6厌氧生物处理ok汇总.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,六 厌氧生物处理,第,1,节 概述,第,2,节 厌氧生物处理基本原理,第,3,节 厌氧微生物生态学,第,4,节 厌氧消化池,第,5,节 现代高速厌氧生物反应器,第,6,节 厌氧生物处理工艺的运行管理,第一节 概述,（一）厌氧生物处理的发展,(1),厌氧生物处理的发展可分为三个时期：,1,）,20,世纪,20,年代前，主要用于废水和粪便处理，,代表性构筑物是化粪池和法国的自动净化池。特点是停留时间长，出水水质差。,2,）,随着好氧工艺的发展（反应快），厌氧生物处理主要用于污泥的稳定，主要用于污泥消化,。,3,）随着能源危机的出现，厌氧生物处理在,20,世纪,70,年代后得到快速的发展，,出现了有机负荷和处理效率高的厌氧生物处理工艺，用于处理高浓度有机废水。,(,二,),、厌氧生物处理工艺的发展简史,1881,年，法国，,Louis Mouras,，,“,自动净化器,”,；,处理城市污水的化粪池、双层沉淀池等,处理剩余污泥的各种厌氧消化池等；,HRT,很长、处理效率很低、浓臭的气味等；,70,年代后，能源危机，,现代高速厌氧反应器，,厌氧消化工艺开始大规模地应用于废水处理；,厌氧接触法,（,Anaerobic Contact Process,）,厌氧滤池,（,Anaerobic Filter,、,AF,）,上流式厌氧污泥层（床）反应器,(Upflow Anaerobic Sludge Blanket(Bed),、,UASB,),厌氧流化床,(Anaerobic Fluidized Bed,、,AFB),厌氧附着膜膨胀床,(Anaerobic Attached Film Expanded Bed,、,AAFEB),厌氧生物转盘,（,Anaerobic Rotated Biological Disc,、,ARBD,）,挡板式厌氧反应器（,Anaerobic Baffled Reactor,、,ABR,）,90,年代以后，在,UASB,反应器基础上又发展起来了,EGSB,和,IC,反应器,；,采取,相分离技术，开发出两相厌氧反应器；,EGSB,反应器，处理低温低浓度的有机废水；,IC,反应器，处理高浓度有机废水，可达到更高的有机负荷。,两相厌氧反应器，发挥不同厌氧菌群的各自特点。,现代高速厌氧反应器的主要特点：,HRT,与,SRT,分离，,SRT,相对很长，,HRT,则较短，反应器内生物量很高，,使处理效率接近好氧处理效率。,HRT,大大缩短，有机负荷大大提高，处理效率也大大提高；,现代,两相厌氧反应器,的主要特点：,厌氧细菌可分为产酸菌和产甲烷菌,2,大类，利用厌氧细菌的特点，采取相分离技术，开发出两相厌氧反应器，发挥不同厌氧菌群的各自特点，在各自的反应器中优化菌群功能，提高处理效率。,（三）厌氧生物处理的主要特征,主要优点：,能耗低，且还可回收生物能（沼气）；,低营养比：,BOD,5,:N:P=200:5:1,污泥产量低；,厌氧微生物的增殖速率低，,产酸菌的产率系数,Y,为,0.150.34kgVSS/kgCOD,，,产甲烷菌的产率系数,Y,为,0.03kgVSS/kgCOD,左右，,好氧微生物的产率系数约为,0.50.6kgVSS/kgCOD,。,厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的某些有机物进行降解或部分降解；,主要缺点：,反应过程较为复杂,厌氧消化是由多种不同性质、不同功能的微生物协同工作的一个连续的微生物过程；,对温度、,pH,等环境因素较敏感；,水质浓度低时产生甲烷的热量不足以使水温加热到,35,；,气味较大；,含有,SO,4,的废水会产生硫化物和气味；,为增加反应器内生物量，启动时间长（约数月）；,出水有机物浓度高，出水水质不能满足排放到地表水体的要求；,，需进一步利用好氧法进行处理。,（四）厌氧生物处理工艺的应用现状,1,）,应用于高浓度和难降解有机废水的处理，通过与后续好氧工艺联用,，使出水水质满足排放要求。,如高浓度淀粉废水,COD20000mg/L,，直接采用好氧处理，则运行费用很高，经过厌氧处理后出水,COD,降到,3000mg/L,左右，再采取好氧处理，就可以节省运行费，厌氧过程也回收甲烷。,单位,COD,甲烷产率：,1gCOD,生成,350mLCH,4,2,）用于污泥厌氧消化稳定污泥,污泥厌氧消化是污泥稳定的最重要的手段，污泥有机质稳定的同时，灭活了病原微生物，也回收了甲烷气体。在世界范围内得到广泛的应用。,3,）有机垃圾的厌氧消化。,传统垃圾处理方式是填埋、焚烧、和堆肥，对于有机垃圾采取厌氧发酵的方式，是一种新的尝试，可以保证污染物的稳定，减少污染，并回收能源气体，当然有机垃圾厌氧消化由于运行费用较高（温度要求、搅拌），应用仍较少。,4,）秸秆等生物质的资源化。,为提高秸秆等生物质资源的能量利用率，可将生物质厌氧发酵产沼气。,（五）厌氧生物处理工艺的发展方向,1,）提高处理能力，提高反应器厌氧微生物量。,2,）充分发挥不同类型厌氧菌功能，优化两相厌氧技术,3,）优化反应器流态，促进颗粒污泥形成，提高反应器厌氧微生物量，提高能源气体回收效率。,第二节 厌氧生物处理基本原理,废水的厌氧生物处理（厌氧消化）是指在无氧条件下，借助厌氧微生物的新陈代谢作用分解废水中的有机物质，并使之转变成为小分子的无机物质（主要是,CH,4,、,CO,2,、,H,2,S,等气体）的处理过程。,（一）经典厌氧消化过程（,2,阶段理论）：,（,1,）酸性发酵阶段：即由发酵性细菌把复杂的有机物进行水解和发酵（酸化），形成脂肪酸（挥发酸）、醇类、,CO2,和,H2,等。,（,2,）碱性或甲烷发酵阶段，由产甲烷细菌将第一阶段的一些发酵产物进一步转化为,CH,4,和,CO,2,的过程。,（二）,3,阶段理论,1979,年研究针对产甲烷菌和产乙酸菌的研究，认为,产甲烷菌不能利用除乙酸、,CO2/H2,和甲醇外的大分子有机酸和醇,，大分子大分子有机酸和醇需经过产氢产乙酸菌的作用转化为乙酸、,CO2,和,H2,后被产甲烷菌利用。,1,）水解和发酵阶段,在该阶段，复杂有机物在厌氧菌胞外酶的作用下，首先被分解为简单有机物，如纤维素经过水解转化为简单的糖类；蛋白质转化为简单的氨基酸；脂肪类转化为脂肪酸和甘油；（水解）,然后，这些简单有机物在产酸菌的作用下经厌氧发酵和氧化转化为乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类等。,参与这个阶段的水解发酵细菌主要是厌氧菌和兼性厌氧菌。,2,）产氢产乙酸阶段,在该阶段，产氢产乙酸菌把除乙酸、甲酸、甲醇外的第一阶段的中间产物如丁酸等转化为乙酸和氢，并有,CO2,产生。,3,）产甲烷阶段,产甲烷阶段是由严格的专性厌氧菌（产甲烷菌）将上一阶段的小分子酸、醇,CO2,和氢气转化为甲烷的过程。