厌氧生物处理工艺课件.ppt

第一节第一节 厌氧生物处理工艺的发展厌氧生物处理工艺的发展概况及特征概况及特征一、厌氧生物处理工艺的发展简史一、厌氧生物处理工艺的发展简史一、厌氧生物处理工艺的发展简史一、厌氧生物处理工艺的发展简史二、厌氧生物处理的主要特征二、厌氧生物处理的主要特征二、厌氧生物处理的主要特征二、厌氧生物处理的主要特征一、厌氧生物处理工艺的发展简史一、厌氧生物处理工艺的发展简史1.第一代厌氧生物反应器（上个世纪初期）第一代厌氧生物反应器（上个世纪初期）人类开始较大规模地应用厌氧消化过程来处理城人类开始较大规模地应用厌氧消化过程来处理城人类开始较大规模地应用厌氧消化过程来处理城人类开始较大规模地应用厌氧消化过程来处理城市污水（如化粪池、双层沉淀池等）和剩余污泥市污水（如化粪池、双层沉淀池等）和剩余污泥市污水（如化粪池、双层沉淀池等）和剩余污泥市污水（如化粪池、双层沉淀池等）和剩余污泥（如各种厌氧消化池等）。这些厌氧反应器现在（如各种厌氧消化池等）。这些厌氧反应器现在（如各种厌氧消化池等）。这些厌氧反应器现在（如各种厌氧消化池等）。这些厌氧反应器现在通称为通称为通称为通称为“第一代厌氧生物反应器第一代厌氧生物反应器第一代厌氧生物反应器第一代厌氧生物反应器”，它们的共同特，它们的共同特，它们的共同特，它们的共同特点是：点是：点是：点是：HRT HRT很长（污泥消化池的很长（污泥消化池的很长（污泥消化池的很长（污泥消化池的HRTHRT会长达会长达会长达会长达9090天）；天）；天）；天）；处理效率仍十分低，处理效果还很不处理效率仍十分低，处理效果还很不处理效率仍十分低，处理效果还很不处理效率仍十分低，处理效果还很不好；好；好；好；具有浓臭的气味。具有浓臭的气味。具有浓臭的气味。具有浓臭的气味。以上这些特点使得人们以上这些特点使得人们以上这些特点使得人们以上这些特点使得人们对于进一步开发和利用厌氧生物过程的兴趣大大对于进一步开发和利用厌氧生物过程的兴趣大大对于进一步开发和利用厌氧生物过程的兴趣大大对于进一步开发和利用厌氧生物过程的兴趣大大降低，而且此时利用活性污泥法或生物膜法处理降低，而且此时利用活性污泥法或生物膜法处理降低，而且此时利用活性污泥法或生物膜法处理降低，而且此时利用活性污泥法或生物膜法处理城市污水已经十分成功。城市污水已经十分成功。城市污水已经十分成功。城市污水已经十分成功。2.2.第二代厌氧反应器（第二代厌氧反应器（5050年代）年代）当进入上世纪当进入上世纪当进入上世纪当进入上世纪5050、6060年代，特别是年代，特别是年代，特别是年代，特别是7070年代的中后年代的中后年代的中后年代的中后期，厌氧消化工艺开始大规模地应用于废水处理。期，厌氧消化工艺开始大规模地应用于废水处理。期，厌氧消化工艺开始大规模地应用于废水处理。期，厌氧消化工艺开始大规模地应用于废水处理。这些被称为现代高速厌氧消化反应器的厌氧生物处这些被称为现代高速厌氧消化反应器的厌氧生物处这些被称为现代高速厌氧消化反应器的厌氧生物处这些被称为现代高速厌氧消化反应器的厌氧生物处理工艺又被统一称为理工艺又被统一称为理工艺又被统一称为理工艺又被统一称为“第二代厌氧生物反应器第二代厌氧生物反应器第二代厌氧生物反应器第二代厌氧生物反应器”，主要包括：厌氧接触法、厌氧滤池（主要包括：厌氧接触法、厌氧滤池（主要包括：厌氧接触法、厌氧滤池（主要包括：厌氧接触法、厌氧滤池（AFAF）、上流）、上流）、上流）、上流式厌氧污泥床（式厌氧污泥床（式厌氧污泥床（式厌氧污泥床（UASBUASB）反应器、厌氧流化床）反应器、厌氧流化床）反应器、厌氧流化床）反应器、厌氧流化床（AFBAFB）、厌氧生物转盘（）、厌氧生物转盘（）、厌氧生物转盘（）、厌氧生物转盘（ARBCARBC）和挡板式厌氧）和挡板式厌氧）和挡板式厌氧）和挡板式厌氧反应器等；反应器等；反应器等；反应器等；它们的主要它们的主要它们的主要它们的主要特点特点特点特点有：有：有：有：HRT HRT大大缩短，有机负荷大大缩短，有机负荷大大缩短，有机负荷大大缩短，有机负荷大大提高，处理效率大大提高；大大提高，处理效率大大提高；大大提高，处理效率大大提高；大大提高，处理效率大大提高；HRT HRT与与与与SRTSRT分分分分离，离，离，离，SRTSRT相对很长，相对很长，相对很长，相对很长，HRTHRT则可以较短，反应器内则可以较短，反应器内则可以较短，反应器内则可以较短，反应器内生物量很高。生物量很高。生物量很高。生物量很高。2.2.