冷轧废水处理培训.pptx

冷轧废水的特点:1）废水种类多，包括废酸、酸碱废水、含油及乳化液废水。根据机组组成的不同，有时还有含铬废水及含氰酸盐等的废水；2）冷轧废水不仅种类多，而且每种废水与钢铁厂其他部分产生的同类废水相比，其数量也最大；3）废水成份复杂，除含有酸、碱、油、乳化液和少量机械杂质外，还含有大量的金属盐类，其中主要是铁盐。此外还有少量的重金属离子和有机成份；4）废水变化大。由于冷轧厂各机组产量、生产能力和作业率的不同，使集中处理的冷轧 废水量及废水成份波动很大；5）冷轧废水的温度主要来自生产工艺的加热而不是直接冷却。处理含油及乳化液废水时，往往还需要单独加热含乳化液废水处理系统处理流程：含乳化液废水先排入含油废水贮存槽，贮存槽中通入蒸汽加热，油和水通过静置分层，贮存槽中设浮油回收机，上层浮油经浮油回收机回收送至废油槽外卖，下层含油废水由泵提升至纸带过滤机滤去部分杂质后进入循环水箱，循环水箱中通入蒸汽保持水温恒定在50左右进入陶瓷超滤系统进行油水分离，循环水箱内的浮油由带式刮油机刮至废油槽。循环水箱中的含乳化液废水用循环水泵按一定流速和压力打入陶瓷超滤膜组件进行油水分离，循环液过流至循环水箱。超滤滤出液进入含油中和池，经两级PH调节后，进入微生物反应池进行生化处理。考虑到超滤滤出液可能水温较高，经PH调节后不宜直接进入微生物反应池，需先冷却后温度降至3035再进行生化降解，因此设置一台热交换器，冬天可跨越冷却系统。微生物反应池对有机物及油进行生物降解，在运行的初期以及日常运行中，需定期向生化反应池内投加“倍加清”专性联合菌群，同时投加与专性菌匹配的专性营养剂和抗表面活性剂，以保持专性菌的优势和活性，提高废水的可生化性能及去除效率。出水进入二沉池，使生化降解后的无机物、剩余污泥以及部分生物污泥、菌尸体等得到沉淀处理。上清液至含酸废水调节池。超滤系统设有清洗装置，为减少清洗能耗，设置一台清洗水泵定期对陶瓷超滤装置进行清洗，以恢复超滤装置的出水通量。含乳化液废水贮存槽废油及循环水箱废油进入废油回收系统处理，含乳化液废水贮存槽的泥定期由排泥泵排至污泥处理系统处理。含酸废水处理系统:处理流程:含酸废水先经分配槽进入两个并联的调节池，因废水中含有大量的强酸(HCl)和铁离子(其中大部分是二价铁离子)，调节池底部设曝气装置曝气防止池内沉积，同时使部分Fe2+氧化成Fe3+，出水由废水提升泵送至一级中和池，出水自流到二级中和池，两级中和池中投加Ca(OH)2或HCl，进行二次PH调整。中和池内设曝气管和搅拌装置，使Fe2+进一步氧化成Fe3+，形成沉淀较彻底的Fe(OH)3。中和池出水自流进入一体化混凝反应沉淀池，必要时混凝反应池中投加生物聚凝剂、助凝剂使絮体进一步增大，以提高沉淀效果。混凝反应后废水进入斜板沉淀池进行固液分离，斜板沉淀池出水达到排放要求后至排放水池排放。沉淀池污泥部分通过污泥泵回流至污泥混合罐及污泥处理系统进行处理，输送至污泥混合罐的污泥与Ca(OH)2混合后自流至含酸废水一级中和池，起到絮凝架桥作用。陶瓷膜处理含油废水陶瓷膜具有耐腐蚀，机械强度高，孔径分布窄，使用寿命长等突出优点，已经引起了国内外的广泛注意，并在许多领域得到了应用。陶瓷膜处理含油废水具有操作稳定，通量较高，出水水质好，油含量小于10ppm。陶瓷膜设备占地面积小，正常工作时不消耗化学药剂也不产生新的污泥，回收油质量比较好，在含油废水处理领域已显示出其极强的竞争力。