1、廢水厭氧生物處理,厭氧生物處理,廢水厭氧處理內容概要: 1. 厭氧生物處理概述 2. 厭氧工藝流程 3 厭氧生物處理反應器,第一節(jié),廢水厭氧生物處理概述,厭氧生物處理,1厭氧生物處理概述 19世紀末20世紀初：廢水和糞便處理,反應時間長,出水水質差; 1860年法國人Mouras把簡易沉淀池改進作為污水污泥處理構筑物使用，1881年法國雜志將Mouras創(chuàng)造的稱為自動凈化器(Automatic Scasenger)。 1895年英國Donald設計了厭氧化糞池。厭氧化糞池的創(chuàng)建，是厭氧處理工藝發(fā)展史上的里程碑。從此，廁所等家庭用生活污水可通過化糞池得到較好的處理。,1903年英國出現(xiàn)了Trav

2、is池。廢水從一端流入，從另一端流出，兩側沉淀區(qū)分離出的污泥，在池中間的中下部分消化，產生的沼氣從中間上部分排出，不會影響兩側的沉淀區(qū) 。 1905年德國人Imhoff對Travis池作了改進，設計了Imhoff池，又稱隱化池，我國也稱雙層沉淀池。這種池型構造把污水的沉淀與污泥的消化完全分開，彼此不發(fā)生干擾。這種裝置在本世紀20年代被廣泛應用與歐美各國。 化糞池和雙層沉淀池至今在排水工程中仍占有重要地位。,厭氧生物處理,中期-被好氧工藝取代,在污泥處理方面有應用,污泥的厭氧消化; 普通消化池是這時期的主要反應器。 70年代后-重新發(fā)展, 環(huán)境問題和能源危機, 開發(fā)了新的厭氧生物處理反應器. 以

3、UASB, 厭氧接觸工藝為代表的多種工藝，均實現(xiàn)高的污泥濃度高的負荷，得到廣泛應用。 應用現(xiàn)狀: (A).廢水處理,高濃度和高溫度廢水; (B). 污泥處理和城市垃圾處理; (C).生物質的資源化和能源化應用.,厭氧生物處理,Water Pollution Control Engineering,厭氧生物處理,1.1 厭氧生物處理的原理 (1). 復雜有機物的厭氧生物處理： (A). 水解. 在細胞外酶作用下,將大分子有機物水解為小分子溶解性有機物, 如多糖-單糖，脂肪-脂肪酸甘油,蛋白質-氨基酸, 小分子進入細胞內. 難降解或高分子的有機物水解過程較慢, 或可能成為速率限制步驟, 顆粒有機物

4、的大小, 溫度, pH, 有機物組成成分, 氨濃度,水力停留時間等影響水解速率.,厭氧生物處理,水解可以部分實現(xiàn)對難生物降解有機物的分解, 促進后續(xù)處理過程的生物有效性, 故對難降解廢水可以預置厭氧反應器.,Water Pollution Control Engineering,溫度,停留時間對水解速率常數(shù)Kh的影響,厭氧生物處理,(B)酸化. 產酸細菌酸化, 將溶解性有機物轉化為揮發(fā)性脂肪酸和醇為主要產物的過程, 主要生成有機酸(甲酸,乙酸,丙酸,丁酸等)、醇(乙醇), H2, CO2 , NH3, N2, H2S等； 酸化過程速率較快, 產物對產甲烷過程影響較大, 酸化過程產物與厭氧的條件

5、, 底物種類和微生物組成有關系, 主要有三類:丙酸型,丁酸型和乙醇型. 人們常常將不完全厭氧處理過程稱為水解酸化.,厭氧生物處理,(C)產氫產乙酸. 水解酸化產物(主要是2個C以上的有機酸, 不包括乙酸)在產氫產乙酸細菌作用下生成氫,乙酸和CO2；主要反應:(醇和高級脂肪酸反應生成乙酸) CH3CH2OH + H2O = CH3COO- + H+ + 2H2 CH3CH2COO- + H2O = CH3COO- + H+ + HCO3- + 3H2 丁酸, 丙酸等轉化為乙酸的過程由于標準吉布斯自由能為正值, 只有反應產物H+和H2的濃度低反應可以進行.,Water Pollution Cont