第三代厌氧反应器第三代厌氧反应器进入进入进入进入2020世纪世纪世纪世纪9090年代以后，随着以颗粒污泥为主要年代以后，随着以颗粒污泥为主要年代以后，随着以颗粒污泥为主要年代以后，随着以颗粒污泥为主要特点的特点的特点的特点的UASBUASB反应器的广泛应用，在其基础上又反应器的广泛应用，在其基础上又反应器的广泛应用，在其基础上又反应器的广泛应用，在其基础上又发展起来了同样以颗粒污泥为根本的发展起来了同样以颗粒污泥为根本的发展起来了同样以颗粒污泥为根本的发展起来了同样以颗粒污泥为根本的颗粒污泥膨颗粒污泥膨颗粒污泥膨颗粒污泥膨胀床（胀床（胀床（胀床（EGSBEGSB）反应器和厌氧内循环（）反应器和厌氧内循环（）反应器和厌氧内循环（）反应器和厌氧内循环（ICIC）反应）反应）反应）反应器器器器。其中。其中。其中。其中EGSBEGSB反应器利用外加的出水循环可以反应器利用外加的出水循环可以反应器利用外加的出水循环可以反应器利用外加的出水循环可以使反应器内部形成很高的上升流速，提高反应器使反应器内部形成很高的上升流速，提高反应器使反应器内部形成很高的上升流速，提高反应器使反应器内部形成很高的上升流速，提高反应器内的基质与微生物之间的接触和反应，可以在较内的基质与微生物之间的接触和反应，可以在较内的基质与微生物之间的接触和反应，可以在较内的基质与微生物之间的接触和反应，可以在较低温度下处理较低浓度的有机废水，如城市废水低温度下处理较低浓度的有机废水，如城市废水低温度下处理较低浓度的有机废水，如城市废水低温度下处理较低浓度的有机废水，如城市废水等；而等；而等；而等；而ICIC反应器则主要应用于处理高浓度有机废反应器则主要应用于处理高浓度有机废反应器则主要应用于处理高浓度有机废反应器则主要应用于处理高浓度有机废水，依靠厌氧生物过程本身所产生的大量沼气形水，依靠厌氧生物过程本身所产生的大量沼气形水，依靠厌氧生物过程本身所产生的大量沼气形水，依靠厌氧生物过程本身所产生的大量沼气形成内部混合液的充分循环与混合，可以达到更高成内部混合液的充分循环与混合，可以达到更高成内部混合液的充分循环与混合，可以达到更高成内部混合液的充分循环与混合，可以达到更高的有机负荷。这些反应器又被统一称为的有机负荷。这些反应器又被统一称为的有机负荷。这些反应器又被统一称为的有机负荷。这些反应器又被统一称为“第三代厌第三代厌第三代厌第三代厌氧生物反应器氧生物反应器氧生物反应器氧生物反应器”。二、厌氧生物处理的主要特征二、厌氧生物处理的主要特征1 1、主要优点、主要优点、主要优点、主要优点 能耗大大降低，而且还可以回收生物能能耗大大降低，而且还可以回收生物能能耗大大降低，而且还可以回收生物能能耗大大降低，而且还可以回收生物能（沼气）（沼气）（沼气）（沼气）；因为厌氧生物处理工艺无需为微生物提供氧气，；因为厌氧生物处理工艺无需为微生物提供氧气，；因为厌氧生物处理工艺无需为微生物提供氧气，；因为厌氧生物处理工艺无需为微生物提供氧气，所以不需要鼓风曝气，减少了能耗，而且厌氧生所以不需要鼓风曝气，减少了能耗，而且厌氧生所以不需要鼓风曝气，减少了能耗，而且厌氧生所以不需要鼓风曝气，减少了能耗，而且厌氧生物处理工艺在大量降低废水中的有机物的同时，物处理工艺在大量降低废水中的有机物的同时，物处理工艺在大量降低废水中的有机物的同时，物处理工艺在大量降低废水中的有机物的同时，还会产生大量的沼气，其中主要的有效成分是甲还会产生大量的沼气，其中主要的有效成分是甲还会产生大量的沼气，其中主要的有效成分是甲还会产生大量的沼气，其中主要的有效成分是甲烷，是一种可以燃烧的气体，具有很高的利用价烷，是一种可以燃烧的气体，具有很高的利用价烷，是一种可以燃烧的气体，具有很高的利用价烷，是一种可以燃烧的气体，具有很高的利用价值，可以直接用于锅炉燃烧或发电；值，可以直接用于锅炉燃烧或发电；值，可以直接用于锅炉燃烧或发电；值，可以直接用于锅炉燃烧或发电；污泥产量很低；污泥产量很低；污泥产量很低；污泥产量很低；这是由于在厌氧生物处理过程这是由于在厌氧生物处理过程这是由于在厌氧生物处理过程这是由于在厌氧生物处理过程中废水中的大部分有机污染物都被用来产生沼气中废水中的大部分有机污染物都被用来产生沼气中废水中的大部分有机污染物都被用来产生沼气中废水中的大部分有机污染物都被用来产生沼气甲烷和二氧化碳了，用于细胞合成的有机物甲烷和二氧化碳了，用于细胞合成的有机物甲烷和二氧化碳了，用于细胞合成的有机物甲烷和二氧化碳了，用于细胞合成的有机物相对来说要少得多；同时，厌氧微生物的增殖速相对来说要少得多；同时，厌氧微生物的增殖速相对来说要少得多；同时，厌氧微生物的增殖速相对来说要少得多；同时，厌氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多，产酸菌的产率率比好氧微生物低得多，产酸菌的产率率比好氧微生物低得多，产酸菌的产率率比好氧微生物低得多，产酸菌的产率Y