,产甲烷菌对,pH,、,ORP,、温度、碱度等都有严格的要求，因此常是厌氧生物处理过程的限速步骤,。,（三）,4,阶段理论,在,3,阶段理论基础上，除产乙酸菌作用外，理论研究增加了同型产乙酸阶段。,同型产乙酸阶段,同型产乙酸菌利用,H,2,和,CO2,合成乙酸，这时产乙酸量较少。,（四）其他厌氧生物处理过程,硫酸盐还原过程：,又叫硫酸盐呼吸或反硫化作用,1.,定义：在厌氧条件下，化能异养型,硫酸菌还原细菌利用废水中的有机物作为电子供体，将氧化态硫化物还原为硫化物的过程。,2.,硫酸盐在处理中的危害：,（,1,）与产甲烷菌竞争底物，抑制产甲烷菌的生成。,（,2,）,H,2,S,对产甲烷菌和其他厌氧细菌抑制。影响沼气产量和利用。,3.,解决办法：,用两相厌氧生物处理工艺中的产酸相先期还原硫酸菌,。,（一,),影响产酸细菌的主要生态因子,pH,值：影响代谢速度及生长速度，并且影响发酵类型。,最适范围,67,，,2.,氧化还原电位,(ORP):,影响生物种群中专性厌氧和兼性厌氧细菌的,比例，最适范围,200mV,至,300mV,3.,碱度,:,保证系统具有良好的缓冲能力，避免,pH,过低而导致某些厌氧,细菌受到抑制。,4.,温度：影响厌氧微生物的生长及代谢速率，最佳,35,摄氏度。,5.,水力停留时间和有机负荷：与处理水质有关，一般有机负荷,5,60kgCOD/m3.d,都可发挥较好；负荷不同影响末端产物及酸转化化效率。,第三节 厌氧微生物生态学,(,二）影响甲烷细菌的主要生态因子,1,）,pH:,产甲烷菌对,pH,有严格要求，最适合,6.5-7.5,2,）,ORP,：无氧环境使产甲烷菌的要求，最适合,ORP,300,500mv,。,3,）温度因素,1,、中温（,30-36,）,2,、高温（,50-53,）,4,）搅拌,加速热传均匀底物供给将底物传质到细菌表面提高负荷；搅拌与不搅拌：产气量增加,30%,5,）有机负荷率,:,过大会酸化，和水质有关,6,）生物量：如,UASB,中平均污泥浓度,30,50g/L,，是好氧池 的,10,20,倍，从而使厌氧生物效率显著提高。,7,）碱度,产甲烷细菌对碱度要求较高，,总碱度一般控制在,2000,3500mg/l,第,4,节 厌氧消化池,厌氧消化发展的第二阶段，,厌氧消化作为剩余污泥处理的主要手段，,SRT,仍约等于,HRT,，污泥浓度受限,1927,年，加热装置；,随后，机械搅拌器；,50,年代初，沼气循环搅拌装置；,高速消化池，至今仍是污泥处理的主要技术。,一、消化池的类型与构造,主要应用范围：,处理剩余污泥，,处理固体含量很高的有机废水；,主要作用：,将部分有机物转变为,沼气,；,将部分有机物转化成,稳定,性较好的腐殖质；,提高污泥的,脱水性能,；,可减少污泥体积,1/2,以上；,灭活致病微生物。,1,、消化池的分类：,按形状：,圆柱形,、,椭圆形,（卵形）和龟甲形；,按池顶结构：固定盖式和浮动盖式；,按运行方式：传统消化池和高速消化池。,A,、传统消化池：,又称低速消化池，无加热和搅拌装置；,有分层现象：只有部分容积有效；,消化速率很低，,HRT,很长（,3090,天）。,熟污泥,上清液,沼气,生污泥,浮渣层,上清液层,反应层,熟污泥层,沼气气室,B,、高速消化池,设有加热和搅拌装置；,缩短了,HRT,，提高了沼气产量，在中温（,3035,C,）条件下，一般消化时间为,15,天左右，运行稳定；,但搅拌使高速消化池内的污泥得不到浓缩，上清液不能分离。