研究生入學(xué)考試水污染控制工程中國地質(zhì)大學(xué)污水厭氧生物處理

2023/2/111881年由法國的LouisMouras所發(fā)明“自動凈化器”1896年，英國出現(xiàn)第一座用于處理生活污水的厭氧消化池；20世紀(jì)40年代，澳大利亞出現(xiàn)連續(xù)攪拌的厭氧消化池；50、60特別是70年代的中后期，隨著能源危機(jī)的加劇，出現(xiàn)了一批被稱為現(xiàn)代高速厭氧消化反應(yīng)器的處理工藝，從此厭氧消化工藝開始大規(guī)模地應(yīng)用于廢水處理

60年代發(fā)明了厭氧濾池；70年代荷蘭Lettinga發(fā)明了上流式厭氧污泥床反應(yīng)器UASB，厭氧生物處理開始有效地進(jìn)入廢水處理領(lǐng)域。20世紀(jì)90年代以后，隨著以顆粒污泥為主要特點(diǎn)的UASB反應(yīng)器的廣泛應(yīng)用，在其基礎(chǔ)上又發(fā)展起來了同樣以顆粒污泥為根本的顆粒污泥膨脹床（EGSB）反應(yīng)器和厭氧內(nèi)循環(huán)（IC）反應(yīng)器

主要發(fā)展過程第1頁/共44頁第一頁，共45頁。2023/2/11厭氧處理的優(yōu)點(diǎn)：①能耗大大降低，而且還可以回收生物能（沼氣）；②污泥產(chǎn)量很低；——厭氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多，產(chǎn)酸菌的產(chǎn)率Y為0.15~0.34kgVSS/kgCOD，產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)率Y為0.03kgVSS/kgCOD左右，而好氧微生物的產(chǎn)率約為0.25~0.6kgVSS/kgCOD。③厭氧微生物有可能對好氧微生物不能降解的一些有機(jī)物進(jìn)行降解或部分降解；④反應(yīng)過程較為復(fù)雜——厭氧消化是由多種不同性質(zhì)、不同功能的微生物協(xié)同工作的一個連續(xù)的微生物過程；第2頁/共44頁第二頁，共45頁。2023/2/11厭氧生物處理的不足1）出水的COD濃度高，原則上需要后續(xù)處理才能達(dá)到較高的排水標(biāo)準(zhǔn)；2）厭氧反應(yīng)器初次啟動過程緩慢，一般需要8－12周時間；3）對有毒物質(zhì)、溫度、pH等環(huán)境因素較敏感；4）氣味較大；5）對氨氮的去除效果不好；

第3頁/共44頁第三頁，共45頁。2023/2/11第一節(jié)厭氧生物處理的基本原理污泥（固態(tài)有機(jī)物）的消化廢水厭氧生物處理在早期又被稱為厭氧消化、厭氧發(fā)酵；是指在厭氧條件下由多種（厭氧或兼性）微生物的共同作用下，使有機(jī)物分解并產(chǎn)生CH4和CO2的過程。第4頁/共44頁第四頁，共45頁。2023/2/11一、厭氧生物處理中的基本生物過程——階段性理論

