn)水配水系統(tǒng)反應(yīng)區(qū)三相分離器出水系統(tǒng)氣室浮渣收集系統(tǒng)排泥系統(tǒng)等第40頁，共64頁。 顆粒污泥的外觀：卵形、球形、絲形等；其平均直徑為1 mm，一般為0.12 mm，最大可達(dá)35 mm；反應(yīng)區(qū)底部的顆粒污泥多以無機(jī)粒子作為核心，外包生物膜；顆粒的核心多為黑色，生物膜的表層則呈灰白色、淡黃色或暗綠色等；反應(yīng)區(qū)上部的顆粒污泥的揮發(fā)性相對(duì)較高；顆粒污泥質(zhì)軟，有一定的韌性和粘性。UASB反

22、應(yīng)器中的顆粒污泥 （了解）第41頁，共64頁。 顆粒污泥的組成各類微生物、無機(jī)礦物以及有機(jī)的胞外多聚物等，VSS/SS一般為7090%；顆粒污泥的主體是各類微生物，包括水解發(fā)酵菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、產(chǎn)甲烷菌，有時(shí)還會(huì)有硫酸鹽還原菌等，細(xì)菌總數(shù)為141012個(gè)/gVSS；顆粒污泥中C、H、N的比例為C約為4050%、H約為7%、N約為10%；灰分含量因接種污泥的來源、處理水質(zhì)等的不同而有較大差距，一般灰分含量可達(dá)8.855%。胞外多聚物：在顆粒污泥的表面和內(nèi)部，透明發(fā)亮的粘液狀物質(zhì)，主要是多聚糖、蛋白質(zhì)和糖醛酸等；其存在有利于保持顆粒污泥的穩(wěn)定性。 第42頁，共64頁。3) 顆粒污泥的生物活性顆粒污

23、泥中的細(xì)菌是成層分布的，即外層中占優(yōu)勢的細(xì)菌是水解發(fā)酵菌，而內(nèi)層則是產(chǎn)甲烷菌；顆粒污泥實(shí)際上是一種生物與環(huán)境條件相互依存和優(yōu)化的生態(tài)系統(tǒng)，各種細(xì)菌形成了一條很完整的食物鏈，有利于種間氫和種間乙酸的傳遞，因此其活性很高。第43頁，共64頁。3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）4) 顆粒污泥的培養(yǎng)條件培養(yǎng)出高濃度、高活性的顆粒污泥一般需要13個(gè)月；可以分為三個(gè)階段：啟動(dòng)期、顆粒污泥形成期、顆粒污泥成熟期。影響顆粒污泥形成的主要因素： 接種污泥的選擇； 維持穩(wěn)定的環(huán)境條件，如溫度、pH值等； 初始污泥負(fù)荷一般為0.050.1 kgCOD/kgSS.d，容積負(fù)荷一般應(yīng)小于0.5 kgCOD/m3.d；

24、 保持反應(yīng)器中低的VFA濃度； 表面水力負(fù)荷應(yīng)大于0.3 m3/m2.d，以保持較大的水力分級(jí)作用，沖走輕質(zhì)的絮體污泥； 進(jìn)水COD濃度不宜大于4000 mg/l，否則可采取水回流或稀疏等措施； 進(jìn)水中可適當(dāng)提供無機(jī)微粒，特別可以補(bǔ)充鈣和鐵，同時(shí)應(yīng)補(bǔ)充微量元素(如Ni、Co、Mo)。第44頁，共64頁。4.厭氧膨脹床和厭氧流化床Anaerobic Expanded/Fluidized Bed Reactor，簡稱AEBR/AFBR：借鑒流態(tài)化技術(shù)的一種生物反應(yīng)裝置。以小粒徑載體（石英砂、活性炭、沸石、塑料顆粒等，粒徑多在0.21mm）為流化粒料，污水作為流化介質(zhì)，當(dāng)污水以升流式通過粒料床體時(shí)，

25、污水上升流速使顆粒載體呈膨脹/流化狀態(tài)，污水與表面生長厭氧生物膜的顆粒載體不斷接觸反應(yīng)，達(dá)到厭氧生物反應(yīng)處理污水的目的。 第45頁，共64頁。厭氧生物流化床膨脹床：膨脹率110120稱膨脹床，床體內(nèi)載體略有松動(dòng)，載體間空隙增加但仍保持互相接觸。流化床：膨脹率120170，上升流速增大到可以使載體在床體內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)而互不接觸。出水回流：使載體顆粒在反應(yīng)器內(nèi)膨脹或形成流化狀態(tài)； 第46頁，共64頁。4.厭氧膨脹/流化床流態(tài)化能夠最大程度使厭氧污泥與污水接觸顆粒與流體相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度高，液膜擴(kuò)散阻力小。此外，顆粒表面生物膜厚度小，傳質(zhì)作用強(qiáng)。因此，生物化學(xué)過程進(jìn)行較快，污水在反應(yīng)器內(nèi)的水力停留時(shí)間短，處理