6、rol Engineering,厭氧生物處理,(D)產甲烷. 主要在兩類不同的甲烷細菌下產生CH4, 是嚴格厭氧過程. 乙酸脫羧: 2CH3COOH 2CH4 + 2CO2 氫還原CO2: 4H2 + CO2 CH4 + 2H2O 3H2 + CO CH4 + H2O 2H2O + 4CO CH4 + 3CO2 此外還有利用醇還原CO2 得到甲烷和有機酸等途徑.,厭氧生物處理,厭氧生物處理的原理和過程示意:,Water Pollution Control Engineering,復 雜 有 機 物,揮 發(fā) 酸 醇,CO2+H2,乙酸,CH4,水解 酸化 產氫產乙酸 產甲烷,5%,20%,28%

7、,72%,簡 單 有 機 物,10%,13%,35%,17%,30%,厭氧生物處理,(2).其他厭氧生物處理 A.硫酸鹽還原:化能異氧型的硫酸鹽還原細菌(SRB, Sulfate Reducing Bacteria) 利用廢水的有機物作為電子供體,將氧化態(tài)硫化合物(SO42-,SO32-等)還原為低價態(tài)硫化合物(HS-,H2S,S2-等)的過程。 低濃度硫化合物由于存在對H2的利用, 對厭氧處理有機物一定程度是促進的; 但較高濃度的硫酸鹽會嚴重抑制有機物的厭氧生物降解過程(競爭底物對產甲烷菌不利; 產生的H2S對微生物不利)。,厭氧生物處理,B.反硝化: 硝酸鹽氮(NO3-)和亞硝酸鹽氮(NO

8、2-)在厭氧或缺氧條件下被還原為氮氣(N2)的過程. C. 光合細菌: 光能異養(yǎng)的光合細菌在無氧條件下利用簡單有機物進行光合作用, 然后在微氧或有氧條件下進行氧化代謝.光合細菌只能利用低分子量的有機物, 所以需要水解作為前處理過程.,Water Pollution Control Engineering,厭氧生物處理,D.厭氧氨氧化(ANAMMOX, Anaerobic Ammonium Oxidation)： 是指在厭氧條件下,微生物直接以NH4+為電子供體，以NO3-或NO2-為受體,將NO3-, NO2-, NH4+轉變成N2的生物轉化氧化過程. N的轉化過程并未清楚.,厭氧生物處理,1

9、.2 厭氧生物處理的微生物 (A).水解酸化菌：細菌、真菌和原生動物, 多為專性厭氧菌或兼性, 根據分解有機物的不同, 分為纖維素、碳水化合物、蛋白質、脂肪分解菌等. (B).產乙酸菌：分2類-產氫產乙酸菌和同型乙酸菌, 厭氧或兼性菌. 產氫產乙酸菌將有機酸轉化為氫和乙酸, 同型乙酸菌將H2+CO2轉化為乙酸, 或將醇等轉化為乙酸.,厭氧生物處理,產氫產乙酸菌：將有機酸轉化為氫和乙酸. 如丙酸轉化為乙酸過程: CH3CH2COOH +2H2O CH3COOH + 3H2 +CO2 同型乙酸菌: 將H2+CO2轉化為乙酸, 或將醇等轉化為乙酸 . 如乙醇轉化為乙酸: CH3CH2OH +H2O

10、CH3COOH + 2H2,Water Pollution Control Engineering,厭氧生物處理,(C). 產甲烷菌：嚴格厭氧菌。 對環(huán)境的條件要求比較苛刻, 對pH, 溫度, 氧, 有毒物質濃度等較敏感.,厭氧生物處理,厭氧微生物與好氧微生物參數(shù)的比較,厭氧生物處理,1.3 厭氧生物處理影響因素 甲烷菌增殖速率慢, 世代周期長, 受環(huán)境影響大, 對pH敏感, 產甲烷菌是廢水處理系統(tǒng)控制因素, 對廢水厭氧生物處理的主要因素是甲烷菌的影響因素. (1).pH：最適宜在6.87.2, 由于酸化和產乙酸,系統(tǒng)pH容易降低, 此外蛋白質降解的氨能夠緩沖, 系統(tǒng)中酸、堿度、CO2、氨降解