冷轧乳化液废水进入原水池，经过适当预处理后，由泵输送到一级循环槽和二级循环槽中，由供料泵送给陶瓷膜组件，陶瓷膜组件的操作方式采用内外循环式流动方式，由循环泵提供膜面流速，由供料泵提供系统操作压力，通过供料泵流量来调节系统的浓缩倍数。膜组件处理后的浓液回到循环槽，渗透液作为生活杂用水送到指定点。循环槽中固含量达到一定程度后回到原水池，由刮油器收集废油，由刮泥机去除污。鞍钢冷轧钢板（莆田）项目的废水系统工艺一、处理后水的水质标准废水排放标准序号污染物单位排放标准1pH692油类mg/L83SSmg/L504CODCrmg/L100注：含油乳化液废水及浓碱废水：平均15.5m3/h 含酸性废水：平均15m3/h 含稀碱废水：平均29.5m3/h 生化废水：平均45m3/h鞍钢（蒲田）的工业水水质见表1。工业水水质表 表1序号水质项目工业净化水1pH5.72悬浮物（mg/L）33全硬度（mg/L,以CaCO3计）404Ca硬度（mg/L,以CaCO3计）105M-碱度（mg/L,以CaCO3计）36.336氯离子（mg/L,以CL-计）10.647硫酸根离子（mg/L,以SO42-计）38全铁（mg/L,以Fe计）0.319可溶性SiO2（mg/L,以SiO2计）10电导率（s/cm）63.111蒸发残渣（溶解）二、废水处理流程框图三、废水处理工艺1、含油乳化液废水及浓碱（含油）废水处理系统A.废水参数：废水水量：平均量15.5 m3/h 废水水质：pH：5-9 油：1-10g/L COD:5000-20000mg/L SS:200-400mg/LB.含浓油及乳化液废水处理系统处理后出水水质指标：水质指标：pH:6-9 油及油脂：20mg/L CODCr：500-2000mg/LC.含浓油及乳化液废水处理系统处理：各机组排放的含油及乳化液废水，进入乳化液调节池，在此池中进行静沉油水分离；部分浮油浮于液面，用刮油刮渣机刮至池一端的油收集槽进入废油回收系统，池底部污泥刮至池底的污泥坑，定期用污泥泵清池排出。废乳化液利用乳化液提升泵送入纸带过滤机，去除杂质后进入循环箱，循环箱内的废乳化液经泵加压后送入无机陶瓷膜超滤装置进行循环超滤，超滤出水送含碱废水处理系统pH调整槽经后续膜生物器处理单元进一步处理，以保证出水中的油及CODCr能达到排放要求。超滤循环箱内的浓乳化液定期用泵送至废油分离罐，经加热、加酸静置后油水分离，废油分离罐下部的含油废水用泵送至含油废水调节池继续超滤处理，上部浮油用泵抽至废油箱外运。超滤系统设有清洗系统，定期对超滤装置清洗，以恢复超滤装置渗透通量，废清洗液排至调节池。浓油及乳化液废水处理系统流程图2、含酸性废水处理系统A、废水参数 废水水量：平均15m3/h 废水水质：悬浮物 300-500mg/L pH 1-12 COD 150-500mg/L 含Fe2+,Zn2+，Mn2+，PO43-等离子 油含量：10-100mg/L，最大200mg/LB、含酸废水处理后的出水水质指标：出水水质指标：悬浮物 30mg/L pH 69 CODcr 100mg/L 油及油脂 8mg/LC、处理工艺流程（含酸废水处理采用中和法）：各机组排放的含酸废水、循环水站排出的过滤器反洗水及废水处理站区域地坑排水等流入两个含酸废水调节池，调节池的出水用泵提升至第一级中和槽、一级中和槽出水自流到第二级中和槽。