第6章--污水的厌氧生物处理--水污染控制工程-教学课件.ppt

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1、第第6章章 污水的厌氧生物处理污水的厌氧生物处理 The Anaerobic Processes中国环评网：收集整理1 1 概述概述 2 2 厌氧法的基本原理厌氧法的基本原理 3 3 厌氧法的工艺和设备厌氧法的工艺和设备 中国环评网：收集整理污水厌氧生物处理的发展过程污水厌氧生物处理的发展过程 早期发展早期发展 18811950年年 第二代厌氧反应器第二代厌氧反应器 1955年年开发了开发了厌氧接触法厌氧接触法新工艺新工艺，标，标 志志着现代厌氧反应器的开端。着现代厌氧反应器的开端。第三代厌氧反应器第三代厌氧反应器 1980年年Switzenbaum等推出了厌氧附着等推出了厌氧附着膜膨胀膜膨胀

2、 床反应器（床反应器（AAFEB）,还有厌氧流化床还有厌氧流化床（AFB）。）。1概述概述中国环评网：收集整理中国环评网：收集整理 (2)能耗低能耗低 好氧法需要消耗大量能量供氧，曝气费用随着好氧法需要消耗大量能量供氧，曝气费用随着好氧法需要消耗大量能量供氧，曝气费用随着好氧法需要消耗大量能量供氧，曝气费用随着有机物浓度的增加而增大，而厌氧法不需要充氧，有机物浓度的增加而增大，而厌氧法不需要充氧，有机物浓度的增加而增大，而厌氧法不需要充氧，有机物浓度的增加而增大，而厌氧法不需要充氧，而且产生的沼气可作为能源。而且产生的沼气可作为能源。而且产生的沼气可作为能源。而且产生的沼气可作为能源。废废水有

3、机物达一定水有机物达一定水有机物达一定水有机物达一定浓浓度后，沼气能量可以抵度后，沼气能量可以抵度后，沼气能量可以抵度后，沼气能量可以抵偿偿消耗能量。研究表明，当原水消耗能量。研究表明，当原水消耗能量。研究表明，当原水消耗能量。研究表明，当原水BODBOD5 515001500达到达到达到达到mg/Lmg/L时时，采用采用采用采用厌厌氧氧氧氧处处理即有能量剩余。有机物理即有能量剩余。有机物理即有能量剩余。有机物理即有能量剩余。有机物浓浓度愈高，剩度愈高，剩度愈高，剩度愈高，剩 余能量愈多。余能量愈多。余能量愈多。余能量愈多。一般厌氧法的动力消耗约为活性污泥一般厌氧法的动力消耗约为活性污泥一般厌

4、氧法的动力消耗约为活性污泥一般厌氧法的动力消耗约为活性污泥。1/101/10法的法的法的法的中国环评网：收集整理（3 3）氮、磷）氮、磷）氮、磷）氮、磷营营养需要量养需要量养需要量养需要量较较少少少少 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:P为为为为l00:5:1l00:5:1，而厌氧法而厌氧法而厌氧法而厌氧法的的的的BOD:N:PBOD:N:P为为为为l00:2.5:0.5l00:2.5:0.5，对氮、磷缺乏的工业废对氮、磷缺乏的工业废对氮、磷缺乏的工业废对氮、磷缺乏的工业废水所需投加的营养盐量较少。水所需投加的营养盐量较少。水所需投加的营养盐量较

5、少。水所需投加的营养盐量较少。（4 4）有）有）有）有杀杀菌作用菌作用菌作用菌作用 厌氧处理过程有一定的杀菌作用，可以杀死废厌氧处理过程有一定的杀菌作用，可以杀死废厌氧处理过程有一定的杀菌作用，可以杀死废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。水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。（5 5）污污泥易泥易泥易泥易贮贮存存存存 厌氧活性污泥可以长期贮存，厌氧反应器可以厌氧活性污泥可以长期贮存，厌氧反应器可以厌氧活性污泥可以长期贮存，厌氧反应器可以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季节性或间歇性

6、运转季节性或间歇性运转季节性或间歇性运转。中国环评网：收集整理厌氧生物氧生物处理法缺点理法缺点:（1 1）厌氧微生物增殖缓慢，因而厌氧设备启厌氧微生物增殖缓慢，因而厌氧设备启动和处理所需时间比好氧设备长；动和处理所需时间比好氧设备长；（2 2）出水往往达不到排放标准，需要进一步出水往往达不到排放标准，需要进一步处理，故一般在厌氧处理后串联好氧处理；处理，故一般在厌氧处理后串联好氧处理；（3 3）厌氧处理系统操作控制因素较为复杂。厌氧处理系统操作控制因素较为复杂。（4 4）厌氧过程会产生气味对空气有污染。厌氧过程会产生气味对空气有污染。中国环评网：收集整理传统的传统的厌氧消化理论为厌氧消化理论为