Y为为为为0.150.34kgVSS/kgCOD0.150.34kgVSS/kgCOD，产甲烷菌的产率，产甲烷菌的产率，产甲烷菌的产率，产甲烷菌的产率Y Y为为为为0.03kgVSS/kgCOD0.03kgVSS/kgCOD左右，而好氧微生物的产率约左右，而好氧微生物的产率约左右，而好氧微生物的产率约左右，而好氧微生物的产率约为为为为0.250.6kgVSS/kgCOD0.250.6kgVSS/kgCOD。厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的一厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的一厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的一厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的一些有机物进行降解或部分降解些有机物进行降解或部分降解些有机物进行降解或部分降解些有机物进行降解或部分降解；因此，对于某些；因此，对于某些；因此，对于某些；因此，对于某些含有难降解有机物的废水，利用厌氧工艺进行处含有难降解有机物的废水，利用厌氧工艺进行处含有难降解有机物的废水，利用厌氧工艺进行处含有难降解有机物的废水，利用厌氧工艺进行处理可以获得更好的处理效果，或者可以利用厌氧理可以获得更好的处理效果，或者可以利用厌氧理可以获得更好的处理效果，或者可以利用厌氧理可以获得更好的处理效果，或者可以利用厌氧工艺作为预处理工艺，可以提高废水的可生化性，工艺作为预处理工艺，可以提高废水的可生化性，工艺作为预处理工艺，可以提高废水的可生化性，工艺作为预处理工艺，可以提高废水的可生化性，提高后续好氧处理工艺的处理效果。提高后续好氧处理工艺的处理效果。提高后续好氧处理工艺的处理效果。提高后续好氧处理工艺的处理效果。氮、磷营养需要量较少氮、磷营养需要量较少氮、磷营养需要量较少氮、磷营养需要量较少 好氧法一般要求好氧法一般要求好氧法一般要求好氧法一般要求BOD:N:PBOD:N:PBOD:N:PBOD:N:P为为为为l00:5:1l00:5:1l00:5:1l00:5:1，而而而而厌氧法的厌氧法的厌氧法的厌氧法的BOD:N:PBOD:N:PBOD:N:PBOD:N:P为为为为l00:2.5:0.5l00:2.5:0.5l00:2.5:0.5l00:2.5:0.5，对氮、磷对氮、磷对氮、磷对氮、磷缺乏的工业废水所需投加的营养盐量较少。缺乏的工业废水所需投加的营养盐量较少。缺乏的工业废水所需投加的营养盐量较少。缺乏的工业废水所需投加的营养盐量较少。有杀菌作用有杀菌作用有杀菌作用有杀菌作用 厌氧处理过程有一定的杀菌作用，可以厌氧处理过程有一定的杀菌作用，可以厌氧处理过程有一定的杀菌作用，可以厌氧处理过程有一定的杀菌作用，可以杀死废水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。杀死废水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。杀死废水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。杀死废水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。污泥易贮存污泥易贮存污泥易贮存污泥易贮存 厌氧活性污泥可以长期贮存，厌氧反应厌氧活性污泥可以长期贮存，厌氧反应厌氧活性污泥可以长期贮存，厌氧反应厌氧活性污泥可以长期贮存，厌氧反应器可以季节性或间歇性运转。器可以季节性或间歇性运转。器可以季节性或间歇性运转。器可以季节性或间歇性运转。