一级中和槽中投加酸、碱中和药剂，二级中和槽也投加中和药剂并加以曝气处理，使废水中的Fe2+转化为可沉淀Fe(OH)3。二级中和槽出水流入高效反应澄清池，澄清池中投加絮凝剂，使絮体进一步增大，提高沉淀效果。澄清池出水进入最终pH调节池。废水在最终PH调节池经投加硝酸调节pH值后自流至砂滤器过滤，过滤后的出水达到鞍钢废水排放标准后用回流泵送至排水管网排放；未达标的废水则用回流泵送至含酸废水处理系统调节池。砂滤器反洗水来自排放水池，反冲洗排水排放至含酸废水调节池。澄清池的污泥通过污泥泵输送至污泥反应器和污泥浓缩池，输送至污泥反应器的污泥与按废水pH值投加的NaOH混合后自流至含酸废水一、二级中和槽；输送至污泥浓缩池的污泥经浓缩，进一步降低含水率后，用泵送至压滤机脱水，脱水后污泥含水率小于70%，经泥斗储存，定期用汽车外运统一处理。滤清液和压滤机冲洗水贮存在地坑内，通过坑泵加压排至含碱废水调节池。含酸废水中和处理流程图含酸废水处理过程涉及的化学反应式如下：HOH H2OFe2+2OH Fe(OH)22Fe(OH)2+O2+H2O 2Fe(OH)33 含稀碱废水处理系统A、废水参数：废水水量：平均29.5 m3/h 废水水质：PH：9-14 油：0.05-0.1g/L COD:500-800mg/L SS:200-600mg/L NaOH:50-200mg/LB、含碱废水处理系统出水水质指标：出水水质指标：PH:6-9 油及油脂：8mg/L CODCr：100mg/LC、含碱废水处理工艺：来自工艺机组的含碱废水，输送至废水处理站含碱废水调节池，再用泵提升至PH调整槽,并将PH值调整到7-8。经过PH调整槽处理后的废水自流到一、二级混凝池，在此加入混凝剂（PFS）和助凝剂(PAM)进行混凝、絮凝反应，反应后的废水进入气浮池，气浮池出水与超滤出水一起进入中间水池通过泵提升经冷却塔降温后进入水解酸化池、接触生物氧化池进行生物处理，进一步降解COD，再经微滤膜设备过滤，达标后的废水进入排放水池；未达标的废水则可以切换回流至含碱废水调节池。水解酸化工艺属于升流式厌氧污泥床反应器技术范畴，生物厌氧反应的过程可分为三个阶段，即水解阶段、酸化阶段和甲烷化阶段。其中，甲烷化阶段由于生物降解速度过慢而常常被人们忽略不用，而仅采用生物厌氧反应的前两个阶段，即水解阶段、酸化阶段，这就是水解酸化工艺。水解酸化池内分污泥床区和清水层区，待处理污水以及后续好氧的剩余活性污泥由反应器底部进入池内，并通过带反射板的布水器与污泥床快速而均匀地混合。污泥床较厚，类似于过滤层，从而将进水中的颗粒物质与胶体物质迅速截留和吸附。由于污泥床内含有高浓度的兼性微生物，在池内缺氧条件下，被截留下来的有机物质在大量水解产酸菌作用下，将不溶性有机物水解为溶解性物质，将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质；同时，后续好氧的剩余活性污泥菌体外多糖粘质层发生水解，使细胞壁打开，污泥液态化，进而进入后续的好氧处理系统中被好氧菌代谢，达到剩余污泥减容化的目的。由于水解酸化的污泥龄较长（一般1520天），所以在工程设计中，不易生化处理的废水采用水解酸化处理，能使后续的好氧处理有较高污染物去除率。