水污染控制工程第7章.ppt

第七章 污水的厌氧生物处理 厌氧工艺的发展历史 1881年2月，法国《宇宙》，莫拉斯（Mouras）将简易沉淀池加以改进而得到的“自动净化器”。 1895年，英国卡麦隆（Cameron）获得腐化池专利。 1899年，美国Clark提出应将污泥和水分离，再将污泥隔绝空气消化的想法。 1904年，首先在英国汉普敦建成了双层沉淀池，将沉淀池下部改变为消化室。 主要优点有： (a)能量需求大大降低，还可产生能量； (b)污泥产量极低，沉降性好； (c)被降解的有机物种类多，应用范围广，主要用于处理高浓度有机废水，也可用于处理低浓度有机废水，也能处理某些好氧微生物难降解的物质； (d)对水温的适应范围广； (e)有机容积负荷率高； (f)营养盐类需要量少。 厌氧法与好氧法的比较 §6.1 厌氧生物处理的基本原理 传统上，污泥在脱水作最后处置前进行厌氧处理，称为污泥消化，“消化”也常作为厌氧处理的简称。早期的厌氧处理都是针对污泥消化的。 厌氧的反应过程大致可以分为几个步骤：水解；酸化；乙酸化；甲烷化。 产生气味的原因是原水中的N、S被还原为H2S、NH3等。 厌氧呼吸 厌氧呼吸是在没有氧分子的情况下进行的生物氧化。厌氧微生物只有脱氢酶系统，没有氧化酶系统。 反应最终受体是氧以外的有机物或无机物。 根据最终受体不同，分为：发酵和无氧呼吸。 影响因素（针对产气步骤） 温度：低温消化（15－20℃），中温消化（35-38℃），高温消化（52-55℃），工艺中应采取保温及温控措施。 pH：甲烷菌适宜pH：6.8-7.2， 碳氮比C/N：一般要满足COD:N:P=800:5:1即可，实际处理液的C/N 以(10－20):1为宜。缺氮磷可以通过施加化肥达到目的。 硫化物：甲烷菌最佳生长需要11.5mg/L的硫（以H2S计）。目前高负荷反应器硫化物可以达到150－200mg/L。 有毒物质：尤其是重金属的毒害作用很大 搅拌和混合：要求适合的搅拌速度。 污泥泥龄：较长的泥龄有利于厌氧微生物繁殖生存。 §6.2 污水的厌氧生物处理方法 普通消化池 常采用圆柱形或蛋形。 中温或高温消化时，需要对料液进行加热。 为保持池内温度均匀，利于沼气释放，需要搅拌，一般每隔2－4小时搅拌一次。 为节省能源，可采用二级消化工艺， 二级消化池与普通消化池相同，但是不设搅拌，相当于沉淀池。 普通消化池 洛杉矶Hyperion污水处理厂蛋型厌氧消化池 旧金山Oceanside水污染控制厂之蛋型厌氧消化槽池 北京市高碑店污水处理厂污泥消化池 被称为“涤污手雷”的兰州市安宁污水处理厂 水解反应器 优点： 不需要密封，搅拌，三相分离器 出水可生化性好，减少后续反应时间 出水没有不良气味 池体积小，节省基建费用 污泥量少，污水、污泥一次性处理，不需要中温消化。 水解-好氧联合处理工艺流程 水解酸化池一般不曝气，设填料 厌氧接触法 存在问题及解决方法 厌氧生物滤池(AF升流式，DSFF降流式) 填料的选择 填料是厌氧生物滤池的主体，要满足以下条件： 比表面极大；表面粗糙；保证机械强度；价格低廉；选择合适的形状、空隙度和颗粒尺寸； 常用填料基本上与好氧接触氧化工艺基本相同，主要有: 实心块状填料：如碎石、砾石等，容易发生堵塞和短流。 空心填料：多用塑料制成，呈圆柱形或球形，可以减少滤料层的堵塞现象。 蜂窝或波纹板填料：塑料波纹板和蜂窝填料，质量轻、稳定，不易堵塞。 软性或半软性填料：半软性聚乙烯、弹性聚苯乙烯滤料，软性尼龙纤维滤料。比表面积和空隙率较大。 厌氧生物转盘 升流式厌氧污泥床（UASB） UASB工艺控制 厌氧颗粒污泥 UASB顶部集气管 施工中的UASB Echuca Wastewater Treatment Plant Treatment Performance 我国部分USAB反应器运行数据 IC反应器处理啤酒废水 厌氧膨胀床(EGSB)和厌氧流化床(UFB) The expanded granular sludge bed (EGSB) reactor EGSB反应器工业应用情况 产酸菌和产甲烷菌的特性 厌氧转化过程的相分离理论 厌氧折流反应器（ABR） 厌氧折流反应器（ABR） 厌氧折流反应器（ABR）优点 ABR反应器与其他反应器性能比较 ABR运行中注意的问题 回流：稀释进水中的有毒物质，提高前段pH，减少泡沫。 低浓度废水：采用短HRT。 高浓度废水：采用长HRT。 高SS废水：增大第一室容积，截留SS。 温度：35-25℃之间降温没有影响。但低于25度将使反应速度降低。 部分厌氧处理工艺的比较 §6.3厌氧生物处理法的设计 设计内容包括： 流程和设备的选择： 　　处理工艺和设备的选择；消化温度；采用单级或两级消化等。 反应器和构筑物的构造和容积的