7、两阶段理论两阶段理论第一阶段：第一阶段：第一阶段：第一阶段：酸化阶段酸化阶段酸化阶段酸化阶段，最显著的特征是液态污泥的最显著的特征是液态污泥的最显著的特征是液态污泥的最显著的特征是液态污泥的pHpH值迅速下降。污泥中的固态有机物或污水中的大值迅速下降。污泥中的固态有机物或污水中的大值迅速下降。污泥中的固态有机物或污水中的大值迅速下降。污泥中的固态有机物或污水中的大分子化合物，如淀粉、纤维素、油脂、蛋白质等，在分子化合物，如淀粉、纤维素、油脂、蛋白质等，在分子化合物，如淀粉、纤维素、油脂、蛋白质等，在分子化合物，如淀粉、纤维素、油脂、蛋白质等，在无氧环境中降解时，转化为有机酸、醇、醛、水分子无氧

8、环境中降解时，转化为有机酸、醇、醛、水分子无氧环境中降解时，转化为有机酸、醇、醛、水分子无氧环境中降解时，转化为有机酸、醇、醛、水分子等液态产物和等液态产物和等液态产物和等液态产物和COCO2 2、HH2 2、NHNH3 3、HH2 2S S等气体分子，气等气体分子，气等气体分子，气等气体分子，气体大多溶解在泥液中。转化产物中有机酸是主体。低体大多溶解在泥液中。转化产物中有机酸是主体。低体大多溶解在泥液中。转化产物中有机酸是主体。低体大多溶解在泥液中。转化产物中有机酸是主体。低pHpH值有抑制细菌生长的作用，值有抑制细菌生长的作用，值有抑制细菌生长的作用，值有抑制细菌生长的作用，NHNH3 3

9、的溶解产物的溶解产物的溶解产物的溶解产物NHNH4 4OHOH有中和作用。有中和作用。有中和作用。有中和作用。中国环评网：收集整理第二阶段：第二阶段：气化阶段气化阶段，由低分子的，由低分子的有机酸经微生物作用转化为气体，有机酸经微生物作用转化为气体，气体类似沼泽散发的气体，可称沼气体类似沼泽散发的气体，可称沼气，主体是气，主体是CH4，CO2也相当多，还也相当多，还有微量有微量H2、H2S等，因此气化阶段等，因此气化阶段常称甲烷化阶段。常称甲烷化阶段。中国环评网：收集整理新的研究成果阐明厌氧消化经历四个阶段新的研究成果阐明厌氧消化经历四个阶段大分子有机物大分子有机物大分子有机物大分子有机物（碳

10、水化合物、蛋白质、脂肪等）（碳水化合物、蛋白质、脂肪等）（碳水化合物、蛋白质、脂肪等）（碳水化合物、蛋白质、脂肪等）水解水解水解水解 细菌的胞外酶细菌的胞外酶细菌的胞外酶细菌的胞外酶水解和溶解的有机物水解和溶解的有机物水解和溶解的有机物水解和溶解的有机物 酸化酸化酸化酸化 产酸细菌产酸细菌产酸细菌产酸细菌 有机酸、醇类、醛类等有机酸、醇类、醛类等有机酸、醇类、醛类等有机酸、醇类、醛类等 /H/H2 2，COCO2 2 乙酸化乙酸化乙酸化乙酸化 乙酸细菌乙酸细菌乙酸细菌乙酸细菌 乙酸乙酸乙酸乙酸 甲烷细菌甲烷细菌甲烷细菌甲烷细菌 甲烷化甲烷化甲烷化甲烷化 甲烷细菌甲烷细菌甲烷细菌甲烷细菌 CHC

11、H4 4 CHCH4 4复杂的大分子、不溶性有机复杂的大分子、不溶性有机物先在细胞外酶的作用下水物先在细胞外酶的作用下水解为小分子、溶解性有机物，解为小分子、溶解性有机物，然后渗入细胞体内，分解产然后渗入细胞体内，分解产生挥发性有机酸、醇类、醛生挥发性有机酸、醇类、醛类等。这个阶段主要产生较类等。这个阶段主要产生较高级脂肪酸。高级脂肪酸。产甲烷细菌将乙酸、乙产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、酸盐、COCO2 2和和H H2 2等转化等转化为甲烷。为甲烷。在产氢产乙酸细菌的作用在产氢产乙酸细菌的作用下，第一阶段产生的各种下，第一阶段产生的各种有机酸被分解转化成乙酸有机酸被分解转化成乙酸和和H H2 2，

12、在降解奇数碳素有在降解奇数碳素有机酸时还形成机酸时还形成COCO2 2。中国环评网：收集整理甲烷菌的微生物学特征甲烷菌的微生物学特征 简介：甲烷菌属于古菌中的一类。简介：甲烷菌属于古菌中的一类。古古 菌菌 （Archaeobacteria）与原核生物）与原核生物极其接近。研究利用基因分析手段（极其接近。研究利用基因分析手段（DNA的的G+C%，16SrRNA碱基顺序比较）发现，有碱基顺序比较）发现，有一些特点与真核生物相同。一些特点与真核生物相同。中国环评网：收集整理古菌的特点古菌的特点l 形形 态态：薄、扁平、直角几何形态；薄、扁平、直角几何形态；细胞结构：细胞结构：组分特异性；含有内含子组