莆田冷轧厂水解酸化废水处理技术对溶解性有机污染物去除能力较低的原因主要有三方面：一是系统的传质效率不高，从而大大降低了系统的生化反应速率；二是系统内碱度太低，不具备缓冲能力，酸化过程中因有机酸的积累而抑制了系统内微生物的生物活性；三是系统内生物量较低，致使废水中的有机物去除能力不强。只要能造成系统的高效传质同时具备相对较高的碱度，并维持系统内较高的生物量，在运行条件控制合理时，则可以使水解酸化工艺有机物去除能力大大提高，实现系统有机物去除的高效性。4、两级生物接触氧化工艺 生物接触氧化池内设置填料，填料淹没在废水中，填料上长满生物膜，废水与生物膜接触过程中，水中的有机物被微生物吸附、氧化分解和转化为新的生物膜。从填料上脱落的生物膜，随水流到二沉池后被去除，废水得到净化。在接触氧化池中，微生物所需要的氧气来自水中，而废水则自鼓风机的空气不断补充失去的溶解氧。空气是通过设在池底的曝气装置进入水流，当气泡上升时向废水供应氧气。生物接触氧化法具有下列特点：（1）由于填料的比表面积大，池内的充氧条件良好。生物接触氧化池内单位容积的生物固体量高于活性污泥法曝气池及生物滤池，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；（2）生物接触氧化法不需要污泥回流，也就不存在污泥膨胀问题，运行管理简便；（3）由于生物固体量多，水流又属完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力；（4）生物接触氧化池有机容积负荷较高时，其F/M保持在较低水平，污泥产量较低。气浮池和生物接触氧化池产生的污泥用泵输送至含酸废水系统污泥贮槽进行浓缩，然后用泵送至压滤机进行污泥脱水，脱水后污泥含水率小于70%，经泥斗储存，定期用汽车外运统一处理。5、废油及油泥处理系统 油回收系统用于处理在含油废水调节池、超滤循环槽等处收集的废油。废油含水率30%。废油通过自流至废油贮存槽，伴有蒸汽盘管加热，油水分离后，定期用油罐车外运，废水则排至含油废水调节池。含油废水调节池收集的油泥通过污泥泵，定期送至含酸废水处理系统的污泥浓缩罐一并进行压滤脱水处理。（1）污泥系统 来自酸废水澄清池的污泥、碱废水气浮污泥、碱废水生物污泥等先在浓缩池浓缩，至含水率90%-95%后采用泵输送至板框压滤机脱水，泥饼含水率70%。泥饼存放在污泥斗，定期用汽车外运。滤清液和压滤机冲洗水及重力过滤器反洗水贮存在集水坑内，通过泵加压送至酸性废水处理系统调节池。（2）废水处理站曝气供气系统 废水处理站设有二组罗茨鼓风机，每组二台，分别用于向含酸废水处理系统调节池、一、二级中和槽、含碱废水处理系统气浮池；接触生物氧化池、含油及乳化液系统的膜生物反应器提供低压空气。生物膜法（接触氧化法）生物膜法（接触氧化法）内容提要内容提要一、生物膜法概述生物膜法概述二、生物膜法的主要形式生物膜法的主要形式三、生物膜法的培养和驯化生物膜法的培养和驯化四、生物膜法的运行和管理生物膜法的运行和管理 一、生物膜法概述生物膜法概述 污水的生物膜处理法的污水的生物膜处理法的实质实质：l使细菌和真菌类的微生物、原生动物和后生动物一类的使细菌和真菌类的微生物、原生动物和后生动物一类的微型动物附着在微型动物附着在填料填料或某些或某些载体载体上生长繁育，并在其上上生长繁育，并在其上形成膜状生物污泥生物膜。形成膜状生物污泥生物膜。