11、速率達到平衡.,厭氧生物處理,(2).溫度：常溫, 1030；中溫, 35左右有適宜溫度；高溫, 53左右. 高溫對微生物殺滅作用強, 溫度要求波動小.,消化溫度與消化時間的關系:,厭氧生物處理,Water Pollution Control Engineering,厭氧生物處理,(3). 污泥齡：要求大, 2030d, 厭氧微生物世代時間長. (4). 營養(yǎng)物質：COD:N:P=800:5:1, BOD: N: P= 100: 2.5: 1左右. 與好氧工藝相比對N,P等營養(yǎng)物質需求少. (5). 氧化還原電位：絕對厭氧條件, -0.2V以下. (6). 有機負荷：過高, 產酸速率大于產甲烷

12、, 酸積累, pH下降; 水力負荷大, 微生物流失; 過低, 反應器體積大, 運行投資費用大.,厭氧生物處理,(7).攪拌與混合：需要攪拌措施，不能過度攪拌影響微生物的生活環(huán)境。因為產乙酸和產甲烷菌的嚴格共生關系。 (8).有毒物質：H2S和NH3等，對微生物有毒害作用， NH3 的毒害作用以NH4+形式，與pH有關。,厭氧生物處理,1. 4 厭氧生物處理工藝特點 負荷高: 容積負荷高, 運行費用低, 可回收CH4, 好氧法如普通活性污泥0.5, 普通生物濾池0.3, 生物轉盤1.0, 生物接觸氧化2-5, 生物流化床10.0, 厭氧法中溫, 以COD計算UASB, 10-20, 高溫最高達4

13、0-50. 剩余污泥量少: 而且比較容易壓縮和脫水,性質穩(wěn)定, 如好氧0.30.6kgVSS/kgCOD, 厭氧0.050.1, 相當于好氧1/5或更少.,厭氧生物處理,對高濃度廢水能耗低： 低濃度時厭氧生物處理能耗比好氧高, 很高濃度廢水厭氧處理有剩余能量. 營養(yǎng)物質需要少，COD:N:P=500:5:1左右.,好氧法,厭氧法,廢水 濃度,能量,厭氧生物處理,應用范圍廣: 可以處理低濃度或高濃度廢水,由于厭氧微生物有可能對好氧微生物不能降解的一些有機物進行降解或部分降解,可以處理難降解廢水, 城市污水工業(yè)廢水, 可以處理高溫廢水. 目前基本上在污泥處理, 高濃度工業(yè)廢水, 難降解廢水應用多.

14、 對生物質進行處理. 脫氮除磷也涉及。 衛(wèi)生：高溫法可以基本殺滅病原微生物.,厭氧生物處理,出水水質差: 通常需要進一步好氧處理才能達標. 微生物增殖速度慢, 處理水量宜小, 厭氧生物處理的氣味較大,對氨氮的去除效果不好 . 操作控制條件要求較嚴格, 設備結構復雜.厭氧過程中所涉及到的生化反應過程較為復雜， 不同種屬間細菌的相互配合或平衡較難控制； 厭氧微生物特別是產甲烷細菌對溫度、pH等環(huán)境因素非常敏感.,Water Pollution Control Engineering,1. 5 廢水厭氧生物處理動力學簡介 好氧的動力學方程仍適用,厭氧生化反應動力學方程:,厭氧生物處理,S底物濃度,

15、X污泥濃度, Y厭氧產率系數(shù), kd厭氧的內源代謝系數(shù).,第二節(jié),廢水厭氧生物處理工藝流程,厭氧生物處理,2. 厭氧工藝流程 2.1 兩級厭氧 根據厭氧過程CH4產生的規(guī)律設計, 以節(jié)省加溫與攪拌消耗的能量. 在厭氧消化過程中, 初始階段產生CH4多, 第一級消化池有加溫、攪拌、集氣裝置, 第二級消化池無, 節(jié)省了能量. 2.2 兩相厭氧 根據厭氧機理設計, 使各消化池具有最佳微生物生長環(huán)境. 水解酸化, 產氫產乙酸階段需要環(huán)境條件接近, 作為第一池(相)；把產甲烷階段作為第二池(相), 有加溫、攪拌、集氣裝置, 第二池容積小, 所以加溫攪拌能耗也少, 運行管理較方便等.,第三節(jié),廢水厭氧生物