1、兩階段理論2、三階段理論3、四階段理論（四菌群學(xué)說）4、多階段理論第5頁/共44頁第五頁，共45頁。2023/2/111、兩階段理論圖1厭氧反應(yīng)的兩階段理論圖示內(nèi)源呼吸產(chǎn)物堿性發(fā)酵階段酸性發(fā)酵階段水解胞外酶胞內(nèi)酶產(chǎn)甲烷菌胞內(nèi)酶產(chǎn)酸菌不溶性有機(jī)物可溶性有機(jī)物細(xì)菌細(xì)胞脂肪酸、醇類、H2、CO2其它產(chǎn)物細(xì)菌細(xì)胞CO2、CH420世紀(jì)30~60年代，被普遍接受的是“兩階段理論”第一階段：發(fā)酵階段，又稱產(chǎn)酸階段或酸性發(fā)酵階段主要功能是水解和酸化，主要產(chǎn)物是脂肪酸、醇類、CO2和H2等；主要參與反應(yīng)的微生物統(tǒng)稱為發(fā)酵細(xì)菌或產(chǎn)酸細(xì)菌；這些微生物的特點(diǎn)是：1）生長速率快，2）對環(huán)境條件的適應(yīng)性（溫度、pH等）強(qiáng)。第二階段：產(chǎn)甲烷階段，又稱堿性發(fā)酵階段產(chǎn)甲烷菌利用前一階段的產(chǎn)物，并將其轉(zhuǎn)化為CH4和CO2；主要參與反應(yīng)的微生物被統(tǒng)稱為產(chǎn)甲烷菌（Methaneproducingbacteria）；產(chǎn)甲烷細(xì)菌的主要特點(diǎn)是：1）生長速率慢，世代時間長；2）對環(huán)境條件（溫度、pH、抑制物等）非常敏感，要求苛刻。第6頁/共44頁第六頁，共45頁。2023/2/112、三階段理論對厭氧微生物學(xué)的深入研究后，發(fā)現(xiàn)將厭氧消化過程簡單地劃分為上述兩個過程，不能真實(shí)反映厭氧反應(yīng)過程的本質(zhì)產(chǎn)甲烷菌是一類十分特別的古細(xì)菌（Archea），特點(diǎn)是：只能利用一些簡單有機(jī)物作為基質(zhì)，其中主要是一些簡單的一碳物質(zhì)如甲酸、甲醇、甲基胺類以及H2/CO2等，兩碳物質(zhì)中只有乙酸，而不能利用其它含兩碳或以上的脂肪酸和甲醇以外的醇類上世紀(jì)70年代，Bryant發(fā)現(xiàn)原來認(rèn)為是一種被稱為“奧氏產(chǎn)甲烷菌”的細(xì)菌，實(shí)際上是由兩種細(xì)菌共同組成的，一種細(xì)菌首先把乙醇氧化為乙酸和H2（一種產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌），另一種細(xì)菌則利用H2和CO2產(chǎn)生CH4（一種真正意義上的產(chǎn)甲烷細(xì)菌——嗜氫產(chǎn)甲烷細(xì)菌）第7頁/共44頁第七頁，共45頁。2023/2/11Bryant的“三階段理論”說明：1）I、II、III為三階段理論，I、II、III、IV為四類群理論；

2）所產(chǎn)生的細(xì)胞物質(zhì)未表示在圖中III發(fā)酵性細(xì)菌脂肪酸、醇類產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌II同型產(chǎn)乙酸菌IV有機(jī)物乙酸H2+CO2CH4I產(chǎn)甲烷菌圖2厭氧反應(yīng)的三階段理論和四類群理論I水解、發(fā)酵階段：II產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌，將丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇等轉(zhuǎn)化為乙酸、H2/CO2；III產(chǎn)甲烷階段：產(chǎn)甲烷菌利用乙酸和H2、CO2產(chǎn)生CH4；一般認(rèn)為，在厭氧生物處理過程中約有70%的CH4產(chǎn)自乙酸的分解，其余的則產(chǎn)自H2和CO2

第8頁/共44頁第八頁，共45頁。2023/2/113、四階段理論（四菌群學(xué)說）在上述三階段理論的基礎(chǔ)上，增加一類細(xì)菌——同型產(chǎn)乙酸菌，其主要功能是可以將產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌產(chǎn)生的H2/CO2合成為乙酸。研究表明，實(shí)際上這一部分由H2/CO2合成而來的乙酸的量較少，只占厭氧體系中總乙酸量的5%左右。總體來說，“三階段理論”、“四階段理論”是目前公認(rèn)的對厭氧生物處理過程較全面和較準(zhǔn)確的描述。第9頁/共44頁第九頁，共45頁。2023/2/114、多階段理論當(dāng)利用厭氧生物處理工藝處理含有復(fù)雜有機(jī)物的時候，在厭氧反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)會遠(yuǎn)比上述“三階段理論”、“四階段理論”中所描述的反應(yīng)過程復(fù)雜第10頁/共44頁第十頁，共45頁。2023/2/11二、厭氧消化過程中的主要微生物1、發(fā)酵細(xì)菌（產(chǎn)酸細(xì)菌）：主要功能①水解——在胞外酶的作用下，將不溶性有機(jī)物水解成可溶性有機(jī)物；②酸化——將可溶性大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為脂肪酸、醇類等；主要的發(fā)酵產(chǎn)酸細(xì)菌：梭菌屬、擬桿菌屬、丁酸弧菌屬、雙岐桿菌屬等；水解過程較緩慢，并受多種因素影響（pH、SRT、有機(jī)物種類等）；產(chǎn)酸反應(yīng)的速率較快；大多數(shù)是厭氧菌，也有大量是兼性厭氧菌；可以按功能來分：纖維素分解菌、半纖維素分解菌、淀粉分解菌、蛋白質(zhì)分解菌、脂肪分解菌等。