2、主要缺点、主要缺点 厌氧生物处理过程中所涉及到的生化反应过程厌氧生物处理过程中所涉及到的生化反应过程厌氧生物处理过程中所涉及到的生化反应过程厌氧生物处理过程中所涉及到的生化反应过程较为复杂，因为厌氧消化过程是由多种不同性质、较为复杂，因为厌氧消化过程是由多种不同性质、较为复杂，因为厌氧消化过程是由多种不同性质、较为复杂，因为厌氧消化过程是由多种不同性质、不同功能的厌氧微生物协同工作的一个不同功能的厌氧微生物协同工作的一个不同功能的厌氧微生物协同工作的一个不同功能的厌氧微生物协同工作的一个连续的生连续的生连续的生连续的生化过程化过程化过程化过程，不同种属间细菌的相互配合或平衡较难，不同种属间细菌的相互配合或平衡较难，不同种属间细菌的相互配合或平衡较难，不同种属间细菌的相互配合或平衡较难控制，因此控制，因此控制，因此控制，因此在运行厌氧反应器的过程中需要很高在运行厌氧反应器的过程中需要很高在运行厌氧反应器的过程中需要很高在运行厌氧反应器的过程中需要很高的技术要求的技术要求的技术要求的技术要求；厌氧微生物特别是其中的产甲烷细菌对温度、厌氧微生物特别是其中的产甲烷细菌对温度、厌氧微生物特别是其中的产甲烷细菌对温度、厌氧微生物特别是其中的产甲烷细菌对温度、pHpH等环境因素非常敏感，也使得厌氧反应器的运等环境因素非常敏感，也使得厌氧反应器的运等环境因素非常敏感，也使得厌氧反应器的运等环境因素非常敏感，也使得厌氧反应器的运行和应用受到很多限制和困难；行和应用受到很多限制和困难；行和应用受到很多限制和困难；行和应用受到很多限制和困难；虽然厌氧生物处理工艺在处理高浓度的工业废虽然厌氧生物处理工艺在处理高浓度的工业废虽然厌氧生物处理工艺在处理高浓度的工业废虽然厌氧生物处理工艺在处理高浓度的工业废水时常常可以达到很高的处理效率，水时常常可以达到很高的处理效率，水时常常可以达到很高的处理效率，水时常常可以达到很高的处理效率，但其出水水但其出水水但其出水水但其出水水质仍通常较差质仍通常较差质仍通常较差质仍通常较差，一般需要利用好氧工艺进行进一，一般需要利用好氧工艺进行进一，一般需要利用好氧工艺进行进一，一般需要利用好氧工艺进行进一步的处理；步的处理；步的处理；步的处理；厌氧生物处理的气味较大；厌氧生物处理的气味较大；厌氧生物处理的气味较大；厌氧生物处理的气味较大；对氨氮的去除效果不好对氨氮的去除效果不好对氨氮的去除效果不好对氨氮的去除效果不好，一般认为在厌氧条件，一般认为在厌氧条件，一般认为在厌氧条件，一般认为在厌氧条件下氨氮不会降低，而且还可能由于原废水中含有下氨氮不会降低，而且还可能由于原废水中含有下氨氮不会降低，而且还可能由于原废水中含有下氨氮不会降低，而且还可能由于原废水中含有的有机氮在厌氧条件下的转化导致氨氮浓度的上的有机氮在厌氧条件下的转化导致氨氮浓度的上的有机氮在厌氧条件下的转化导致氨氮浓度的上的有机氮在厌氧条件下的转化导致氨氮浓度的上升。升。升。升。第二节第二节 早期的厌氧生物反应器早期的厌氧生物反应器这是厌氧消化应用于废水处理的初级阶段，是从这是厌氧消化应用于废水处理的初级阶段，是从这是厌氧消化应用于废水处理的初级阶段，是从这是厌氧消化应用于废水处理的初级阶段，是从18811881年法国年法国年法国年法国MourasMouras设计的自动净化器开始到本设计的自动净化器开始到本设计的自动净化器开始到本设计的自动净化器开始到本世纪的世纪的世纪的世纪的2020年代；主要代表有：年代；主要代表有：年代；主要代表有：年代；主要代表有：1881 1881年法国年法国年法国年法国MourasMouras的自动净化器：的自动净化器：的自动净化器：的自动净化器：1891 1891年英国年英国年英国年英国MoncriffMoncriff的装有填料的升流式反应器：的装有填料的升流式反应器：的装有填料的升流式反应器：的装有填料的升流式反应器：1895 1895年，英国年，英国年，英国年，英国设计的设计的设计的设计的化粪池化粪池化粪池化粪池（Septic TankSeptic Tank）；）；）；）；1905 1905年，德年，德年，德年，德国的国的国的国的ImhoffImhoff池（又称隐化池、双层沉淀池）；等池（又称隐化池、双层沉淀池）；等池（又称隐化池、双层沉淀池）；等池（又称隐化池、双层沉淀池）；等等。等。等。等。