13、分特异性；含有内含子；代代 谢：谢：特殊的辅酶，代谢多样性；特殊的辅酶，代谢多样性；呼吸类型：呼吸类型：多为厌氧；多为厌氧；繁殖速度：繁殖速度：比细菌慢；比细菌慢；生活习性：生活习性：适应极端环境。适应极端环境。中国环评网：收集整理3 3 厌氧法的工艺和设备厌氧法的工艺和设备 按微生物生长状态分为按微生物生长状态分为按微生物生长状态分为按微生物生长状态分为厌氧活性污泥法厌氧活性污泥法厌氧活性污泥法厌氧活性污泥法(anaerobic activated sludge)anaerobic activated sludge)和和和和厌氧生物膜法厌氧生物膜法厌氧生物膜法厌氧生物膜法(anaerobic

14、 slime)anaerobic slime)；按投料、出料及运行方式分为按投料、出料及运行方式分为按投料、出料及运行方式分为按投料、出料及运行方式分为分批式分批式分批式分批式(batch)batch)、连续式连续式连续式连续式(continuous)continuous)和和和和半连续式半连续式半连续式半连续式(semi-continuous)semi-continuous)；根据厌氧消化中物质转化反应的总过程是否在根据厌氧消化中物质转化反应的总过程是否在根据厌氧消化中物质转化反应的总过程是否在根据厌氧消化中物质转化反应的总过程是否在同一反应器中并在同一工艺条件下完成，又可分为同一反应器中并

15、在同一工艺条件下完成，又可分为同一反应器中并在同一工艺条件下完成，又可分为同一反应器中并在同一工艺条件下完成，又可分为一步厌氧消化一步厌氧消化一步厌氧消化一步厌氧消化(one stage digestion)one stage digestion)与与与与两步厌氧消化两步厌氧消化两步厌氧消化两步厌氧消化(two stage digestion)two stage digestion)等等等等 厌氧活性污泥法包括厌氧活性污泥法包括厌氧活性污泥法包括厌氧活性污泥法包括普通消化池、厌氧接触工普通消化池、厌氧接触工普通消化池、厌氧接触工普通消化池、厌氧接触工艺、上流式厌氧污泥床反应器艺、上流式厌氧污泥

16、床反应器艺、上流式厌氧污泥床反应器艺、上流式厌氧污泥床反应器等。等。等。等。中国环评网：收集整理3 31 1普通厌氧消化池普通厌氧消化池 普通消化池又称传统或常规消化池普通消化池又称传统或常规消化池(conventional digester)conventional digester)消化池常用密闭的圆柱形池，废水定期消化池常用密闭的圆柱形池，废水定期或连续进入池中，或连续进入池中，经消化的污泥和废水分别经消化的污泥和废水分别由消化池底和上部排出，所产沼气从顶部排由消化池底和上部排出，所产沼气从顶部排出。出。池径从几米至三、四十米，柱体部分的池径从几米至三、四十米，柱体部分的高度约为直径的高

17、度约为直径的1/21/2，池底呈圆锥形，以利排，池底呈圆锥形，以利排泥。泥。为使进水与微生物尽快接触，需要一定为使进水与微生物尽快接触，需要一定的搅拌。常用搅拌方式有三种：的搅拌。常用搅拌方式有三种：(a)a)池内机械池内机械搅拌；搅拌；(b)b)沼气搅拌；沼气搅拌；(c)c)循环消化液搅拌。循环消化液搅拌。中国环评网：收集整理螺旋桨(机械)搅拌的消化池中国环评网：收集整理循环消化液搅拌式消化池循环消化液搅拌式消化池v高温高温厌氧消化需要加温，氧消化需要加温，常用加常用加热方式有三种方式有三种:v(a)废水在消化池外先水在消化池外先经热交交换器器预热到到规定温定温度再度再进入消化池；入消化池；

18、v(b)热蒸汽直接在消化器蒸汽直接在消化器内加内加热；v(c)在消化池内部安装在消化池内部安装热交交换管。管。中国环评网：收集整理普通消化池的特点是普通消化池的特点是:v可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液。的料液。v厌氧消化反应与固液分离在同一个池内实现，厌氧消化反应与固液分离在同一个池内实现，结构较简单。结构较简单。v缺乏持留或补充厌氧活性污泥的特殊装置，缺乏持留或补充厌氧活性污泥的特殊装置，消化器中难以保持大量的微生物细胞。消化器中难以保持大量的微生物细胞。v对无搅拌的消化器，还存在料液的分层现象对无搅拌的消化器，还存在料液的分层现象严重，微

19、生物不能与料液均匀接触的问题。严重，微生物不能与料液均匀接触的问题。v温度不均匀，消化效率低。温度不均匀，消化效率低。中国环评网：收集整理中国环评网：收集整理32厌氧滤池厌氧滤池 厌氧滤池（厌氧滤池（anaerobic filteranaerobic filter又称又称厌氧固厌氧固定膜定膜反应器，是反应器，是6060年代末开发的新型高效厌氧年代末开发的新型高效厌氧处理装置。处理装置。滤池呈圆柱形，池内装放填料，滤池呈圆柱形，池内装放填料，池底和池顶密封。池底和池顶密封。厌氧微生物附着于填料的表面生长，当废厌氧微生物附着于填料的表面生长，当废水通过填料层时，在填料表面的厌氧生物膜作水通过填料层