16、處理反應器,厭氧生物處理,3 厭氧生物處理反應器 第一代厭氧反應器：第一代厭氧反應器由于無法對水力停留時間和污泥停留時間分離, 造成處理廢水的停留時間至少需要2030d, 因此處理污水效率低. 第二代厭氧反應器： 50 年代-厭氧接觸工藝，60 年代-厭氧濾池 (AF), 70年代-UASB 反應器, 標志著厭氧反應器的研究進入了新的時代.以這些反應器為代表的第二代厭氧反應器的共同特點,就是實現(xiàn)了污泥停留時間與水力停留時間相分離,從而提高了反應器內污泥的濃度.,厭氧生物處理,第三代厭氧反應器：高效厭氧反應器中不僅要分離污泥停留時間和水力停留時間,保持高的污泥濃度, 還應使進水與污泥之間保持充分

17、的接觸. 但是單純地改善混合狀況有時會出現(xiàn)污泥的流失, 因此為了解決這一問題,20 世紀90 年代以來國際上相繼開發(fā)出了以厭氧膨脹顆粒污泥床(EGSB), 內循環(huán)式厭氧反應器(IC), 厭氧上流污泥床/過濾器(UBF) 和厭氧序批式間歇反應器(ASBR)等為典型代表的第三代厭氧反應器.,厭氧生物反應器也可以根據微生物的生長狀態(tài)分為三類： 厭氧活性污泥：懸浮生長污泥 厭氧生物膜：附著生長污泥 厭氧污泥層：污泥形成顆粒污泥層。,厭氧生物處理,厭氧生物處理,3.1 化糞池 池內分3層, 上層浮渣(泥); 下層為污泥, 中間是水. 用來處理含糞便的污水, 遠離城市的賓館等污水.流量很小的場合. 生活污

18、水一般需經過化糞池處理.,Water Pollution Control Engineering,化糞池示意圖,厭氧生物處理,3.2 厭氧消化池 主要應用于處理城市污水廠的污泥，也可應用于處理固體含量很高的有機廢水；圓柱形或蛋形池, 有蓋子, 保持溫度、收集甲烷, 維持厭氧環(huán)境, 需要攪拌和加溫。 特點：水力停留時間長, 容積負荷低, 可處理SS大的廢水甚至有大塊物料的廢水, 結構較簡單, 固液分離在同池進行, 生物量小效率低下, 對無攪拌的反應器存在分層微生物與有機物接觸不足, 溫度不均勻等.,厭氧生物處理,(1) 傳統(tǒng)消化池： 傳統(tǒng)消化池又稱為低速消化池，在池內沒有加熱和攪拌裝置，所以有分

19、層現(xiàn)象，一般分為浮渣層、上清液層、活性層、熟污泥層等，其中只有在活性層中才有有效的厭氧反應過程在進行，因此在傳統(tǒng)消化池中只有部分容積有效； 傳統(tǒng)消化池的最大特點就是消化反應速率很低，HRT很長，一般為3090天.,厭氧生物處理,傳統(tǒng)消化池示意圖：,厭氧生物處理,(2) 高速消化池: 與傳統(tǒng)消化池不同的是，在高速消化池中設有加熱和/或攪拌裝置，因此縮短了有機物穩(wěn)定所需的時間，也提高了沼氣產量，在中溫（3035C）條件下，其HRT可以為15天左右，運行效果穩(wěn)定； 但攪拌使高速消化池內的污泥得不到濃縮，上清液與熟污泥不易分離。,厭氧生物處理,高速消化池示意圖:,厭氧生物處理,(3) 兩級串聯(lián)消化池:

20、 兩級串聯(lián)，第一級采用高速消化池，第二級則采用不設攪拌和加熱的傳統(tǒng)消化池，主要起沉淀濃縮和貯存熟污泥的作用，并分離和排出上清液；二者的HRT的比值可采用1 : 11 : 4，一般為1 : 2。,厭氧生物處理,兩級串聯(lián)消化池示意圖:,厭氧生物處理,3.3 厭氧生物濾池 60年代末，美國的Young和McCarty首先開發(fā)出厭氧生物濾池；1972年以后，厭氧生物濾池投入運行，處理的廢水的COD濃度范圍較寬，約在30085000mg/l之間，處理效果良好，運行管理方便. 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

21、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，廢水中的有機物被截留、吸附及分解轉化為甲烷和二氧化碳等。,厭氧生物處理,特點：由于填料, 微生物附著生長, 生物量大, 生物停留時間長, 耐沖擊負荷; 與消化池比, 強化傳質, 處理能力高; 污泥附著生長, 不容易流失, 出水SS低，無污泥回流和攪拌； 設備簡單操作容易方便等. 下部容易堵塞, 對SS高廢水不宜, 容易形成短路, 考慮廢水回流和預處理.,厭氧生物處理,根據廢水在厭氧生物濾池中的流向的不同，可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，即分別如下圖所示：,厭氧生物處理,3.4 厭氧

22、流化床 水底部進, 小固體顆粒填料為載體, 0.5mm左右, 需要回流使載體膨脹. 特點：比表面大, 微生物濃度大, 幾十克/L, 容積負荷大, 中溫達到2040kgCOD/m3d; 耐沖擊負荷運行穩(wěn)定; 流化能耗大, 需要載體.,填 料 層,進水,出水,CH4,厭氧生物處理,3.5 厭氧生物轉盤 與好氧生物轉盤同, 但需要密閉, 盤片全部浸沒在廢水中, 組成：盤片,反應槽(密封)、轉軸, 驅動裝置.,特點：微生物濃度大、負荷高; 不需水回流、污泥回流; 耐沖擊負荷; 盤片造價高.,轉動盤片,固定盤片,進水,出水,轉軸,CH4,反應槽,厭氧生物處理,3.6 厭氧擋板反應器 由厭氧生物轉盤發(fā)展的

23、, 若干擋板將水隔成升流, 降流交替, 相當于很多UASB組成, 進水濃度大需要回流.,特點：類似UASB和厭氧生物轉盤；污泥濃度大, 容積負荷高; 既存在顆粒污泥, 又存在生物膜, 耐沖擊負荷; 不容易堵塞; 不需載體, 不需攪拌. 缺點同厭氧生物轉盤, 盤片.,CH4,進水,出水,回流,擋板,厭氧生物處理,3.7 厭氧接觸法 (1) 原理:通過在反應器后設置沉淀池,將污泥回流到反應器以增加污泥濃度.,厭氧接觸法工藝流程,消化池,廢水,脫氣,沉淀池,剩余污泥,沼氣,回流污泥,厭氧接觸法工藝的特點是污泥回流，就使得消化池的HRT與SRT得以分離，即系統(tǒng)的污泥齡(SRT, 即 ) 下式計算： 厭

24、氧細菌生長緩慢，基本可不排放污泥，則Qw= 0，則：,厭氧生物處理,普通高速厭氧消化池，由于其Xe = X，所以其c = HRT，因此在中溫條件下，為了滿足產甲烷菌的生長繁殖，SRT要求2030d，因此高速厭氧消化池的HRT為2030d。 厭氧接觸工藝，由于X Xe，所以HRT SRT；而且X越大，則HRT可以越短, HRT可以縮短到幾小時 十幾小時.,厭氧生物處理,厭氧生物處理,(2) 厭氧接觸工藝本質： 屬于厭氧活性污泥工藝, 污泥懸浮生長. 沉淀池泥水分離困難 (?) 解決方法：真空脫氣, 使氣泡破裂; 熱交換急冷卻，以抑制產氣過程; 絮凝沉淀; 采用膜濾； 浮選 .,厭氧生物處理,(3