,C,、两级消化池,两级串联，第一级是高速消化池，第二级则不设搅拌和加热，主要起沉淀浓缩和贮存的作用，并能分离上清液；,二者的,HRT,的比值可采用,1:1 4:1,，一般为,2:1,。,（二）厌氧消化池中的加热,池内蒸汽直接加热：,设备简单，局部污泥易过热，会影响厌氧微生物的正常活动，并会增加污泥含水率；,池外加热：,把污泥预热后投配到消化池中，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利；但设备较复杂。,青岛市团岛污水厂污泥消化池,三,、沼气的收集与利用,污泥和高浓度有机废水进行厌氧消化时均会产生大量沼气；,沼气的热值很高（一般为,2100025000,kJ/m,3,，即,50006000,kCal/m,3,），是一种可利用的生物能源。,1,、污泥消化过程中沼气产量的估算：,沼气组成成分：,CH,4,：,5070%,，,CO,2,：,2030%,，,H,2,：,25%,，,N,2,：,10%,，,H,2,S,：微量；,沼气产率：,每处理单位体积生污泥所产生的沼气量，,即,m,3,沼气,/m,3,生污泥；,第六节 现代高速厌氧反应器,一、厌氧接触法工艺,二、厌氧滤池工艺,三、上流式厌氧污泥床（,UASB,）工艺,四、其它厌氧工艺,70,年代末，通过大量的研究工作成功地开发了多种新型的厌氧生物处理工艺。,高效厌氧处理系统必须满足三个条件：,a.,能够保持大量的厌氧污泥和足够长的污泥龄；,b.,保证进水与污泥之间有充分的接触；,c.,有良好的气水分离装置。,现代高速厌氧反应器的产生与发展,厌氧消化技术发展上的第三个时期；,1955,年，,Schroepter,首先提出了厌氧接触法,参考活性污泥法，增设二沉池和污泥回流系统；,处理能力提高，应用于食品包装废水的处理；,标志着厌氧技术应用于有机废水处理的开端。,随后,:,AF,(Anaerobic Filter),、,UASB,(Upflow Anaerobic Sludge Blanket),、,AAFEB,(Anaerobic Attached Film Expanded Bed),、,AFB,(Anaerobic Fluidized Bed),等,现代高速厌氧反应器的主要特点：,HRT,与,SRT,分离，,SRT,相对很长，,HRT,则较短，反应器内生物量很高，,使处理效率接近好氧处理效率。,HRT,大大缩短，有机负荷大大提高，处理效率也大大提高；,一、厌氧接触法（,Anaerobic Contact Process,）,1,、厌氧接触法的工艺流程,2,、厌氧接触法的特点,污泥回流是其最大的特点；,污泥回流使得,HRT,与,SRT,分离：,厌氧反应器产泥量很少，几乎不排剩余污泥，则,Q,w,=0,，,则有：,2,、厌氧接触法的特点,在普通高速厌氧消化池中,，,X,e,=X,，,所以：,c,=SRT,HRT,，,因此在中温条件下，为了满足产甲烷菌的生长，,SRT,要求,2030d,，因此高速厌氧消化池的,HRT,为,2030d,。,对于厌氧接触法，由于,X X,e,，所以,HRTSRT,；,X,越大，,X,e,越小，则,HRT,就可越短。,与普通厌氧消化池相比，厌氧接触法的特点有：,污泥浓度高，一般为,510 gVSS/l,；,有机容积负荷高，,中温，,COD,负荷,16 kgCOD/m,3,.d,，去除率为,7080%,；,BOD,5,负荷,0.52.5 kgBOD/m,3,.d,，去除率,8090%,；,出水水质较好；,流程较复杂；,适合于处理悬浮物和有机物浓度很高的废水。