發(fā)酵細(xì)菌（產(chǎn)酸細(xì)菌）、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、產(chǎn)甲烷菌第11頁/共44頁第十一頁，共45頁。2023/2/112、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌的主要功能是將各種高級脂肪酸和醇類氧化分解為乙酸和H2；為產(chǎn)甲烷細(xì)菌提供合適的基質(zhì)，在厭氧系統(tǒng)中常常與產(chǎn)甲烷細(xì)菌處于共生互營關(guān)系。主要的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸反應(yīng)有：主要的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌多為：互營單胞菌屬、互營桿菌屬、梭菌屬、暗桿菌屬等；多數(shù)是嚴(yán)格厭氧菌或兼性厭氧菌。第12頁/共44頁第十二頁，共45頁。2023/2/113、產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)甲烷菌有各種不同的形態(tài)，常見的有：①產(chǎn)甲烷桿菌；②產(chǎn)甲烷球菌；③產(chǎn)甲烷八疊球菌；④產(chǎn)甲烷絲菌；等等。甲烷細(xì)菌生長的影響因素

pH值：6.8－7.2

溫度：最適溫度35－38oC（中溫）

52－55oC（高溫）第13頁/共44頁第十三頁，共45頁。2023/2/11三、厭氧消化過程中的影響因素1、pH2、溫度

中溫35－38、高溫52－553、污泥齡4、混合和攪拌5、營養(yǎng)與C/N比

與好氧相比6、有毒物質(zhì)

重金屬、H2S、氨等第14頁/共44頁第十四頁，共45頁。2023/2/11第二節(jié)污水的厭氧生物處理方法一、化糞池處理廁所的糞便污水。進(jìn)入下水道。第15頁/共44頁第十五頁，共45頁。2023/2/11二、厭氧生物濾池（固著生長厭氧生物處理）AnaerobicFilter優(yōu)點(diǎn)：負(fù)荷率高；可保持高微生物濃度；出水SS?。辉O(shè)備簡單，操作方便缺點(diǎn)：濾料費(fèi)用高；濾料易堵塞，不適合SS高的廢水。第16頁/共44頁第十六頁，共45頁。2023/2/112固著生長厭氧生物處理法（厭氧生物濾池）2.1升流式厭氧填充床反應(yīng)器

厭氧生物濾池是裝填濾料的厭氧反應(yīng)器。厭氧微生物以生物膜的形態(tài)生長在濾料表面，廢水淹沒濾料，在生物膜的吸附作用和微生物的代謝作用以及濾料的截留作用下，廢水中有機(jī)污染物被去除。所處理的廢水的COD濃度范圍較寬，約在300~85000mg/l之間，處理效果良好，運(yùn)行管理方便；與好氧生物濾池相似，厭氧生物濾池是裝填有濾料的厭氧生物反應(yīng)器，在濾料的表面形成了以生物膜形態(tài)生長的微生物群體，在濾料的空隙中則截留了大量懸浮生長的厭氧微生物，廢水通過濾料層向上流動或向下流動時，廢水中的有機(jī)物被截留、吸附及分解轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳等。