25、) 厭氧接觸工藝特點： 污泥濃度高，過高易造成污泥膨脹(類似好氧活性污泥); 容積負荷較高； 處理能力強, 適合處理高SS廢水, 無堵塞問題; 增加了回流、沉淀、脫氣等設備, 且脫氣困難, 抗沖擊負荷能力不強 .,厭氧生物處理,3.8 升流式厭氧污泥床(UASB Upflow Anaerobic Sludge Blanket) (1) UASB工藝原理：生物反應與沉淀一體, 反應器同時具有沉淀功能, 進水從下向上通過反應器, 底部存在污泥濃度很高活性很高的污泥層, 顆粒污泥層；上為懸浮污泥層, 兩污泥層為反應區(qū)。 三相分離器：氣液固分離. 形成顆粒污泥是UASB工藝的關鍵, 關于顆粒污泥的形成

26、機理.,厭氧生物處理,(2) UASB反應器結構： 進水分配系統(tǒng)： 配水均勻 反應區(qū)： 顆粒和懸浮污泥 三相分離： 作用等于沉淀池, 收集氣體,1)進水配水系統(tǒng)： 功能： 廢水均勻地分配到反應器底部； 水力攪拌； 2)反應區(qū)： 分為污泥床區(qū)和污泥懸浮區(qū), 污泥床區(qū)集中了高活性的顆粒污泥， 污泥懸浮區(qū)是絮狀污泥集中的區(qū)域. 3) 三相分離器： 功能: 將氣,固,液分開; 保證出水水質; 維持反應器內污泥量; 有利于污泥顆?；?,厭氧生物處理,UASB反應器外觀,厭氧生物處理,UASB反應器收集沼氣警示牌,厭氧生物處理,UASB反應器沼氣收集管,厭氧生物處理,沼氣,UASB反應器中間沉淀池表面有大

27、量的沼氣釋放！,厭氧生物處理,厭氧生物處理,(3). UASB工藝特點： 底部污泥濃度大, 水力停留時間短(接近好氧), 容積負荷高； 底部污泥以顆粒存在, 最大比重達1.041.08, 污泥顆?；笫狗磻鲗Σ焕麠l件的抗性增強, 所以耐沖擊負荷； 顆粒污泥的相對密度比人工載體小, 在一定的水力負荷下, 可以靠反應器內產生的氣體來混合, 可省去攪拌和回流污泥所需的設備和能耗；,厭氧生物處理,沉降良好的顆粒污泥避免了附設沉淀分離裝置, 輔助脫氣裝置和回流污泥設備, 簡化了工藝, 節(jié)約了投資和運行費用； 容積利用率高, 無堵塞問題；處理效果好; 需要分離器, 如果污泥膨脹則污泥流失； 啟動時間長,

28、 對水質要求, ( SS不能太高, 排泥少, 形成污泥密度低), 對N, P去除效果差; 操作管理要求高.,厭氧生物處理,(4) UASB反應器中的(顆粒)污泥: 顆粒污泥和懸浮污泥. 反應器底部是顆粒污泥,污泥濃度大; 反應器中部是懸浮污泥,污泥濃度較大.,UASB反應器內污泥濃度特征 A:水力負荷低 B:水力負荷高,厭氧生物處理,A,B,顆粒污泥的性質: 能在反應器內形成沉降性能良好、活性高的顆粒污泥是UASB反應器的重要特征，顆粒污泥的形成與成熟，也是保證UASB反應器高效穩(wěn)定運行的前提. (1)顆粒污泥的外觀 (2)顆粒污泥的組成 (3)顆粒污泥的培養(yǎng)馴化,厭氧生物處理,顆粒污泥,厭氧

29、生物處理,顆粒污泥層的形成與培養(yǎng)(反應器啟動): (1)最初的污泥負荷應低于0.10.2kgCOD/(kgSSd)； (2)廢水中原來存在和產生出來的各種揮發(fā)酸未能有效地分解之前，不應增加反應器負荷； (3)反應器內的環(huán)境條件應控制在有利于厭氧細菌繁殖的范圍內； (4)種泥量應盡可能多，一般應為1015kgVSS/m3； (5)控制一定的上升流速，允許多余的污泥沖洗出來，截留住重質污泥。,厭氧生物處理,形成顆粒污泥層的過程： 第一階段：啟動與提高污泥活性階段；有機負荷1kgCOD/（m3d），時間約11.5個月。 第二階段：形成顆粒污泥階段；有機負荷選擇13kgCOD/（m3d），顆粒逐漸成長