,厌氧接触法存在的问题,最大的问题是污泥的沉淀：,污泥上附着有小气泡；,二沉池中污泥易上浮。,改进措施：,真空脱气设备（真空度为,500mmH,2,O,）；,增加热交换器，使污泥骤冷，暂时抑制厌氧污泥的活性。,二、厌氧生物滤池,1,、厌氧生物滤池的工艺特征,60,年代末，美国，,Young,和,McCarty,1972,年，第一座生产性,AF,投入运行,与好氧生物滤池相似，厌氧生物滤池是装填有滤料的厌氧生物反应器，在滤料的表面形成了以生物膜形态生长的微生物群体，在滤料的空隙中则截留了大量的悬浮生长的微生物，废水通过滤料层,(,上向流或下向流,),时，有机物被截留、吸附及分解。,2,、厌氧生物滤池的构造特征,升流式厌氧生物滤池,进水,沼气,出水,填料,布水系统,其它形式的厌氧生物滤池,降流式厌氧生物滤池,进水,沼气,出水,填料,布水系统,其它形式的厌氧生物滤池,升流式混合型厌氧生物滤池,进水,沼气,出水,填料,布水系统,(4),、厌氧生物滤池的运行特征：,生物膜厚度约为,14,mm,；生物固体浓度沿滤料层高度而有变化；,适合于处理多种类型、浓度的有机废水，,有机负荷为,0.216,kgCOD/m,3,.d,；,当进水浓度过高时，应采用出水回流的措施：,减少碱度的要求；,降低进水,COD,浓度；,增大进水流量，改善进水分布条件。,厌氧生物滤池的优缺点：,优点：,生物固体浓度高，有机负荷高；,SRT,长，可缩短,HRT,，耐冲击负荷能力强；,启动时间较短，停止运行后的再启动较容易；,无需回流污泥，运行管理方便；,运行稳定性较好。,缺点：,体积利用率较低，滤料易堵塞,三、上流式厌氧污泥床,(UASB),反应器,Upflow Anaerobic Sludge Bed Reactor,简称,UASB,反应器；,70,年代，荷兰,Wageningen,农业大学，,Lettinga,教授,世界范围内厌氧工艺的应用情况,（截止,1999,年,3,月共,1303,个项目）,1 USAB,工艺的工作原理,升流式厌氧污泥床集生物反应与沉淀于一体的厌氧反应器，污水从下部流入，通过布水系统、厌氧颗粒污泥层、三相分离器，污水从上部溢流堰流出。,2,、,UASB,反应器的工艺特征：,在反应器的上部设置了气、固、液三相分离器；,在反应器底部设置了均匀布水系统；,反应器内的污泥能形成颗粒污泥：,直径为,0.10.5cm,，湿比重为,1.041.08,；,具有良好的沉降性能和很高的产甲烷活性。,污泥浓度可达,50gVSS/l,以上，污泥龄一般为,30,天以上；,水力停留时间大大缩短，具有很高的容积负荷；,适于处理高、中浓度有机工业废水，也可以处理低浓度城市污水；,将生物反应与沉淀分离集中在一个反应器内，结构紧凑；,无需设置填料，节省费用，提高容积利用率。,3,、,UASB,反应器的型式,断面形状多为圆形或矩形，矩形断面便于三相分离器的设计和施工；,常为钢结构或钢筋混凝土结构；,一般不加热；多采用保温措施；必须采取防腐措施。,主要有两种型式：,1,）开敞式,UASB,反应器,2,）封闭式,UASB,反应器,1,）开敞式,UASB,反应器,顶部不加密封，或仅加一层不密封的盖板；,多用于处理中低浓度的有机废水；,构造较简单，易于施工安装和维修。