20、时，在填料表面的厌氧生物膜作用下，废水中的有机物被降解，并产生沼气，用下，废水中的有机物被降解，并产生沼气，沼气从池顶部排出。沼气从池顶部排出。中国环评网：收集整理vv废水从池底进入，从池上部排出，称废水从池底进入，从池上部排出，称废水从池底进入，从池上部排出，称废水从池底进入，从池上部排出，称升流式厌升流式厌升流式厌升流式厌氧滤池氧滤池氧滤池氧滤池；vv废水从池上部进入，以降流的形式流过填料层，废水从池上部进入，以降流的形式流过填料层，废水从池上部进入，以降流的形式流过填料层，废水从池上部进入，以降流的形式流过填料层，从池底部排出，称从池底部排出，称从池底部排出，称从池底部排出，称降流式厌氧

21、滤池降流式厌氧滤池降流式厌氧滤池降流式厌氧滤池。填料可采用填料可采用填料可采用填料可采用拳状石质滤料，拳状石质滤料，拳状石质滤料，拳状石质滤料，如碎石、卵石如碎石、卵石如碎石、卵石如碎石、卵石等，也可使用等，也可使用等，也可使用等，也可使用塑料填料。塑料填料。塑料填料。塑料填料。中国环评网：收集整理v对厌氧生物滤池采取如下改进：对厌氧生物滤池采取如下改进：（a a）出水回流；出水回流；（b b）部分充填载体；部分充填载体；（c c）采用软性填料。采用软性填料。v厌氧生物滤池的特点是：厌氧生物滤池的特点是：（a a）由由于于填填料料为为微微生生物物附附着着生生长长提提供供了了较较大大的的表表面面

22、积积，滤滤池池中中的的微微生生物物量量较较高高，又又因因生生物物膜膜停停留留时时间间长长，平平均均停停留留时时间间长长达达100100天天左左右右，因因而而可可承承受受的的有有机机容容积积负负 荷荷 高高，CODCOD容容 积积 负负 荷荷 为为 2-16 2-16 kgCOD/(mkgCOD/(m3 3d)d)，且耐冲击负荷能力强；且耐冲击负荷能力强；中国环评网：收集整理（b b）废水与生物膜两相接触面大，强化了传废水与生物膜两相接触面大，强化了传质过程，因而有机物去除速度快质过程，因而有机物去除速度快（c c）微生物固着生长为主，不易流失，因此微生物固着生长为主，不易流失，因此不需污泥回流

23、和搅拌设备；不需污泥回流和搅拌设备；（d d）启动或停止运行后再启动比前述厌氧工启动或停止运行后再启动比前述厌氧工艺法时间短。艺法时间短。（e e）处理含悬浮物浓度高的有机废水，易发处理含悬浮物浓度高的有机废水，易发生堵塞，尤以进水部位更严重。滤池的清洗生堵塞，尤以进水部位更严重。滤池的清洗也还没有简单有效的方法。也还没有简单有效的方法。中国环评网：收集整理3 33 3 厌氧接触法厌氧接触法 在消化池后设沉淀池，将沉淀污泥回流至消在消化池后设沉淀池，将沉淀污泥回流至消化池，形成了化池，形成了厌氧接触法（厌氧接触法（anaerobic contact process)。厌厌厌厌氧氧氧氧接接接接触

24、触触触法法法法工工工工艺艺艺艺动动动动画画画画中国环评网：收集整理 厌氧接触法实质上是厌氧活性污泥法，厌氧接触法实质上是厌氧活性污泥法，不需要曝气而需要脱气。不需要曝气而需要脱气。厌氧接触法对悬浮物高的有机废水厌氧接触法对悬浮物高的有机废水(如如肉类加工废水等肉类加工废水等)效果很好，悬浮颗粒成为效果很好，悬浮颗粒成为微生物的载体，并且很容易在沉淀池中沉微生物的载体，并且很容易在沉淀池中沉淀。淀。在混合接触池中，要进行适当搅拌以在混合接触池中，要进行适当搅拌以使污泥保持悬浮状态。搅拌可以用机械方使污泥保持悬浮状态。搅拌可以用机械方法，也可以用泵循环池水。法，也可以用泵循环池水。中国环评网：收集

25、整理厌氧接触法的特点氧接触法的特点:（a a）通过污泥回流，保持消化池内污泥通过污泥回流，保持消化池内污泥浓度较高，一般为浓度较高，一般为10-1510-15g/Lg/L，耐冲击能耐冲击能力强；力强；（b b）消消化化池池的的容容积积负负荷荷较较普普通通消消化化池池高高，中中温温消消化化时时，一一般般为为2 2-l0kgCOD/m-l0kgCOD/m3 3dd，水水力力停停留留时时间间比比普普通通消消化化池池大大大大缩缩短短，如如常常温温下下，普普通通消消化化池池为为15-3015-30天天，而而接触法小于接触法小于1010天；天；中国环评网：收集整理（c c）可以直接处理悬浮固体含量较高或可