30、為直徑13mm左右的顆粒污泥，此階段11.5月。 第三階段：逐漸形成顆粒污泥層階段。反應器的有機負荷大于35kgCOD/（m3d），隨著負荷的提高，反應器的污泥總量逐漸增加，污泥層逐漸提高，顆粒污泥層需要34個月。,厭氧生物處理,顆粒污泥性質 1. 顆粒污泥的物理性質 (1)形狀不規(guī)則，一般呈球形或橢球形，直徑0.12mm左右，最大可達35mm；(2)顏色呈灰黑色或褐黑色；(3)相對密度一般為1.011.05左右；(4)污泥指數(shù)(SVI)與顆粒大小有關，顆粒污泥一般為10mL/gSS；(5)顆粒污泥在反應器中的沉降速率一般為0.30.8m/h； 2. 顆粒污泥的成分 含有微生物及分泌物外。一般

31、都含有惰性物質，還含有金屬離子。成熟的顆粒污泥，VSS/SS一般為7080，根據廢水性質可在3090。,厭氧生物處理,(5) UASB反應器中的結構設計 UASB反應器在一定程度上還屬于較新的廢水處理工藝技術，在實際應用過程中還存在著許多不確定因素，因此還沒有形成完善的工程設計的計算方法。 UASB反應器設計需要考慮的主要因素為： (1)廢水組成成分和固體含量；(2)有機容積負荷；(3)上升流速；(4)三相分離系統(tǒng)；(5)布水系統(tǒng)和水封高度等物理特性。,厭氧生物處理,廢水性質: 廢水溶解性COD越高,負荷可以越大;進水SS不宜高于6g/L. 上升流速: 上升流速相當于表面水力負荷(m3/m2

32、d), 考慮污泥的沉降性能.,有效容積及主要構造尺寸的確定： UASB反應器的有效容積，一般將沉淀區(qū)和反應區(qū)的總容積作為反應器的有效容積進行考慮，多采用進水容積負荷法確定，即： 式中：Q-廢水流量，m3/d； Si-進水有機物濃度，mgCOD/l； Lv -COD容積負荷，kgCOD/m3 d。,厭氧生物處理,UASB反應器的容積負荷與反應溫度、廢水性質和濃度以及是否能夠在反應器內形成顆粒污泥等多種因素有關，在不同的反應溫度下的進水容積負荷的選擇可參考如下數(shù)據：,厭氧生物處理,厭氧生物處理,三相分離器的結構 氣、固、液分離器又稱三相分離器，由沉淀區(qū)、集氣室(或稱集氣罩)和氣封組成，其功能是把氣

33、體(沼氣)、固體(微生物)和液體分離。 氣體被分離后進入集氣室(罩)，然后，固液混合液在沉淀區(qū)進行固液分離，下沉的固體藉重力由回流縫返回反應區(qū)。,厭氧生物處理,三相分離器的結構設計示意圖,厭氧生物處理,三相分離器的設計應考慮以下幾方面的因素： (1)沉淀器底部傾角應較大，可選擇4560 (2)沉淀器內最大截面的表面水力負荷應保持在us=0.7m3/m2d 以下，水流通過液固分離孔隙的平均流速應保持在u0=2m3/m2d 以下； (3)氣體收集器間縫隙的截面面積不小于總面積的1520; (4)對于高為57m的反應器，氣體收集器的高度應為1.52m; (5)b100200mm； (6)控制氣室 的水面高度及壓力。,厭氧生物處理,EGSB結構示意圖： 比UASB多出水循環(huán)系統(tǒng),膨脹的 顆粒污泥,三相分離器,CH4,進水,出水,3.9 厭氧膨脹顆粒污泥床 (Expanded Granular Sludge Bed,