分為升流式厭氧生物濾池、降流式厭氧生物濾池和升流式混合型厭氧生物濾池等三種形式

第17頁/共44頁第十七頁，共45頁。2023/2/11

升流式厭氧生物濾池，廢水由底部進(jìn)入，向上流動通過濾料層，處理水從濾池頂部旁側(cè)升流式厭氧生物濾池中，生物量大部分以生物膜的形式附在濾料表面，少部分以厭氧活性污泥的形式存在于濾料的間隙中，它的生物總量比降流式厭氧生物濾池高，降流式厭氧生物濾池，處理水由濾池底部排出，沼氣收集管仍設(shè)于池頂部上端，堵塞問題不如升流式厭氧生物濾池那樣嚴(yán)重。特點(diǎn)：①生物固體濃度高，有機(jī)負(fù)荷高；②SRT長，可縮短HRT，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；③啟動時間較短，停止運(yùn)行后的再啟動也較容易；④無需回流污泥，運(yùn)行管理方便；⑤運(yùn)行穩(wěn)定性較好。而主要缺點(diǎn)是易堵塞，會給運(yùn)行造成困難。

第18頁/共44頁第十八頁，共45頁。2023/2/112.2厭氧膨脹床與流化床反應(yīng)器

厭氧膨脹床和厭氧流化床內(nèi)充填細(xì)小的固體顆粒填料，如石英砂、無煙煤、活性炭、陶粒和沸石等，填料粒徑一般為0.2～lmm。廢水從床底部流人，為使層膨脹，需將部分出水用循環(huán)泵進(jìn)行回流，提高床內(nèi)水流的上升流速。一般認(rèn)為膨脹率為10％～

20％稱膨脹床，顆粒略呈膨脹狀態(tài)，但仍保持互相接觸；膨脹率為20％～70％時，稱為流化床，顆粒在床中作無規(guī)則自由運(yùn)動。特點(diǎn)：

1.細(xì)顆粒的填料為微生物附著生長提供比較大的比表面積，使床內(nèi)具有很高的微生物濃度水力停留時間短，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定。

2.載體處于膨脹狀態(tài)，能防止載體堵塞。

3.生物固體停留時間較長，運(yùn)行穩(wěn)定，剩余污泥量少。第19頁/共44頁第十九頁，共45頁。2023/2/112.3厭氧生物轉(zhuǎn)盤

厭氧生物轉(zhuǎn)盤由盤片、密封的反應(yīng)槽、轉(zhuǎn)軸及驅(qū)動裝置組成，上部加蓋密封，防止液面上的空間有氧存在。盤片轉(zhuǎn)動時的剪力將老化的生物膜剝下，在水中呈懸浮狀態(tài)，隨水流出槽外。特點(diǎn)：

1.微生物濃度高，可承受高額的有機(jī)物負(fù)荷

2.廢水在反應(yīng)器內(nèi)按水平方向流動，勿需提升廢水

3.可處理含懸浮固體較高的廢水，不存在堵塞問題

4.可采用多級串聯(lián)，各級微生物處于最佳的生存條件下

5.由于轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，不斷使老化生物膜脫落，使生物膜經(jīng)常保持較高的活性返回第20頁/共44頁第二十頁，共45頁。2023/2/11三、厭氧接觸法AnaerobicContactProcess適用于高SS廢水?！皡捬趸钚晕勰喾ā钡?1頁/共44頁第二十一頁，共45頁。2023/2/11厭氧接觸法

厭氧接觸法是在厭氧反應(yīng)器后設(shè)沉淀池，污泥進(jìn)行回流，使厭氧反應(yīng)器內(nèi)污泥能維持較高的污泥濃度，降低水力停留時間。特點(diǎn)：

1.在反應(yīng)器與沉淀池之間設(shè)脫氣器，維持真空度，盡可能地將混合液中的沼氣脫除。

2.在反應(yīng)器與沉淀池之間設(shè)冷卻器，使混合液的溫度由下降，以抑制產(chǎn)甲烷菌在沉淀池內(nèi)活動。

3.投加混凝劑，提高沉淀效果。第22頁/共44頁第二十二頁，共45頁。2023/2/11四、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器