26、以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液，不存在堵塞问题；颗粒较大的料液，不存在堵塞问题；（d d）混合液经沉降后，出水水质好，混合液经沉降后，出水水质好，（e e）但需增加沉淀池、污泥回流和脱气但需增加沉淀池、污泥回流和脱气等设备等设备 （f f）厌氧接触法存在厌氧接触法存在混合液难于在沉淀混合液难于在沉淀池中进行固液分离池中进行固液分离的缺点的缺点。中国环评网：收集整理几种脱气方法几种脱气方法:(a)真空脱气，由消化池排出的混合液经真空真空脱气，由消化池排出的混合液经真空脱气器脱气器(真空度为真空度为0.005 MPa)，将污泥絮体将污泥絮体上的气泡除去，改善污泥的沉降性能；上的气泡除去

27、，改善污泥的沉降性能；(b)热交换器急冷法，将从消化池排出的混合热交换器急冷法，将从消化池排出的混合液进行急速冷却。液进行急速冷却。(c)絮凝沉降，向混合液中投加絮凝剂，使厌絮凝沉降，向混合液中投加絮凝剂，使厌氧污泥易凝聚成大颗粒，加速沉降；氧污泥易凝聚成大颗粒，加速沉降；(d)用超滤器代替沉淀池，以改善固液分离效用超滤器代替沉淀池，以改善固液分离效果果。中国环评网：收集整理3 34 4上流式厌氧污泥床反应器上流式厌氧污泥床反应器UASBUASB3.4.1 概述概述3.4.2 基本特点（优点、缺点）基本特点（优点、缺点）3.4.3 UASB的构造和组成的构造和组成3.4.4 颗粒污泥颗粒污泥3

28、.4.5 UASB的设计的设计 （1 1）容积）容积）容积）容积 （2 2）配水）配水）配水）配水 （3 3）排泥的设计）排泥的设计）排泥的设计）排泥的设计 （4 4）结构设计的要求）结构设计的要求）结构设计的要求）结构设计的要求 （5 5）三相分离器设计）三相分离器设计）三相分离器设计）三相分离器设计3.4.6 UASB的启动的启动中国环评网：收集整理vv上流式厌氧污泥床反应器（上流式厌氧污泥床反应器（upflow anaerobic sludge blanket reactor)，简称简称UASB反应器，是由荷兰的反应器，是由荷兰的G.Lettnga等人等人在在70年代初研制开发的。年代初

29、研制开发的。vv污泥床反应器内没有人工载体，反应器内微污泥床反应器内没有人工载体，反应器内微生物以自身聚集生长，为颗粒污泥状态存在，生物以自身聚集生长，为颗粒污泥状态存在，因而能达到高生物量和高效高负荷。因而能达到高生物量和高效高负荷。3.4.1概述概述中国环评网：收集整理vv上流式上流式厌氧氧污泥床的池形有泥床的池形有圆形、方形、矩形、方形、矩形。小型装置常形。小型装置常为圆柱形，底部呈柱形，底部呈锥形或形或圆弧形。弧形。vv大型装置大型装置为便于便于设置气、液、固三相分离器，置气、液、固三相分离器，则一般一般为矩形，高度一般矩形，高度一般为3-8m，其中其中污泥床泥床1-2m，污泥泥悬浮浮

30、层2-4m，多用多用钢结构构或或钢筋混凝土筋混凝土结构。构。中国环评网：收集整理UASBUASB反应器示意图反应器示意图中国环评网：收集整理中国环评网：收集整理中国环评网：收集整理3.4.2上流式厌氧污泥床反应器的上流式厌氧污泥床反应器的基本基本特点特点 优点：优点：优点：优点：有机负荷居第二代反应器之首有机负荷居第二代反应器之首有机负荷居第二代反应器之首有机负荷居第二代反应器之首,水力负荷满足水力负荷满足水力负荷满足水力负荷满足要求要求要求要求;污泥颗粒化后使反应器对不利条件的抗性增污泥颗粒化后使反应器对不利条件的抗性增污泥颗粒化后使反应器对不利条件的抗性增污泥颗粒化后使反应器对不利条件的抗

31、性增强强强强;在一定的水力负荷下，可以靠反应器内产生的在一定的水力负荷下，可以靠反应器内产生的在一定的水力负荷下，可以靠反应器内产生的在一定的水力负荷下，可以靠反应器内产生的气体来实现污泥与基质的充分接触。气体来实现污泥与基质的充分接触。气体来实现污泥与基质的充分接触。气体来实现污泥与基质的充分接触。（a a a a）反应器内污泥浓度高，一般平均污泥浓度反应器内污泥浓度高，一般平均污泥浓度反应器内污泥浓度高，一般平均污泥浓度反应器内污泥浓度高，一般平均污泥浓度为为为为30-4030-4030-4030-40g/Lg/Lg/Lg/L，其中底部污泥床其中底部污泥床其中底部污泥床其中底部污泥床(sl