,2,）封闭式,UASB,反应器,顶部加盖密封,;,在液面与池顶之间形成了气室；,适用于处理高浓度的有机废水；,其池顶可以做成浮盖式。,4,、,UASB,反应器中的颗粒污泥,能形成沉降性能良好、活性高的颗粒污泥是,UASB,反应器的重要特征；,颗粒污泥的形成与成熟，是保证,UASB,反应器高效稳定运行的前提。,颗粒污泥的形成与培养；,颗粒污泥的理化性质与微生物组成；,颗粒污泥的微观结构；,颗粒污泥的微生物分布,颗粒污泥基本成熟后的扫描电镜照片（运行第,120,天）,颗粒污泥的培养条件,一般需要,13,个月；,可分为：启动期、颗粒污泥形成期、颗粒污泥成熟期；,接种污泥的选择；,维持稳定的环境条件，如温度、,pH,值等；,污泥负荷,0.050.1 kgCOD/kgSS.d,，,容积负荷应小于,0.5 kgCOD/m,3,.d,；,保持反应器中低的,VFA,浓度；,表面水力负荷应大于,0.3 m,3,/m,2,.d,，淘汰絮状污泥；,进水中可适当提供无机微粒，如钙和铁，同时应补充微量元素,(,如,N,i,、,C,o,、,M,o,),（,2,）颗粒污泥的,理化性质,外观及颜色：,粒径：,沉速：,影响因素：,基质类型或进水水质；,运行工况,负荷、温度、,pH,值；,1,）颗粒污泥的外观：,形状多种多样，呈卵形、球形、丝状等；,平均直径为,1 mm,一般为,0.12 mm,，最大可达,35 mm,；,颜色多为黑色、灰色、灰白色，其它还有淡黄色、暗绿色、红色等；,（,2,）颗粒污泥的组成,各类微生物、无机物、胞外多聚物等，,VSS/SS,一般为,7090%,；,主体是微生物，包括,水解发酵菌,、,产氢产乙酸菌,、,产甲烷菌,，或,硫酸盐还原菌,等，细菌总数为,1410,12,个,/gVSS,；,优势产甲烷菌有：,索氏甲烷丝菌,、马氏和巴氏,甲烷八叠球菌,等；,C,、,H,、,N,的比例：,C,：,4050%,、,H,：,7%,、,N,：,10%,；,灰分含量受接种污泥、进水水质等的影响，为,855%,；其中的,FeS,、,Ca,2+,等对于颗粒的稳定性有着重要的作用。,（,3,）颗粒污泥的微观结构,颗粒污泥实际上是一种生物与环境条件相互依存和优化的生态系统，各种细菌形成了一条完整的食物链，有利于种间氢和种间乙酸的传递，因此其活性很高。,成层分布，即外层中占优势的细菌是水解发酵菌，而内层则是产甲烷菌；,层状结构,孔穴与通道结构,层状结构,孔穴与通道结构,5,、,UASB,反应器的设计计算,尚无完整的工程设计计算方法；,主要内容有：,池型选择，有效容积的确定以及主要部位的尺寸；,设计进水配水系统、出水系统和三相分离器等；,其它：排泥和排渣系统等。,1,）,UASB,反应器容积的确定：,UASB,反应器的有效容积,(,包括沉淀区和反应区,),多采用进水容积负荷法确定，即：,Q,废水流量，,m,3,/d,；,S,i,进水有机物浓度，,mgCOD/l,；,L,v,COD,容积负荷，,kgCOD/m,3,.d,容积负荷与反应温度、废水性质和浓度以及是否形成颗粒污泥有关；,对于食品工业废水或与之性质相近的废水，一般可形成颗粒污泥，在不同的反应温度下的进水容积负荷如下：,UASB,容积负荷的确定：,温度,（,0,C,）,设计容积负荷,（,kgCOD/m,3,.d,）,高温,2030,中温,1020,常温,510,低温,25,2,）进水配水系统的设计：,脉冲式布水与连续流布水,底部穿孔管与分枝管,上部一管一孔式配水,UASB,反应器的布水装置,脉冲式布水,UASB,反应器的布水装置,上配水,3,）三相分离器的设计,三相分离器的基本构造,三相分离器的设计方法,沉淀区的设计：,表面负荷应小于,1.0m,3,/m,2,.d,；,集气罩斜面的坡度应为,5560,；,沉淀区的总水深应不小于,1.5m,，,沉淀区的停留时间为,1.52.0h,。