Up-flowAnaerobicSludgeBlanket三相分離區(qū)反應(yīng)區(qū)第23頁/共44頁第二十三頁，共45頁。2023/2/11升流式厭氧污泥層工藝

在反應(yīng)器的上部設(shè)置了氣、固、液三相分離器；

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特點(diǎn)：直徑為0.1~0.5cm，濕比重為1.04~1.08；具有良好的沉降性和很高的產(chǎn)甲烷活性。4.1USAB工藝的工作原理

升流式厭氧污泥床集生物反應(yīng)與沉淀于一體的厭氧反應(yīng)器，污水從下部流入，通過布水系統(tǒng)、厭氧顆粒污泥層、三相分離器，污水從上部溢流堰流出。第24頁/共44頁第二十四頁，共45頁。2023/2/114.2顆粒污泥形成的原理及主要工藝條件

顆粒污泥形成的原理1.三種類型的顆粒污泥：桿菌顆粒絲菌顆粒球菌顆粒2.顆粒污泥的形成原理：細(xì)菌很容易在惰性材料表面上附著并結(jié)團(tuán)。污泥中存在大量的絲狀菌，具有較強(qiáng)的附著能力。第25頁/共44頁第二十五頁，共45頁。2023/2/11UASB反應(yīng)器初次啟動的操作原則1、啟動階段的目的：污泥適應(yīng)將要處理廢水中的有機(jī)物污泥具有很好的沉降性2、啟動時要遵守的原則：最初污泥負(fù)荷不要太高在揮發(fā)酸未能有效分解之前，不應(yīng)增加反應(yīng)器負(fù)荷控制厭氧細(xì)菌的生存環(huán)境種泥量要盡量多控制一定的上升流速3.形成顆粒污泥的過程：啟動與提高污泥活性階段形成顆粒污泥階段逐漸形成顆粒污泥層階段第26頁/共44頁第二十六頁，共45頁。2023/2/111.接種污泥2.廢水的性質(zhì)3.反應(yīng)器的工藝條件4.不同的出水乙酸濃度可以決定優(yōu)勢菌種

影響污泥顆粒化的因素

影響顆粒污泥直徑大小的因素1.溫度2.底物在傳質(zhì)過程中所能進(jìn)入顆粒內(nèi)部的深度3.有機(jī)負(fù)荷的高低4.如果低負(fù)荷忽然增加負(fù)荷將使顆粒污泥破碎5.用較大的上升氣流與產(chǎn)氣量可選擇性的洗出較小的顆粒污泥。第27頁/共44頁第二十七頁，共45頁。2023/2/114.3顆粒污泥的性質(zhì)

顆粒污泥的物理性質(zhì)

1.形狀不規(guī)則2.顏色呈灰黑色或褐黑色，包裹灰白色生物膜3.相對密度在1.01---1.05左右4.污泥指數(shù)與顆粒大小有關(guān)5.顆粒污泥在反應(yīng)器中的沉降速率為0.3---0.8m/h

顆粒污泥的成分

1.微生物及其分泌物微生物：各類產(chǎn)酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌，產(chǎn)酸細(xì)菌在顆粒外部，產(chǎn)甲烷細(xì)菌在顆粒污泥內(nèi)部2.惰性物質(zhì)3.金屬離子

顆粒污泥的活性

采用最大比底物利用速率表示，不同底物培養(yǎng)的顆粒污泥的活性不同第28頁/共44頁第二十八頁，共45頁。2023/2/114.4UASB反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理UASB反應(yīng)器的構(gòu)造

1.進(jìn)水配水系統(tǒng)，將進(jìn)入反應(yīng)器的廢水均勻地分配到反應(yīng)器整個橫斷面，起到水力攪拌并均勻上升。

2.反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)區(qū)內(nèi)存留大量具有良好凝聚和沉淀性能的污泥，在池底部形成顆粒污泥層。廢水從厭氧污泥床底部流入，與顆粒污泥層中的污泥進(jìn)行混合接觸，污泥中的微生物分解有機(jī)物，同時產(chǎn)生的微小沼氣氣泡不斷地放出。微小氣泡在上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡。在顆粒污泥層上部，由于沼氣的攪動，形成一個污泥濃度較小的懸浮污泥層。