32、udge bed)sludge bed)sludge bed)sludge bed)污泥浓污泥浓污泥浓污泥浓度度度度60-8060-8060-8060-80g/Lg/Lg/Lg/L，污泥悬浮层污泥悬浮层污泥悬浮层污泥悬浮层(sludge blanket)sludge blanket)sludge blanket)sludge blanket)污泥浓污泥浓污泥浓污泥浓度度度度5-75-75-75-7g/Lg/Lg/Lg/L；中国环评网：收集整理 污泥床中的污泥由活性生物量占污泥床中的污泥由活性生物量占污泥床中的污泥由活性生物量占污泥床中的污泥由活性生物量占70-8070-80的高度发的高度发的高

33、度发的高度发展的展的展的展的颗粒污泥颗粒污泥颗粒污泥颗粒污泥(sludge granules)sludge granules)组成，颗粒的直径一组成，颗粒的直径一组成，颗粒的直径一组成，颗粒的直径一般在般在般在般在0.5-5.00.5-5.0mmmm之间，颗粒污泥是之间，颗粒污泥是之间，颗粒污泥是之间，颗粒污泥是UASBUASB反应器的一个反应器的一个反应器的一个反应器的一个重要特征。重要特征。重要特征。重要特征。（b b）有机负荷高，有机负荷高，有机负荷高，有机负荷高，水力停留时间短，中温消化，水力停留时间短，中温消化，水力停留时间短，中温消化，水力停留时间短，中温消化，CODCOD容积负荷

34、在小试验和中型试验中可高达容积负荷在小试验和中型试验中可高达容积负荷在小试验和中型试验中可高达容积负荷在小试验和中型试验中可高达20-40kg COD/20-40kg COD/（mm3 3dd）在大型生产装置中可达到在大型生产装置中可达到在大型生产装置中可达到在大型生产装置中可达到 6-8kg 6-8kg COD/COD/（mm3 3dd）。（c c）反应器内设三相分离器反应器内设三相分离器反应器内设三相分离器反应器内设三相分离器，被沉淀区分离的污泥能自，被沉淀区分离的污泥能自，被沉淀区分离的污泥能自，被沉淀区分离的污泥能自动回流到反应区，一般无污泥回流设备；动回流到反应区，一般无污泥回流设备

35、；动回流到反应区，一般无污泥回流设备；动回流到反应区，一般无污泥回流设备；简化了工艺，简化了工艺，简化了工艺，简化了工艺，节约了投资和运行费用。节约了投资和运行费用。节约了投资和运行费用。节约了投资和运行费用。（d d）无混合搅拌设备。无混合搅拌设备。无混合搅拌设备。无混合搅拌设备。投产运行正常后，利用本身产投产运行正常后，利用本身产投产运行正常后，利用本身产投产运行正常后，利用本身产生的沼气和进水来搅动；生的沼气和进水来搅动；生的沼气和进水来搅动；生的沼气和进水来搅动；中国环评网：收集整理（e e e e）污泥床内不填载体，污泥床内不填载体，污泥床内不填载体，污泥床内不填载体，提高了容积利用

36、率，提高了容积利用率，提高了容积利用率，提高了容积利用率，节省造价及避节省造价及避节省造价及避节省造价及避免堵塞问题。免堵塞问题。免堵塞问题。免堵塞问题。缺点：缺点：（a a a a）大型装置内会有短流现象（要求配水装置性能要好）大型装置内会有短流现象（要求配水装置性能要好）大型装置内会有短流现象（要求配水装置性能要好）大型装置内会有短流现象（要求配水装置性能要好）（b b b b）进水进水进水进水SSSSSSSS要求要求要求要求200mg/L200mg/L200mg/L200mg/L，以免对污泥颗粒化不利或减少，以免对污泥颗粒化不利或减少，以免对污泥颗粒化不利或减少，以免对污泥颗粒化不利或减

37、少反应区的有效容积，甚至引起堵塞反应区的有效容积，甚至引起堵塞反应区的有效容积，甚至引起堵塞反应区的有效容积，甚至引起堵塞（c c c c）在没有颗粒污泥接种的情况下，启动时间长）在没有颗粒污泥接种的情况下，启动时间长）在没有颗粒污泥接种的情况下，启动时间长）在没有颗粒污泥接种的情况下，启动时间长（d d d d）对水质和负荷突然变化比较对水质和负荷突然变化比较对水质和负荷突然变化比较对水质和负荷突然变化比较敏感敏感敏感敏感（e e e e）要求水温高些，最好）要求水温高些，最好）要求水温高些，最好）要求水温高些，最好35353535左右。左右。左右。左右。中国环评网：收集整理 由图可见，由图

38、可见，由图可见，由图可见，UASBUASB工作工作工作工作时，废水从反应器底部进入，时，废水从反应器底部进入，时，废水从反应器底部进入，时，废水从反应器底部进入，与污泥床层的高浓度颗粒污与污泥床层的高浓度颗粒污与污泥床层的高浓度颗粒污与污泥床层的高浓度颗粒污泥接触，污染物被分解产生泥接触，污染物被分解产生泥接触，污染物被分解产生泥接触，污染物被分解产生沼气。污水、污泥和沼气一沼气。污水、污泥和沼气一沼气。污水、污泥和沼气一沼气。污水、污泥和沼气一起向上流动，进入反应器的起向上流动，进入反应器的起向上流动，进入反应器的起向上流动，进入反应器的上部的三相分离器，完成气、上部的三相分离器，完成气、上