26、效率高。克服了厭氧生物濾池存在的堵塞和溝流問題。高容積負(fù)荷使反應(yīng)器體積減小，同時(shí)，由于其高度與直徑比例大于其它厭氧反應(yīng)器，因此，厭氧生物流化床占地面積小。 厭氧膨脹/流化床的主要特點(diǎn)第47頁，共64頁。厭氧流化床存在的主要問題為了實(shí)現(xiàn)良好的流態(tài)化并使污泥與填料不致從反應(yīng)器流失，必須使生物膜顆粒保持均勻的形狀、大小和密度，但這在工程上是難以實(shí)現(xiàn)的，因此，穩(wěn)定的流態(tài)化液難以保證。為了獲得高的水流速度以保證流態(tài)化，流化床需要大量的回流水，導(dǎo)致能耗增大，成本提高。流化床設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題是底部進(jìn)水的均勻分布，盡管出現(xiàn)了多種布水方式，但在生產(chǎn)規(guī)模的設(shè)備中，均勻布水是非常困難的。 4.厭氧膨脹/流化床第

27、48頁，共64頁。5.厭氧生物轉(zhuǎn)盤（ARBC）Anaerobic Rotating Biological Contactor Process，是Pretorius等人于1975年廢水反硝化脫氮處理時(shí)提出的，1980年Tati等人開展了ARBC用于處理有機(jī)廢水的試驗(yàn)研究工作。第49頁，共64頁。厭氧生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造同“好”相似，不同的是ARBC反應(yīng)器是加蓋密閉的，圓盤全部浸沒于水中。厭氧生物轉(zhuǎn)盤的組成盤片密封的反應(yīng)槽轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)裝置第50頁，共64頁。微生物濃度高，有機(jī)負(fù)荷高，HRT短，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，老化生物膜脫離，生物膜保持較高活性廢水沿水平方向流動(dòng)，反應(yīng)槽高度小，節(jié)省了提升高度一般不需

28、回流，節(jié)能且便于操作不會(huì)發(fā)生堵塞，可處理含較高SS的有機(jī)廢水多采用多級(jí)串聯(lián)，厭氧微生物在各級(jí)中分級(jí)，處理效果更好運(yùn)行管理方便（缺點(diǎn)）盤片成本較高，使裝置造價(jià)較高厭氧生物轉(zhuǎn)盤的特點(diǎn)第51頁，共64頁。目前還多處于小試階段國外：對(duì)多種廢水如牛奶廢水、奶牛糞、生活污水等的研究表明： 在進(jìn)水TOC為1106000mg/L的范圍內(nèi)，TOC的去除率可達(dá)6080%，有機(jī)負(fù)荷可達(dá)20gTOC/m3.d國內(nèi)：對(duì)玉米淀粉廢水和酵母廢水的研究表明：其COD去除率可達(dá)7090%，有機(jī)容積負(fù)荷可高達(dá)3070 gCOD/m3.d厭氧生物轉(zhuǎn)盤的應(yīng)用情況（了解）第52頁，共64頁。水力停留時(shí)間進(jìn)水水質(zhì)有機(jī)負(fù)荷率系統(tǒng)的分級(jí)影響

29、厭氧生物轉(zhuǎn)盤運(yùn)行性能的因素第53頁，共64頁。6.厭氧擋板式反應(yīng)器（ABR）Anaerobic Baffled Reactor（ABR）是美國Macarty于1982年開發(fā)的一種新型厭氧活性污泥法。ABR的開發(fā)：與UASB（19741978）同步由厭氧生物轉(zhuǎn)盤（19751980）發(fā)展而來：ARBC的轉(zhuǎn)盤不動(dòng)，全為固定盤ARBC第54頁，共64頁。構(gòu)造及工藝流程在反應(yīng)器中設(shè)置多個(gè)垂直擋板，將反應(yīng)器分隔為數(shù)個(gè)上向流和下向流的小室，使廢水循序流過這些小室；上向流室較寬，便于污泥聚集；下向流室較窄，60O導(dǎo)流板便于送水入上向流的中心，使泥水充分混合，保持較高的污泥濃度；相當(dāng)于多個(gè)UASB反應(yīng)器的串聯(lián)；

30、當(dāng)廢水濃度過高時(shí)，可將處理后的出水回流（保持進(jìn)水510g/L）。第55頁，共64頁。系列UASB串連，具備UASB的工藝特點(diǎn)；良好的生物固體截留能力，無需三相分離器；推流串連，良好的生物分布；工藝簡單，投資省，運(yùn)行費(fèi)用低；耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，適應(yīng)范圍廣；固液分離效果好，出水水質(zhì)好；運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)操作簡便；ABR的主要特點(diǎn)第56頁，共64頁。7. 復(fù)合厭氧法一個(gè)設(shè)備內(nèi)由幾種厭氧反應(yīng)器復(fù)合而成的厭氧處理法目前開發(fā)的多為UASB+AF復(fù)合而成的升流式厭氧污泥床過濾器（Upflow Blanket Filter, UBF），已經(jīng)工程應(yīng)用，效果良好。實(shí)際工程中，為減小占地，需要UASB向空中發(fā)展，但UASB反應(yīng)區(qū) 4m，上部空間發(fā)揮作用不大。為減小占地又發(fā)揮空間的降解作用，提出了UBF，即在UASB污泥層（或懸浮層）上部加填料，填料上附著微生物，起到污泥攔截和增加生物量的作用。第57頁，共64頁。8. 兩相厭氧消化工藝 實(shí)現(xiàn)了生物相的分離，使產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相分別在最優(yōu)條件下運(yùn)行，確保發(fā)揮兩大類微生物各自優(yōu)勢所需的條件，大幅度提高了廢水處理能力和反應(yīng)器的運(yùn)行穩(wěn)定性，又進(jìn)一步提高了厭氧法處理廢水的能力和范