3.三相分離器，其功能是將氣體、固體和液體三相進(jìn)行分離。

4.集氣室，其功能是收集產(chǎn)生的沼氣，并將其導(dǎo)出氣室送往沼氣柜。

5.處理水排出系統(tǒng)，均勻收集處理水并將其排出反應(yīng)器。第29頁/共44頁第二十九頁，共45頁。2023/2/11UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算1.UASB反應(yīng)器設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容有：①池型選擇、有效容積以及各主要部位尺寸的確定；②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；③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2.有效容積及主要構(gòu)造尺寸的確定：

UASB反應(yīng)器的有效容積，一般將沉淀區(qū)和反應(yīng)區(qū)的總?cè)莘e作為反應(yīng)器的有效容積進(jìn)行考慮，多采用進(jìn)水容積負(fù)荷法確定，即：

V=Q×Si/Lv

式中：Q——廢水流量，m3/d；

Si——進(jìn)水有機(jī)物濃度，mgCOD/l；

Lv——COD容積負(fù)荷，kgCOD/m3.d。第30頁/共44頁第三十頁，共45頁。2023/2/113.三相分離器的設(shè)計(jì)：

三相分離器的基本原理與構(gòu)造

在UASB反應(yīng)器中三相分離器可以有以下幾種布置形式第31頁/共44頁第三十一頁，共45頁。2023/2/11①沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)：要求表面負(fù)荷應(yīng)小于1.0m3/m2.d；集氣罩斜面的坡度應(yīng)為55~60°；沉淀區(qū)的總水深應(yīng)不小于1.5m，廢水在沉淀區(qū)的停留時間應(yīng)在1.5~2.0h之間；②回流縫的設(shè)計(jì)；③氣液分離效果的計(jì)算與校核；

三相分離器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

上升流速4.出水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：5.浮渣清除系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：6.排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)：7.其他設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的問題：加熱和保溫；沼氣的收集、貯存和利用；防腐；第32頁/共44頁第三十二頁，共45頁。2023/2/118.UASB的布水系統(tǒng)：為使底物與污泥能充分接觸，布水應(yīng)盡量，避免溝流，進(jìn)水方式分為間歇式，脈沖式，連續(xù)均勻流，連續(xù)與間歇回流結(jié)合9.進(jìn)水水質(zhì)的特性：應(yīng)考慮是否影響污泥的顆?；?，形成泡沫的浮渣、降解速率等問題。10.UASB的有機(jī)容積負(fù)荷：確定有機(jī)負(fù)荷，以及進(jìn)水流量和進(jìn)水COD，可確定反應(yīng)器的有效容積。11.UASB的水封高度：控制一定的氣囊高度可壓破泡沫，可避免泡沫和浮泥進(jìn)入排氣系統(tǒng)。第33頁/共44頁第三十三頁，共45頁。2023/2/11

UASB的特點(diǎn)①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；②反應(yīng)器的水力停留時間相應(yīng)較短；③反應(yīng)器具有很高的容積負(fù)荷；④不僅適合于處理高、中濃度的有機(jī)工業(yè)廢水，也適合于處理低濃度的城市污水；⑤UASB反應(yīng)器集生物反應(yīng)和沉淀分離于一體，結(jié)構(gòu)緊湊；⑥無需設(shè)置填料，節(jié)省了費(fèi)用，提高了容積利用率；⑦一般也無需設(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；⑧構(gòu)造簡單，操作運(yùn)行方便。第34頁/共44頁第三十四頁，共45頁。2023/2/114.5UASB反應(yīng)器的若干發(fā)展形式