39、部的三相分离器，完成气、上部的三相分离器，完成气、液、固三相的分离。被分离液、固三相的分离。被分离液、固三相的分离。被分离液、固三相的分离。被分离的消化气从上部导出，被分的消化气从上部导出，被分的消化气从上部导出，被分的消化气从上部导出，被分离的污泥则自动滑落到悬浮离的污泥则自动滑落到悬浮离的污泥则自动滑落到悬浮离的污泥则自动滑落到悬浮污泥层。出水则从澄清区流污泥层。出水则从澄清区流污泥层。出水则从澄清区流污泥层。出水则从澄清区流出。出。出。出。3.4.3 UASB的构造和组成的构造和组成中国环评网：收集整理中国环评网：收集整理中国环评网：收集整理UASB反应器的组成反应器的组成(1)进水配水

40、系统进水配水系统 将废水尽可能均匀地分配将废水尽可能均匀地分配到整个反应器，并有水力搅拌功能。到整个反应器，并有水力搅拌功能。(2)反应区反应区 其中包括污泥床区和污泥悬浮层其中包括污泥床区和污泥悬浮层区，有机物主要在这里被厌氧菌所分解。区，有机物主要在这里被厌氧菌所分解。(3)三相分离器三相分离器 由沉淀区、回流缝和气封组由沉淀区、回流缝和气封组成，其功能是把沼气、污泥和液体分开。成，其功能是把沼气、污泥和液体分开。中国环评网：收集整理(4)出水系统出水系统 其作用是把沉淀区表层处理过的水其作用是把沉淀区表层处理过的水均匀地均匀地 加以收集，排出反应器。加以收集，排出反应器。(5)气室气室

41、也称集气罩，其作用是收集沼气。也称集气罩，其作用是收集沼气。(6)浮渣清除系统浮渣清除系统 其功能是清除沉淀区液面和气其功能是清除沉淀区液面和气室表面的浮渣，室表面的浮渣，根据需要设置根据需要设置。(7)排泥系统排泥系统 其功能是均匀地排除反应区的剩余其功能是均匀地排除反应区的剩余污泥。污泥。中国环评网：收集整理vv 厌氧污泥的主要聚集形式包括颗粒厌氧污泥的主要聚集形式包括颗粒(granules)、团体团体(pellets)、絮体（、絮体（flocs)、絮状污泥絮状污泥(nocculent sludge)等。等。vv定义：团体和颗粒是结构紧密的聚集体。定义：团体和颗粒是结构紧密的聚集体。vv这

42、些聚集体沉降后呈现固定的形态。这些聚集体沉降后呈现固定的形态。vv絮体和絮状污泥则是具有蓬松结构的聚集体，絮体和絮状污泥则是具有蓬松结构的聚集体，这些聚集体沉降后无固定形态。这些聚集体沉降后无固定形态。3.4.4 厌氧颗粒污泥厌氧颗粒污泥中国环评网：收集整理3.4.5 UASB 的设计的设计（1）UASB反应器容积的确定反应器容积的确定 进水容积负荷法进水容积负荷法进水容积负荷法进水容积负荷法 VV反应器有效容积，反应器有效容积，反应器有效容积，反应器有效容积，mm3 3 ；QQ废水流量，废水流量，废水流量，废水流量，mm3 3 d d；SoSo进水进水进水进水CODCOD或或或或BODBOD

43、5 5浓度，浓度，浓度，浓度，g gmLmL；N NV VCODCOD或或或或BODBOD5 5容积负荷，容积负荷，容积负荷，容积负荷，kgkg(m(m3 3d)d)N NV V 与水温、水质、污染物可生化性有关，一般取与水温、水质、污染物可生化性有关，一般取与水温、水质、污染物可生化性有关，一般取与水温、水质、污染物可生化性有关，一般取 68kgCOD/m68kgCOD/m3 3d d中国环评网：收集整理（2）进水配水系统的设计）进水配水系统的设计（3）排泥系统设计）排泥系统设计（4）UASB反应器的结构设计要求反应器的结构设计要求中国环评网：收集整理（5）三相分离器设计）三相分离器设计 三

44、相分离器的基本构造三相分离器的基本构造：三相分离器的型式是多种多样三相分离器的型式是多种多样的，但其三项的，但其三项主要功能均为气液分主要功能均为气液分离、固液分离和污泥回流；离、固液分离和污泥回流；主要组主要组成部分为气封、沉淀区和回流缝。成部分为气封、沉淀区和回流缝。中国环评网：收集整理中国环评网：收集整理中国环评网：收集整理3.4.6升流式厌氧污泥床反应器的启动升流式厌氧污泥床反应器的启动 UASB反应器的启动可分为两个阶段反应器的启动可分为两个阶段:l l接种污泥在适宜的驯化过程中获得一个合接种污泥在适宜的驯化过程中获得一个合理分布的微生物群体。理分布的微生物群体。l l这种合理分布群