,回流缝的设计：,气液分离的设计：,四、其它厌氧生物处理工艺,厌氧膨胀床和厌氧流化床,厌氧挡板反应器,两相厌氧消化工艺,厌氧生物转盘,（一）厌氧膨胀床和厌氧流化床,Anaerobic(Attached Film)Expanded Bed&Anaerobic Fluidized Bed Reactors,(AAFEB&AFB),1,、反应器的基本结构,进水,出水,沼气,出,水,回,流,颗粒生物膜,膨胀床,悬浮污泥区,三相分离器,沉降区,布水系统,载体与流化,载体：固体颗粒，如：,石英砂,、,陶粒,、活性炭、无烟煤和沸石等，粒径一般为,0.21mm,；,出水回流使载体颗粒膨胀或流化；,膨胀床,床体内载体略有松动，载体间空隙增加但仍保持互相接触；,流化床,上升流速大，使载体可在床体内自由运动而互不接触。,2,、主要特点：,主要优点：,细载体的比表面积大，生物浓度很高（,30gVSS/l,）；,有机负荷高（,1040kgCOD/m,3,.d,），,HRT,较短；,较好的耐冲击负荷的能力，运行稳定；,载体处于膨胀或流化状态，可防止载体堵塞；,生物固体停留时间较长，运行稳定，剩余污泥量少；,可应用于高浓度有机废水或低浓度的城市废水。,主要缺点：,载体的流化耗能较大；,系统的设计运行要求高。,(,二,),厌氧挡板反应器,1,、工艺流程：,垂直挡板将反应器分隔为数个上向流和下向流室。,出水,升流区,沼气,进水,降流区,污泥层,气室,垂直折流挡板厌氧反应器的结构示意图,进水,出水,沼气,沉渣及剩余污泥,内套筒,中套筒,填料,气室,沉淀区,出水槽,(,二,),厌氧挡板反应器,2,、主要特点：,与厌氧生物转盘相比，可省去转动装置；,与,UASB,相比，可不设三相分离器而截流污泥；,启动运行时间较短，运行较稳定；,不需设置混合搅拌装置；,不存在污泥堵塞问题。,(,二,),厌氧挡板反应器,3,、应用情况：,多处于小试阶段；,McCarty,的研究结果：,数据组,1,2,3,4,进水,COD,浓度,(g/l),7.3,7.6,8.1,8.3,水力负荷,(m,3,/m,3,.d),0.5,1.1,1.1,1.3,回流比,0.0,0.4,2.3,2.0,有机物负荷,(kgCOD/m,3,.d),3.5,8.3,9.0,10.6,COD,去除率,(%),90,82,78,91,产气率,(m,3,/m,3,.d),2.3,4.5,4.3,6.9,甲烷含量,(%),70,56,56,53,出水挥发酸浓度,(g/l),0.34,0.8,0.7,0.4,（三）两相厌氧消化工艺,1,、工艺流程与特点：,产,酸,相,产,甲,烷,相,出水,进水,（三）两相厌氧消化工艺,70,年代后，随着厌氧,微生物学研究,不断深入应运而生的；,着重于,工艺流程,的变革，而非反应器构造的变革；,在单相反应器中，存在着脂肪酸的产生与被利用之间的平衡，维持两类微生物之间的协调与平衡十分不易；,两相厌氧消化工艺就是为了克服单相厌氧消化工艺的上述缺点而提出的；两个反应器中分别培养发酵细菌和产甲烷菌，并控制不同的运行参数，使其分别满足各自的最适生长条件；,反应器可采用前述任一种反应器，二者可相同也可不同。