污水与生物膜接触，污水中的有机污染物作为营养物质，污水与生物膜接触，污水中的有机污染物作为营养物质，被生物膜上的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自被生物膜上的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也得到繁殖身也得到繁殖。（一）生物膜法的净化机理（一）生物膜法的净化机理 生物膜的形成；生物膜的形成；生物膜的构造与生物膜的构造与净化机理；净化机理；生物膜的更新脱生物膜的更新脱落。落。生物膜脱落原因：水力冲刷；膜增厚造成重量增大；原生动物使生物膜松动；厌氧层和介质的黏结力较弱。（二）生物膜法的主要特点（二）生物膜法的主要特点 与活性污泥法相比，生物膜法的主要特点：与活性污泥法相比，生物膜法的主要特点：适应冲击负荷变化能力强；反应器内微生物浓度高；剩余污泥产量低；同时存在硝化和反硝化过程；操作管理简单，运行费用较低；调整运行的灵活性较差；有机物去除率较低。（三）生物膜法的主要影响因素（三）生物膜法的主要影响因素温度；pH；水力负荷；溶解氧；填料类型及特征；生物膜量及活性；有毒物质；营养物质。二、二、生物膜法的主要形式生物膜法的主要形式根据生物膜反应器附着生长载体的状态，生物膜反应器可以划分为固定床和流动床两大类。其中，生物滤池、生物转盘和生物接触氧化法生物滤池、生物转盘和生物接触氧化法是生物膜法中应用最广泛的几种技术。生物接触氧化生物接触氧化生物接触氧化处理技术在生物接触氧化处理技术在工艺、功能以工艺、功能以及运行及运行等方面的主要特征；等方面的主要特征；工艺特征：工艺特征：使用填料、生物膜过滤、曝气运行特征：运行特征：耐冲击负荷强、操作简单、污泥生成少功能特征：去除有机物、脱氮，可作为深度处理技术缺点：若设计或运行不当，填料可能堵塞；布水、曝气不易均匀，局部出现死角。生物接触氧化处理技术的工艺流程：生物接触氧化处理技术的工艺流程：一般可分为:一级、二级和多级处理流程。初沉池初沉池接触氧化池接触氧化池二沉池二沉池废水废水出水出水剩余剩余污泥污泥一级接触氧化处理流程二级接触氧化处理流程二级接触氧化处理流程初沉池初沉池一阶段一阶段接触氧接触氧化池化池废水废水中间中间沉淀池沉淀池二阶段二阶段接触氧接触氧化池化池二沉池二沉池出水出水污泥污泥初沉池初沉池一阶段一阶段接触氧接触氧化池化池二阶段二阶段接触氧接触氧化池化池最终最终沉淀池沉淀池污泥污泥废水废水出水出水n n段段接触氧接触氧化池化池多级接触氧化处理流程生物接触氧化池的构造；生物接触氧化池的构造；由池体、填料、支架及曝气装置、进出水装置以及排泥管道等部件组成。生物接触氧化滤池内常用的填料生物接触氧化滤池内常用的填料侧面曝气的生物接触氧化池侧面曝气的生物接触氧化池三、生物膜法的培养和驯化生物膜法的培养和驯化挂膜定义：挂膜定义：使具有代谢活性的微生物污泥在生物处理系统中的填料上固着生长的过程称为挂膜。挂膜也就是生物处理系统膜状污泥的培养和驯化过程。挂膜的两方面目的：挂膜的两方面目的：其一使微生物生长繁殖直至填料表面布满生物膜，微生物的数量能满足污水处理的要求；其二使微生物逐渐适应所处理污水的水质，即对微生物进行驯化。挂膜过程中回流沉淀池出水和池底沉泥，可挂膜过程中回流沉淀池出水和池底沉泥，可促进挂膜早日完成。促进挂膜早日完成。