45、体的大量生长、繁殖这种合理分布群体的大量生长、繁殖 启动具体过程如下：启动具体过程如下：中国环评网：收集整理4 厌氧法的影响因素厌氧法的影响因素 控制厌氧处理效率的基本因素有两类控制厌氧处理效率的基本因素有两类:一一类是基础因素，包括类是基础因素，包括微生物量微生物量(污泥浓度污泥浓度)、营、营养比、混合接触状况、有机负荷等；养比、混合接触状况、有机负荷等；另一类是另一类是环境因素，如环境因素，如温度、温度、pHpH值、氧化还原电位、有值、氧化还原电位、有毒物质毒物质等。等。产甲烷细菌是决定厌氧消化效率和产甲烷细菌是决定厌氧消化效率和成败的主要微生物，对于一般工业废水，产甲成败的主要微生物，对

46、于一般工业废水，产甲烷阶段是厌氧过程速率的限制步骤。烷阶段是厌氧过程速率的限制步骤。中国环评网：收集整理4 41 1 温度条件温度条件 各类微生物适宜的温度范围是不同的，各类微生物适宜的温度范围是不同的，一般认为，一般认为，产甲烷菌的温度范围为产甲烷菌的温度范围为25-6025-60。在在3535和和5353上下可以分别获得较高的消化上下可以分别获得较高的消化效率，温度为效率，温度为40-4540-45时，厌氧消化效率较低。时，厌氧消化效率较低。据产甲烷菌适宜温度条件的不同，厌氧法可据产甲烷菌适宜温度条件的不同，厌氧法可分为分为常温消化、中温消化常温消化、中温消化和和高温消化高温消化三种类三种

47、类型。型。中国环评网：收集整理温度对厌氧消化过程的影响温度对厌氧消化过程的影响中国环评网：收集整理4.2 pH值值v每种微生物可在一定的每种微生物可在一定的pHpH值范围内活动，产酸值范围内活动，产酸细菌对酸碱度不及甲烷细菌敏感，其适宜的细菌对酸碱度不及甲烷细菌敏感，其适宜的pHpH值范围较广，在值范围较广，在4.5-8.04.5-8.0之间。之间。v产甲烷菌要求环境介质产甲烷菌要求环境介质pHpH值在中性附近，最适值在中性附近，最适宜宜pHpH值为值为7.0-7.27.0-7.2。v在厌氧法处理废水的应用中，由于产酸和产甲在厌氧法处理废水的应用中，由于产酸和产甲烷大多在同一构筑物内进行，故为

48、了维持平衡，烷大多在同一构筑物内进行，故为了维持平衡，避免过多的酸积累，常保持反应器内的避免过多的酸积累，常保持反应器内的pHpH值在值在6.5-7.5(6.5-7.5(最好在最好在6.8-7.2)6.8-7.2)的范围内的范围内。中国环评网：收集整理4 43 3氧化还原电位氧化还原电位vv无氧环境是严格厌氧的产甲烷菌繁殖的最基无氧环境是严格厌氧的产甲烷菌繁殖的最基本条件之一。产甲烷菌对氧和氧化剂非常敏本条件之一。产甲烷菌对氧和氧化剂非常敏感，这是因为它不象好氧菌那样具有过氧化感，这是因为它不象好氧菌那样具有过氧化氢酶。氢酶。vv氧是影响厌氧反应器中氧化还原电位条件的氧是影响厌氧反应器中氧化还

49、原电位条件的重要因素，但不是唯一因素。重要因素，但不是唯一因素。vv挥发性有机酸的增减、挥发性有机酸的增减、pH值的升降以及铵离值的升降以及铵离子浓度的高低等因素均影响系统的还原强度。子浓度的高低等因素均影响系统的还原强度。如如pH值低，氧化还原电位高；值低，氧化还原电位高；pH值高，氧化值高，氧化还原电位低。还原电位低。中国环评网：收集整理4 44 4有机负荷有机负荷v在厌氧法中，有机负荷通常指容积有机负荷，简称在厌氧法中，有机负荷通常指容积有机负荷，简称容积负荷容积负荷容积负荷容积负荷，即消化器单位有效容积每天接受的有机，即消化器单位有效容积每天接受的有机物量（物量（kgCOD/mkgCO

50、D/m3 3d)d)。v对悬浮生长工艺，也有用对悬浮生长工艺，也有用污泥负荷污泥负荷表达的，即表达的，即kg kg COD/(kgCOD/(kg污泥污泥d)d)。v在污泥消化中，有机负荷习惯上以在污泥消化中，有机负荷习惯上以投配率投配率或或进料率进料率表达，即每天所投加的湿污泥体积占消化器有效容表达，即每天所投加的湿污泥体积占消化器有效容积的百分数。积的百分数。v由于各种湿污泥的含水率、挥发组分不尽一致，投由于各种湿污泥的含水率、挥发组分不尽一致，投配率不能反映实际的有机负荷，为此，又引入配率不能反映实际的有机负荷，为此，又引入反应反应器单位有效容积每天接受的挥发性固体重量器单位有效容积每天接