早期厌氧生物反应器的共同特点是：早期厌氧生物反应器的共同特点是：处理废水的同时，也处理从废水中沉淀下来的处理废水的同时，也处理从废水中沉淀下来的处理废水的同时，也处理从废水中沉淀下来的处理废水的同时，也处理从废水中沉淀下来的污泥；污泥；污泥；污泥；前几种构筑物由于废水与污泥不分隔而影响出前几种构筑物由于废水与污泥不分隔而影响出前几种构筑物由于废水与污泥不分隔而影响出前几种构筑物由于废水与污泥不分隔而影响出水水质；水水质；水水质；水水质；双层沉淀池则有了很大改进，有上层沉淀池和双层沉淀池则有了很大改进，有上层沉淀池和双层沉淀池则有了很大改进，有上层沉淀池和双层沉淀池则有了很大改进，有上层沉淀池和下层消化池；下层消化池；下层消化池；下层消化池；停留时间很长，出水水质也较差；停留时间很长，出水水质也较差；停留时间很长，出水水质也较差；停留时间很长，出水水质也较差；后两种反应器曾在英、美、德、法等国得到广后两种反应器曾在英、美、德、法等国得到广后两种反应器曾在英、美、德、法等国得到广后两种反应器曾在英、美、德、法等国得到广泛推广，在我国目前仍有应用。泛推广，在我国目前仍有应用。泛推广，在我国目前仍有应用。泛推广，在我国目前仍有应用。化粪池化粪池化粪池化粪池 化粪池用于处理来自厕所的粪便污水。广泛用于不设污化粪池用于处理来自厕所的粪便污水。广泛用于不设污化粪池用于处理来自厕所的粪便污水。广泛用于不设污化粪池用于处理来自厕所的粪便污水。广泛用于不设污水厂的合流制排水系统。例如，郊区的别墅式建筑。水厂的合流制排水系统。例如，郊区的别墅式建筑。水厂的合流制排水系统。例如，郊区的别墅式建筑。水厂的合流制排水系统。例如，郊区的别墅式建筑。下图是化粪池的一种构造方式。下图是化粪池的一种构造方式。下图是化粪池的一种构造方式。下图是化粪池的一种构造方式。第三节第三节 厌氧消化池厌氧消化池一、消化池的类型与构造一、消化池的类型与构造一、消化池的类型与构造一、消化池的类型与构造二、消化池的设计计算二、消化池的设计计算二、消化池的设计计算二、消化池的设计计算三、沼气的收集与利用三、沼气的收集与利用三、沼气的收集与利用三、沼气的收集与利用一、消化池的类型与构造一、消化池的类型与构造概述概述厌氧消化池主要应用于处理城市污水厂的污泥，厌氧消化池主要应用于处理城市污水厂的污泥，厌氧消化池主要应用于处理城市污水厂的污泥，厌氧消化池主要应用于处理城市污水厂的污泥，也可应用于处理固体含量很高的有机废水；它也可应用于处理固体含量很高的有机废水；它也可应用于处理固体含量很高的有机废水；它也可应用于处理固体含量很高的有机废水；它的主要作用是：的主要作用是：的主要作用是：的主要作用是：将污泥中的一部分有机物将污泥中的一部分有机物将污泥中的一部分有机物将污泥中的一部分有机物转化为沼气；转化为沼气；转化为沼气；转化为沼气；将污泥中的一部分有机物转将污泥中的一部分有机物转将污泥中的一部分有机物转将污泥中的一部分有机物转化成为稳定性良好的腐殖质；化成为稳定性良好的腐殖质；化成为稳定性良好的腐殖质；化成为稳定性良好的腐殖质；提高污泥的提高污泥的提高污泥的提高污泥的脱水性能；脱水性能；脱水性能；脱水性能；使得污泥的体积减少使得污泥的体积减少使得污泥的体积减少使得污泥的体积减少1/21/2以上；以上；以上；以上；使污泥中的致病微生物得到一定程度的灭使污泥中的致病微生物得到一定程度的灭使污泥中的致病微生物得到一定程度的灭使污泥中的致病微生物得到一定程度的灭活，有利于污泥的进一步处理和利用。活，有利于污泥的进一步处理和利用。活，有利于污泥的进一步处理和利用。活，有利于污泥的进一步处理和利用。1、消化池的分类、消化池的分类消化池可以按其形状分为：圆柱形、椭圆消化池可以按其形状分为：圆柱形、椭圆消化池可以按其形状分为：圆柱形、椭圆消化池可以按其形状分为：圆柱形、椭圆形（卵形）和龟甲形等几种形式；也可以形（卵形）和龟甲形等几种形式；也可以形（卵形）和龟甲形等几种形式；也可以形（卵形）和龟甲形等几种形式；也可以按其池顶结构形式的不同将其分为：固定按其池顶结构形式的不同将其分为：固定按其池顶结构形式的不同将其分为：固定按其池顶结构形式的不同将其分为：固定盖式和浮动盖式的消化池；或者还可以盖式和浮动盖式的消化池；或者还可以盖式和浮动盖式的消化池；或者还可以盖式和浮动盖式的消化池；或者还可以按按按按其运行方式的不同分为：传统消化池和高其运行方式的不同分为：传统消化池和高其运行方式的不同分为：传统消化池和高其运行方式的不同分为：传统消化池和高速消化池速消化池速消化池速消化池。