生物膜的培养和驯化注意以下两点：生物膜的培养和驯化注意以下两点：挂膜的方法培养和驯化生物膜过程中需要注意的事项(P245)直接挂膜法间接挂膜法生物接触氧化池和塔式生物滤池普通生物滤池和生物转盘生活污水、城市污水或混有较大比例生活污水的工业废水不易生物降解的工业废水应用于应用于四、生物膜法的运行和管理生物膜法的运行和管理（一）生物膜系统微生物的特点及与运行管理的关系（一）生物膜系统微生物的特点及与运行管理的关系 1、生物膜系统微生物的特点 厌氧和兼性厌氧菌的比例高；丝状微生物数量较多；存在较高等的微型动物；成层分布现象。2、生物膜系统运行中应特别注意的问题 防止生物膜生长过厚、维持较高的DO、减少出水悬浮物ESS。生物接触氧化的运行管理生物接触氧化的运行管理生物接触氧化在运行中应注意的问题：填料的选择；防止生物膜过厚、结球；及时排出过多的积泥；二沉池的运行管理；40 厌氧生物处理厌氧生物处理 1 1 厌氧微生物处理法的基本原理厌氧微生物处理法的基本原理 废水厌氧生物处理是指：在无分子氧条件下，通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程，也称厌氧消化。与好氧过程的根本区别在于不以分子态的氧作为受氢体,而以化合态的氧、碳、硫、氢等为受氢体。41 化学处理法、物理处理法、生物化学处理法 生物化学处理法：厌氧还原法厌氧还原法 好氧氧化法好氧氧化法 其它其它 42 废水的厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，废水的厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，三大主要类群的细菌联合作用完成的三大主要类群的细菌联合作用完成的.水解产酸细菌 产氢产乙酸细菌 产甲烷细菌等 具体过程是：三大主要类群细菌43 （1）厌氧消化的厌氧消化的第一阶段第一阶段 水解酸化阶段水解酸化阶段 废水中的不溶性废水中的不溶性大分子大分子有机物有机物(如蛋白质、多糖类、脂类等如蛋白质、多糖类、脂类等)经经发酵细菌水解后发酵细菌水解后，分别转化为分别转化为氨基酸、葡萄糖和甘油等水氨基酸、葡萄糖和甘油等水溶性的小溶性的小分子有机物。分子有机物。水解过程通常较缓慢，因此被认为是含高分子有机物水解过程通常较缓慢，因此被认为是含高分子有机物或悬浮物废液厌氧降解的限速阶段。或悬浮物废液厌氧降解的限速阶段。由于简单碳水化合物的分解产酸作用，要比含氮有机物的分解由于简单碳水化合物的分解产酸作用，要比含氮有机物的分解产氨作用迅速，故蛋白质的分解在碳水化合物分解后产生。产氨作用迅速，故蛋白质的分解在碳水化合物分解后产生。44 （2）厌氧消化的）厌氧消化的第二阶段第二阶段 -产氢产乙酸阶段产氢产乙酸阶段 在产氢产乙酸细菌作用下，第一阶段产生的各种有机酸被分解转化为乙酸、氢气。在降解奇数碳数有机酸时除了产氢产乙酸外还产生二氧化碳。45 （3）厌氧消化的厌氧消化的第三阶段第三阶段 -产甲烷阶段产甲烷阶段 产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO2和H2等转化为甲烷甲烷。这一过程由两组生理上不同的产甲烷菌完成：一组把氢和二氧化碳转化为甲烷；4H2+CO2 CH4+2H2O(约占总量1/3)另一组从乙酸或乙酸盐脱羧产生甲烷；CH3COOH CH4+CO2 CH3COONH4 CH4+NH4HCO3产甲烷菌 产甲烷菌产甲烷菌（约占总量2/3）46 虽然厌氧消化过程从机理上可分为以上三个阶段三个阶段，但在厌氧反应器中，三个阶段是同时进行的，并保持着某种程度的动态平衡。