,（三）两相厌氧消化工艺,两相工艺最本质的特征是实现,相的分离,，方法主要有：,化学法,：,投加抑制剂或调整氧化还原电位，抑制产甲烷菌在产酸相中的生长；,物理法,：,采用选择性的,半透膜,使进入两个反应器的基质有显著的差别，以实现相的分离；,动力学控制法,：,利用产酸菌和产甲烷菌在生长速率上的差异，控制两个反应器的水力停留时间不同，使产甲烷菌无法在产酸相中生长；,（三）两相厌氧工艺,有机负荷比单相工艺明显提高；,产甲烷相中的产甲烷菌活性得到提高，产气量增加；,运行更加稳定，承受冲击负荷的能力较强；,当废水中含有,SO,4,2-,等抑制物质时，其对产甲烷菌的影响由于相的分离而减弱；,对于复杂有机物（如纤维素等），可提高其水解反应速率，因而提高了其厌氧消化的效果。,（三）两相厌氧工艺,2,、应用情况,（,1,）比利时肯特大学的,Anodex,工艺,(,四,),厌氧生物转盘,1,、构造及工艺流程：,进水,出水,沼气,气室,转盘盘片,转轴,隔板,(,四,),厌氧生物转盘,2,、主要特点：,微生物浓度高，有机负荷高，水力停留时间短；废水沿水平方向流动，反应槽高度小，节省了提升高度；,一般不需回流；,不会发生堵塞，可处理含较高悬浮固体的有机废水；,多采用多级串联，厌氧微生物在各级中分级，处理效果更好；,运行管理方便；,盘片的造价较高。,(,四,),厌氧生物转盘,3,、应用情况：,多处于小试阶段；,国外：牛奶废水、奶牛粪、生活污水等，进水,TOC,为,1106000mg/l,，,TOC,去除率可达,6080%,，有机负荷为,20gTOC/m,3,.d,；,国内：玉米淀粉废水和酵母废水，,COD,去除率为,7090%,，负荷为,3070 gCOD/m,3,.d,第五节 厌氧生物处理工艺的新进展,IC,反应器与,EGSB,反应器,IC,反应器，处理高浓度有机废水，可达到更高有机负荷。,EGSB,反应器，处理低温低浓度的有机废水；,第,六,节 厌氧生物处理工艺的运行管理,一、厌氧生物处理装置的启动,1,、污泥消化池的投产启动,清水试验，检查漏水和气密性；,投加接种污泥，滤网过滤（,2,2mm,或,5,5mm,）；,开始少量投加浓缩后的生污泥；,测定产气量、沼气成分、,VFA,、,pH,等；,正常消化后，逐渐增加投泥量，一般需要,5060,天,一、厌氧生物处理装置的启动,2,、,UASB,反应器的投产启动,直接启动：用颗粒污泥接种；,间接启动：用絮状污泥启动，首先需要培养颗粒污泥：,接种污泥：厌氧消化污泥，等；,接种量为,1020kgVSS/m,3,；,污泥负荷应低于,0.10.2kgCOD/kgSS.d,，,容积负荷应小于,0.5kgCOD/m,3,.d,；,水力上升流速大于,1m,3,/m,2,.d,，当其大于,0.25 m,3,/m,2,.h,时，就会产生水力分级作用；,进水浓度过高时，可回流或稀释；,溶解性,COD,去除率大于,80%,时，应及时提高负荷；,出水,VFA,浓度应控制在,1000mg/l,以下。,二、运行管理指标,运行管理指标主要有：,处理效果；,有机负荷；,水力停留时间；,剩余污泥产量；,产气量；等,三、水质管理指标,又称为监测项目，即通过水质监测，对厌氧反应器进行管理，使其达到运行要求；,主要有：进水量、进出水水质（,COD,、,BOD,、,SS,、,pH,、,VFA,等）、污泥浓度、温度、产气量、气体成分等。,