1)传统消化池：传统消化池：传统消化池又称为低速消化池，在池内没有设传统消化池又称为低速消化池，在池内没有设传统消化池又称为低速消化池，在池内没有设传统消化池又称为低速消化池，在池内没有设置加热和搅拌装置，所以有分层现象，一般分置加热和搅拌装置，所以有分层现象，一般分置加热和搅拌装置，所以有分层现象，一般分置加热和搅拌装置，所以有分层现象，一般分为浮渣层、上清液层、活性层、熟污泥层等，为浮渣层、上清液层、活性层、熟污泥层等，为浮渣层、上清液层、活性层、熟污泥层等，为浮渣层、上清液层、活性层、熟污泥层等，其中只有在活性层中才有有效的厌氧反应过程其中只有在活性层中才有有效的厌氧反应过程其中只有在活性层中才有有效的厌氧反应过程其中只有在活性层中才有有效的厌氧反应过程在进行，因此在传统消化池中只有部分容积有在进行，因此在传统消化池中只有部分容积有在进行，因此在传统消化池中只有部分容积有在进行，因此在传统消化池中只有部分容积有效；传统消化池的最大特点就是消化反应速率效；传统消化池的最大特点就是消化反应速率效；传统消化池的最大特点就是消化反应速率效；传统消化池的最大特点就是消化反应速率很低，很低，很低，很低，HRTHRT很长，一般为很长，一般为很长，一般为很长，一般为30903090天。天。天。天。2)高速消化池高速消化池与传统消化池不同的是，在高速消化池中设有与传统消化池不同的是，在高速消化池中设有与传统消化池不同的是，在高速消化池中设有与传统消化池不同的是，在高速消化池中设有加热、搅拌装置，因此缩短了有机物稳定所需加热、搅拌装置，因此缩短了有机物稳定所需加热、搅拌装置，因此缩短了有机物稳定所需加热、搅拌装置，因此缩短了有机物稳定所需的时间，也提高了沼气产量，在中温的时间，也提高了沼气产量，在中温的时间，也提高了沼气产量，在中温的时间，也提高了沼气产量，在中温（30353035 C C）条件下，其）条件下，其）条件下，其）条件下，其HRTHRT可以为可以为可以为可以为1515天左天左天左天左右，运行效果稳定；但搅拌使高速消化池内的右，运行效果稳定；但搅拌使高速消化池内的右，运行效果稳定；但搅拌使高速消化池内的右，运行效果稳定；但搅拌使高速消化池内的污泥得不到浓缩，上清液与熟污泥不易分离污泥得不到浓缩，上清液与熟污泥不易分离污泥得不到浓缩，上清液与熟污泥不易分离污泥得不到浓缩，上清液与熟污泥不易分离 3)3)两级两级两级两级串联消化池串联消化池串联消化池串联消化池两级串联，第一级采用高速消化池，第二级则采用两级串联，第一级采用高速消化池，第二级则采用两级串联，第一级采用高速消化池，第二级则采用两级串联，第一级采用高速消化池，第二级则采用不设搅拌和加热的传统消化池，主要起沉淀浓缩和不设搅拌和加热的传统消化池，主要起沉淀浓缩和不设搅拌和加热的传统消化池，主要起沉淀浓缩和不设搅拌和加热的传统消化池，主要起沉淀浓缩和贮存熟污泥的作用，并分离和排出上清液；二者的贮存熟污泥的作用，并分离和排出上清液；二者的贮存熟污泥的作用，并分离和排出上清液；二者的贮存熟污泥的作用，并分离和排出上清液；二者的HRTHRT的比值可采用的比值可采用的比值可采用的比值可采用1:11:41:11:4，一般为，一般为，一般为，一般为1:21:2。2、消化池的构造、消化池的构造消化池一般由消化池一般由消化池一般由消化池一般由池顶池顶池顶池顶、池底池底池底池底和和和和池体池体池体池体三部分组三部分组三部分组三部分组成；消化池的池顶有两种形式，即固定盖成；消化池的池顶有两种形式，即固定盖成；消化池的池顶有两种形式，即固定盖成；消化池的池顶有两种形式，即固定盖和浮动盖，池顶一般还兼做集气罩，可以和浮动盖，池顶一般还兼做集气罩，可以和浮动盖，池顶一般还兼做集气罩，可以和浮动盖，池顶一般还兼做集气罩，可以收集消化过程中所产生的沼气；消化池的收集消化过程中所产生的沼气；消化池的收集消化过程中所产生的沼气；消化池的收集消化过程中所产生的沼气；消化池的池底一般为倒圆锥形，有利于排放熟污泥。池底一般为倒圆锥形，有利于排放熟污泥。池底一般为倒圆锥形，有利于排放熟污泥。池底一般为倒圆锥形，有利于排放熟污泥。1)消化池内的搅拌：消化池内的搅拌：在高速消化池内均设有搅拌装置，可以分为机械在高速消化池内均设有搅拌装置，可以分为机械在高速消化池内均设有搅拌装置，可以分为机械在高速消化池内均设有搅拌装置，可以分为机械搅拌和沼气搅拌两种形式。其中的搅拌和沼气搅拌两种形式。其中的搅拌和沼气搅拌两种形式。其中的搅拌和沼气搅拌两种形式。其中的机械搅拌机械搅拌机械搅拌机械搅拌又分又分又分又分为：为：为：为：泵搅拌：从池底抽出消化污泥，用泵加压泵搅拌：从池底抽出消化污泥，用泵加压泵搅拌：从池底抽出消化污泥，用泵加压泵搅拌：从池底抽出消化污泥，用泵加压后送至浮渣层表面或其它部位，进行循环搅拌；后送至浮渣层表面或其它部位，进行循环搅拌；后送至浮渣层表面或其它部位，进行循环搅拌；后送至浮渣层表面或其它部位，进行循环搅拌；螺旋浆搅拌：在一个竖向导流管中安装螺旋桨；螺旋浆搅拌：在一个竖向导流管中安装螺旋桨；螺旋浆搅拌：在一个竖向导流管中安装螺旋桨；螺旋浆搅拌：在一个竖向导流管中安装螺旋桨；水射器搅拌：利用污泥泵从消化池中抽取污泥水射器搅拌：利用污泥泵从消化池中抽取污泥水射器搅拌：利用污泥泵从消化池中抽取污泥水射器搅拌：利用污泥泵从消化池中抽取污泥后通过水射器喷射进入消化池，可以起到循环搅后通过水射器喷射进入消化池，可以起到循环搅后通过水射器喷射进入消化池，可以起到循环搅后通过水射器喷射进入消化池，可以起到循环搅拌的作用。