这种动态平衡一旦被pH、温度、有机负荷等外加因素破坏，则首先将使产甲烷阶段受到抑制，其结果会导致低级脂肪酸的积存和厌氧进程 的异常变化，甚至会导致整个厌氧消化过程停滞。4748 2.厌氧微生物处理影响因素 影响厌氧微生物处理效率的因素包括：温度 pH值 有毒物质 营养物质配比 搅拌49 温度温度 温度是控制厌氧消化的主要因素。温度适宜时，细菌发育正常，有机物分解完全，产气量高。细菌对温度的适应性可分为低温、中温和高温三个区：低温消化1030；中温消化3035；高温消化5056；在0-56 的范围内，甲烷细菌没有特定的温度限制，然而在一定温度范围被驯化后，温度的变化就会防碍甲烷细菌活动。各种甲烷菌适宜的温度区域是不同的。消化过程要保持一个相对稳定的消化温度。消化过程要保持一个相对稳定的消化温度。尤其是高温消化对温度更为敏感。50 pH pH值值 甲烷细菌生长适宜的pH范围约在6.86.87.27.2之间。如pH小于6 或高于8，生长繁殖将大受影响。产酸细菌对酸碱度不及甲烷细菌敏感，适宜范围pH4.58.0之间，范围较广。厌氧法处理污泥和废水时，由于有机物的酸性发酵和碱性发酵在同一构筑物内进行，为了维持酸和产生的甲烷之间的平衡，pH6.57.5（最好在6.87.2）的范围内。如pH值低，可加石灰或碳酸钠，但不应加太多，加多会产生CaCO3沉淀。51 有毒物质 主要有毒物质是重金属和某些阳离子主要有毒物质是重金属和某些阳离子.如：硫酸铝、铜、镍、六价铬、三价铬、苯、甲苯、三硝基甲苯、甲醇、丙酮、硫化物等等。52 厌氧微生物的生长繁殖需要按一定的比例摄取碳、氮、磷及其它微量元素。工程上主要控制进料的碳、氮、磷比例。不同的微生物在不同的环境条件下所需的碳、氮、磷控制为（200-300）：5：1为宜。此比值大于好氧法中的100：5：1。厌氧微生物对碳等养分的利用率比好氧微生物低。营养物质配比53 搅拌 新鲜污泥投入污泥池后，应该及时加以搅拌，使新、熟污泥充分接触，整个消化池内的温度、底物、甲烷细菌分布均匀，避免消化池表面结成污泥壳，加速消化气的释放。54 沼气沼气-可利用的生物能源。可利用的生物能源。其中：甲烷其中：甲烷(CH(CH4 4)约占约占50-70%50-70%；二氧化碳约占；二氧化碳约占20-30%20-30%；还有氢、；还有氢、氮、硫化氢等。氮、硫化氢等。在运行中特别注意安全，因为沼气为易燃易爆气体，甲烷在空气中含量达到5-16时遇明火即爆炸。因此，厌氧处理装置的消化池、贮气罐、沼气管道必须密闭，周围严禁电器火花；检修消化池时，事先排除消化池内气体；消化池的所有仪表（压力表、真空表等）应定期检修。沼气为易燃易爆气体55 3.3.厌氧生物处理的特点厌氧生物处理的特点处理方法处理方法 适用适用 范围范围 能耗能耗 负荷负荷 剩余污剩余污泥（泥（去除去除1KgCOD1KgCOD）杀菌杀菌碳氮磷营碳氮磷营 养需要养需要 好氧生物好氧生物 处理法处理法 适合适合中低浓度中低浓度废水废水 充氧，充氧，耗能耗能有机容积有机容积负荷负荷2-4Kg BOD2-4Kg BOD/(m/(m3 3.d).d)0.4-0.4-0.6Kg0.6Kg污污泥量泥量-BOD:N:P=BOD:N:P=100:5:1100:5:1 厌氧生物厌氧生物处理法处理法 