復(fù)合式厭氧反應(yīng)器UBF

復(fù)合厭氧法是在一個設(shè)備內(nèi)由幾種厭氧反應(yīng)器復(fù)合而成一種厭氧處理法。目前開發(fā)的多為升流式厭氧污泥床和厭氧生物濾池復(fù)合而成的升流式厭氧污泥床過濾器?？煞譃闊o三相分離器的升流式厭氧污泥床過濾器(UBF)和有三相分離器的升流式厭氧污泥床過濾器(UASB+AF)。第35頁/共44頁第三十五頁，共45頁。2023/2/11

厭氧折流板反應(yīng)器1.基本原理：反應(yīng)器中設(shè)置多個垂直擋板，將反應(yīng)器分隔為數(shù)個上向流和下向流的小室，使序流過這些小室；有人認(rèn)為，厭氧擋板式反應(yīng)器相當(dāng)于多個UASB反應(yīng)器的串聯(lián)；當(dāng)廢水濃度過高時，可將處理后的出水回流。2.主要特點(diǎn)：與厭氧生物轉(zhuǎn)盤相比，可省去轉(zhuǎn)動裝置；與UASB相比，可不設(shè)三相分離器而截流污泥；反應(yīng)器啟動運(yùn)行時間較短，遠(yuǎn)行較穩(wěn)定；不需設(shè)置混合攪拌裝置；不存在污泥堵塞問題。第36頁/共44頁第三十六頁，共45頁。2023/2/11

厭氧往復(fù)層反應(yīng)器

在ABR反應(yīng)器的基礎(chǔ)上加入機(jī)械攪拌，保證系統(tǒng)中的污泥不沉降，同時進(jìn)出水位置交替轉(zhuǎn)換，保證反應(yīng)器中污泥層的生物相基本相同。

內(nèi)循環(huán)厭氧工藝IC反應(yīng)器可以看作是由兩個UASB反應(yīng)器串聯(lián)而成的,具有很大的高徑比,一般為4~8,其高度可達(dá)16~25m。IC反應(yīng)器由5個基本部分組成:混合區(qū)、污泥膨脹床區(qū)、內(nèi)循環(huán)系統(tǒng),精處理區(qū)和沉淀區(qū)。其中內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)是IC反應(yīng)器工藝的核心構(gòu)造,它由一級三相分離器、沼氣提升管、氣液分離器和泥水下降管組成返回第37頁/共44頁第三十七頁，共45頁。2023/2/115兩相厭氧生物處理()

兩相厭氧法是一種新型的厭氧生物處理工藝，有機(jī)底物的厭氧降解，可以分為產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷兩個階段。把這兩個階段的反應(yīng)分別在兩個獨(dú)立的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。分別創(chuàng)造各自最佳的環(huán)境條件，培養(yǎng)兩類不同的微生物，并有旺盛的生理功能活動，將這兩個反應(yīng)器串聯(lián)起來，形成能夠承受較高的負(fù)荷率的兩相厭氧發(fā)酵系統(tǒng)。特點(diǎn)：

1.能夠向產(chǎn)酸菌、乙酸菌、產(chǎn)甲烷菌分別提供各自最佳的生長繁殖條件，使各個反應(yīng)器達(dá)到最佳的運(yùn)行效果；

2.當(dāng)進(jìn)水負(fù)荷有大幅度變動時，酸化反應(yīng)器存在著一定的緩沖作用，對后續(xù)的產(chǎn)甲烷反應(yīng)器影響能夠緩解，具有一定的耐沖擊負(fù)荷的能力。

3.酸化反應(yīng)器反應(yīng)進(jìn)程快，水力停留時間短，負(fù)荷率高，能夠減輕產(chǎn)甲烷反應(yīng)器的負(fù)荷。5.1兩相厭氧生物處理原理第38頁/共44頁第三十八頁，共45頁。2023/2/11

兩相厭氧生物處理技術(shù)在兩相厭氧工藝中，最本質(zhì)的特征是實(shí)現(xiàn)相的分離，方法主要有：①化學(xué)法：投加抑制劑或調(diào)整氧化還原電位，抑制產(chǎn)甲烷菌在產(chǎn)酸相中的生長；②物理法：采用選擇性的半透明膜使進(jìn)入兩個反應(yīng)器的基質(zhì)有顯