而拌的作用。而拌的作用。而拌的作用。而沼气搅拌沼气搅拌沼气搅拌沼气搅拌又可以分为：又可以分为：又可以分为：又可以分为：气提式搅气提式搅气提式搅气提式搅拌；拌；拌；拌；竖管式搅拌；竖管式搅拌；竖管式搅拌；竖管式搅拌；气体扩散式搅拌。气体扩散式搅拌。气体扩散式搅拌。气体扩散式搅拌。2)消化池内的加热：消化池内的加热：消化池内的消化池内的消化池内的消化池内的加热方式加热方式加热方式加热方式主要有：主要有：主要有：主要有：池内蒸汽池内蒸汽池内蒸汽池内蒸汽直接直接直接直接加热加热加热加热，其优点是设备简单，但容易造成局部污泥，其优点是设备简单，但容易造成局部污泥，其优点是设备简单，但容易造成局部污泥，其优点是设备简单，但容易造成局部污泥过热，会影响厌氧微生物的正常活动，而且蒸气过热，会影响厌氧微生物的正常活动，而且蒸气过热，会影响厌氧微生物的正常活动，而且蒸气过热，会影响厌氧微生物的正常活动，而且蒸气直接通入池内会增加污泥的含水率；直接通入池内会增加污泥的含水率；直接通入池内会增加污泥的含水率；直接通入池内会增加污泥的含水率；池外加池外加池外加池外加热热热热：将进入消化池的污泥预热后再投配到消化池：将进入消化池的污泥预热后再投配到消化池：将进入消化池的污泥预热后再投配到消化池：将进入消化池的污泥预热后再投配到消化池中，所需预热的污泥量较少，易于控制；预热温中，所需预热的污泥量较少，易于控制；预热温中，所需预热的污泥量较少，易于控制；预热温中，所需预热的污泥量较少，易于控制；预热温度较高，有利于杀灭虫卵；不会对厌氧微生物不度较高，有利于杀灭虫卵；不会对厌氧微生物不度较高，有利于杀灭虫卵；不会对厌氧微生物不度较高，有利于杀灭虫卵；不会对厌氧微生物不利；但设备较复杂。利；但设备较复杂。利；但设备较复杂。利；但设备较复杂。二、消化池的设计计算二、消化池的设计计算消化池的设计计算的主要内容包括：消化池的设计计算的主要内容包括：消化池的设计计算的主要内容包括：消化池的设计计算的主要内容包括：消消消消化池体积的计算与池体设计；化池体积的计算与池体设计；化池体积的计算与池体设计；化池体积的计算与池体设计；消化池内消化池内消化池内消化池内搅拌设备的设计与计算；搅拌设备的设计与计算；搅拌设备的设计与计算；搅拌设备的设计与计算；消化池所需要消化池所需要消化池所需要消化池所需要的加热保温系统的设计与计算；等。的加热保温系统的设计与计算；等。的加热保温系统的设计与计算；等。的加热保温系统的设计与计算；等。1、消化池的池体设计v目前，国内一般按污泥投配率来计算所目前，国内一般按污泥投配率来计算所需的消化池容积，即：需的消化池容积，即：式中：式中：lV消化池的有效容积，消化池的有效容积，m3；lV每天需要处理的新鲜污泥的统计，每天需要处理的新鲜污泥的统计，m3/d；lp 污泥投配率。污泥投配率。v一般当采用高速消化池来处理来自城一般当采用高速消化池来处理来自城市生活污水处理长的剩余污泥时，在消市生活污水处理长的剩余污泥时，在消化温度为化温度为30353035 C C时，投配率时，投配率p p可取可取618%618%；在实际工程中，一般要求消化；在实际工程中，一般要求消化池不少于池不少于2 2个，以便轮流检修。个，以便轮流检修。v而国外则多按固体负荷率来计算消化而国外则多按固体负荷率来计算消化池的有效容积，即：池的有效容积，即：式中：式中：lGsGs每日需要处理的污泥干固体量，每日需要处理的污泥干固体量，kgVSS/dkgVSS/d；lLvLv单位容积消化池固体负荷率，单位容积消化池固体负荷率，kgVSS/m3.dkgVSS/m3.d。