[理学]第15章 污水的厌氧生物处理.ppt

淮海工学院 计算机科学系 二、实际产气率分析 在厌氧消化工艺中，实际产气率受物料的性质、工艺条件以及管理技术水平等多种因素的影响，在不同的场合，实际产气率与理论值会有不同程度的差异。 1.物料的性质 就厌氧分解等当量COD的不同有机物而言，脂类（类脂物）的产气量最多，而且其中的甲烷含量也高；蛋白质所产生的沼气数量虽少，但甲烷含量高；碳水化合物所产生的沼气量少，且甲烷含量也较低；从脂肪酸厌氧消化产气情况表明，随着碳键的增加，去除单位重量有机物的产气量增加，而去除单位重量COD的产气量则下降。 2．废水COD浓度 废水的COD浓度越低，单位有机物的甲烷产率越低，主要原因是甲烷溶解于水中的量不同所致。因此，在实际工程中，高浓度有机废水的产气率接近理论值，而低浓度有机废水的产气率则低于理论值。 3．沼气中的甲烷含量 沼气中的甲烷含量越高，其在水中的溶解度越大。故甲烷的实际产气率越低。 4．生物相的影响 产气率还与系统中硫酸盐还原菌及反硝化细菌等的活动有关。若系统中上述菌较多，则由于这些菌会与产甲烷菌争夺碳源，从而使产气率下降。 5．工艺条件影响 对同种废水，在不同的工艺条件下，其去除单位重量COD的产气量不同。详细讨论参阅本章第二节。 6．去除的COD中用于合成细菌细胞所占的比例 对于等当量COD的不同有机物，厌氧消化时用于细菌细胞合成的系数有一定的差异，故产气率不是常量。去除的COD中用于合成细菌细胞所占的比例越大，则分解用以产生甲烷的比例将越小，从而去除1kgCOD的甲烷产量越低。一般情况下，变幅小于10％。 为此，对厌氧生物滤池采取如下改进： （1）出水回流，使进水有机物浓度得以稀释，同时提高池内水流的流速，冲刷滤料空隙中的悬浮物，有利于消除滤池的堵塞； （2）部分充填载体：为了避免堵塞，仅在滤池底部和中部各设置一填料薄层，空隙率大大提高，处理能力增大； （3）采用平流式厌氧生物滤池：滤池前段下部进水，后段上部溢流出水，顶部设气室，底部设污泥排放口，使沉淀悬浮物得到连续排除； （4）采用软性填料：软性填料空隙率大，可克服堵塞现象。 优点 （1）由于填料为微生物附着生长提供了较大的表面积，滤池中的微生物量较高，又因生物膜停留时间长，平均停留时间长达100天左右，因而可承受的有机容积负荷高，COD容积负荷为2～16 kgCOD/(m3·d)，且耐冲击负荷能力强； （2）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； （3）微生物固着生长为主，不易流失，因此不需污泥回流和搅拌设备； （4）启动或停止运行后再启动比前述厌氧工艺法时间短； （5）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。滤池的清洗也还没有简单有效的方法。 缺点 4、厌氧流化床 厌氧流化床是借鉴流态化技术的一种生物反应装置。它以小粒径载体为流化粒料，废水作为流化介质，当废水以升流式通过床体时，与床中附着于载体上的厌氧微生物膜不断接触反应，达到厌氧生物降解目的，产生沼气，于床顶部排出。 图15-7厌氧流化床工艺流程 （1）载体颗粒细，比表面积大，可高达2000～3000m2/m3左右，使床内具有很高的微生物浓度，因此有机物容积负荷大，一般为10～40kgCOD/m3·d，水力停留时间短，具有较强的耐冲击负荷能力，运行稳定； （2）载体处于流化状态，无床层堵塞现象，对高、中、低浓度废水均表现出较好的效能； （3）载体流化时，废水与微生物之间接触面大，同时两者相对运动速度快，强化了传质过程，从而具有较高的有机物净化速度； （4）床内生物膜停留时间较长，剩余污泥量少； （5）结构紧凑、占地少以及基建投资省等。 优点 缺点 （6）但载体流化耗能较大，且对系统的管理技术要求较高。 为了降低动力消耗和防止床层堵塞，可采取如下措施： （1）间歇性流化床工艺，即以固定床与流化床间歇性交替操作。固定床操作时，不需回流，在一定时间间歇后，又启动回流泵，呈流化床运行； （2）尽可能取质轻、粒细的载体，如粒径20～30 μm、相对密度1.05～1.2g/cm3的载体。保持低的回流量，甚至免除回流就可实现床层流态化。 5、厌氧生物转盘和挡板反应器 厌氧生物转盘的构造与好氧生物转盘相似，不同之处在于盘片大部分 (70％以上)或全部浸没在废水中，为保证厌氧条件和收集沼气，整个生物转盘设在一个密闭的容器内。 厌氧生物转盘 (1) 构造 由盘片、密封的反应槽、转轴及驱动装置等组成。 图15-8 厌氧生物转盘构造图 对废水的净化靠盘片表面的生物膜和悬浮在反应槽中的厌氧菌完成，产生的沼气从反应槽顶排出。 (2) 运行 由于盘片的转动，作