v一般认为固体负荷率一般认为固体负荷率Lv值与污泥的含固率、值与污泥的含固率、消化池内的反应温度等有关，下表中的数消化池内的反应温度等有关，下表中的数据可供参考：据可供参考：污污泥含固泥含固率率（%）固体固体负负荷率（荷率（kgVSS/m3.d）24 C29 C33 C35 C41.532.042.553.0651.912.553.193.8362.303.063.834.5972.683.574.465.362、消化池的结构尺寸、消化池的结构尺寸 在确定了所需的消化池的有效容积后，就可计算消在确定了所需的消化池的有效容积后，就可计算消在确定了所需的消化池的有效容积后，就可计算消在确定了所需的消化池的有效容积后，就可计算消化池各部的结构尺寸，其一般要求如下：化池各部的结构尺寸，其一般要求如下：化池各部的结构尺寸，其一般要求如下：化池各部的结构尺寸，其一般要求如下：圆柱形池体的直径一般为圆柱形池体的直径一般为圆柱形池体的直径一般为圆柱形池体的直径一般为635635mm；柱体高径之比为柱体高径之比为柱体高径之比为柱体高径之比为1 1：2 2；池总高与直径之比为池总高与直径之比为池总高与直径之比为池总高与直径之比为0.81.00.81.0；池底坡度一般为池底坡度一般为池底坡度一般为池底坡度一般为0.080.08；池顶部的集气罩，高度和直径相同，一般为池顶部的集气罩，高度和直径相同，一般为池顶部的集气罩，高度和直径相同，一般为池顶部的集气罩，高度和直径相同，一般为2.02.0mm；池顶至少设两个直径为池顶至少设两个直径为池顶至少设两个直径为池顶至少设两个直径为0.70.7mm的入孔。的入孔。的入孔。的入孔。3、消化池的工艺管道、消化池的工艺管道在消化池中还需要设置多种工艺管在消化池中还需要设置多种工艺管在消化池中还需要设置多种工艺管在消化池中还需要设置多种工艺管道，其中主要包括：道，其中主要包括：道，其中主要包括：道，其中主要包括：污泥管：进污泥管：进污泥管：进污泥管：进泥管、出泥管、循环搅拌管；泥管、出泥管、循环搅拌管；泥管、出泥管、循环搅拌管；泥管、出泥管、循环搅拌管；上上上上清液排放管；清液排放管；清液排放管；清液排放管；溢流管；溢流管；溢流管；溢流管；沼气沼气沼气沼气管；管；管；管；取样管；等。取样管；等。取样管；等。取样管；等。三、沼气的收集与利用三、沼气的收集与利用1 1、污泥消化过程中沼气产量的估算：、污泥消化过程中沼气产量的估算：、污泥消化过程中沼气产量的估算：、污泥消化过程中沼气产量的估算：沼气成分：一般认为沼气成分：一般认为沼气成分：一般认为沼气成分：一般认为CH4 CH4 5070%5070%，CO2 CO2 2030%2030%，H2 H2 25%25%，N2 N2 10%10%，微量，微量，微量，微量H2SH2S等；沼气产率等；沼气产率等；沼气产率等；沼气产率是指每处理单位体积的生污泥所产生的沼气量，即是指每处理单位体积的生污泥所产生的沼气量，即是指每处理单位体积的生污泥所产生的沼气量，即是指每处理单位体积的生污泥所产生的沼气量，即m3m3沼气沼气沼气沼气/m3m3生污泥生污泥生污泥生污泥；产气率与污泥的性质、污泥；产气率与污泥的性质、污泥；产气率与污泥的性质、污泥；产气率与污泥的性质、污泥投配率、污泥含水率、发酵温度等有关；当污泥来投配率、污泥含水率、发酵温度等有关；当污泥来投配率、污泥含水率、发酵温度等有关；当污泥来投配率、污泥含水率、发酵温度等有关；当污泥来自城市污水处理厂，生污泥含水率为自城市污水处理厂，生污泥含水率为自城市污水处理厂，生污泥含水率为自城市污水处理厂，生污泥含水率为96%96%时：中温时：中温时：中温时：中温消化，投配率为消化，投配率为消化，投配率为消化，投配率为68%68%，产气率可达，产气率可达，产气率可达，产气率可达10121012 m3 m3沼沼沼沼气气气气/m3m3生污泥；高温消化，投配率为生污泥；高温消化，投配率为生污泥；高温消化，投配率为生污泥；高温消化，投配率为68%68%，产气，产气，产气，产气率可达率可达率可达率可达22262226 m3 m3沼气沼气沼气沼气/m3m3生污泥；投配率为生污泥；投配率为生污泥；投配率为生污泥；投配率为1315%1315%，产气率可达，产气率可达，产气率可达，产气率可达13151315 m3 m3沼气沼气沼气沼气/m3m3生污泥生污泥生污泥生污泥 2 2、沼气的收集：、沼气的收集：、沼气的收集：、沼气的收集：在沼气管道沿程上应设置凝结水罐；注意安全；在沼气管道沿程上应设置凝结水罐；注意安全；在沼气管道沿程上应设置凝结水罐；注意安全；在沼气管道沿程上应设置凝结水罐；注意安全；设置阻火器；为防止在冬季结冰引起堵塞，有时设置阻火器；为防止在冬季结冰引起堵塞，有时设置阻火器；为防止在冬季结冰引起堵塞，有时设置阻火器；为防止在冬季结冰引起堵塞，有时在沼气管上还应采取保温措施。在沼气管上还应采取保温措施。在沼气管上还应采取保温措施。在沼气管上还应采取保温措施。