适合适合高浓度高浓度废水废水 不充氧，不充氧，产生沼气产生沼气有机容积有机容积 负荷负荷2-2-10Kg 10Kg BODBOD/(m/(m3 3.d).d)0.02-0.02-0.1Kg0.1Kg污污泥量泥量杀死寄生杀死寄生虫卵和病虫卵和病毒毒BOD:N:P=BOD:N:P=（200200300300）:5:5:1 156 厌氧处理法与好氧处理法相比不足之处：a)启动处理时间长，厌氧微生物生长缓慢；b)出水难以达标，一般串接好氧法；c)操作控制复杂，条件严格。57 4.厌氧生物处理法分类 （1）厌氧接触法，又称厌氧活性污泥法 （2）厌氧生物滤池法 （3）上流式厌氧污泥床反应器法 （4）厌氧流化床法 （5）两相厌氧法 （6）水解(酸化)法58 4.厌氧生物处理法分类 （1）厌氧接触法，又称厌氧活性污泥法 该法特点：允许废水中含有较多的悬浮固体。和好氧的完全混合活性污泥法一样，废水进入消化池后，迅速与池内混合液混合，泥、水充分接触。由厌氧池排出的混合液在沉淀池中进行固液分离，废水由沉淀池上部排出，沉淀污泥回流至消化池。污泥回流可使污泥不流失。从而使运行稳定，还可提高消化池内污泥浓度，在一定程度上提高了消化池的有机负荷和处理效率。59 培养厌氧活性污泥过程注意四点：（1）加快培养启动过程，出投入接种污泥外，还应做好厌氧消化污泥的加热。（2）控制污泥投加量，早期可按设计污泥量的30-50%投加，到培养经历了60d左右，可逐渐增加投泥量；（3）厌氧消化系统处理城市污水厂的活性污泥，无需加入营养物质；（4）注意沼气安全问题。培养厌氧活性污泥过程中有哪些注意事项？60（2）厌氧生物滤池法*厌氧生物滤池类似于一般的好氧生物滤池，池内放置填料，池顶封闭。废水从池底进入，池顶排出。填料浸没在水中，微生物附着生长在填料上，滤池中的微生物量较高，可达到较高的处理效果。滤料可采用拳状滤料，如碎石、卵石等，也可使用塑料填料。塑料填料具有较高的空隙率，重量也较轻，但价贵。一般滤料粒径在40mm左右。厌氧生物滤池主要优点：处理能力高，出水悬浮物较低，设备简单，操作方便，不需要搅拌，不需要另设搅拌设备和泥水分离设备。缺点：滤料容易堵塞，滤池下部生物膜浓度大，容易堵塞。滤池清洗还没有简单有效的方法。适用：含悬浮物很低的溶解性有机物污染的废水。61（3）厌氧流化床法 厌氧流化床工艺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，产生的沼气，于床顶部排出。床内填充细小固体颗粒载体，废水以一定流速从池底部流入，使填料处于流态化，每个颗粒在床层中自由运动，而床层上部保持着清晰的泥水界面。为使填料层流态化，一般需要用循环泵将部分出水回流，以提高床内水流上升速度。62 为降低动力消耗，宜采取质轻载体，常用的填充载体有：石英砂、无烟煤、活性炭、聚氯乙烯颗粒、陶粒和沸石，粒径一般为200-1000微米，大多在300-500微米。（流化床（流化床 是利用流态化的概念进行传质或传热操作的一类反应器。它与传统的固定床反应器不同，床体固体微粒始终悬浮于液(气)体中并剧烈运动，强化了物质的扩散过程，提高了反应速度）。63 (4)两相厌氧法 两相厌氧法是一种将水解酸化的过程和甲烷化过程分开在两个反应器进行，从而使两类微生物都能在各自最佳条件下生长繁殖，进行厌氧消化的方法。第一个反应器的作用是水解和酸化有机物使之成为可被甲烷菌利用的有机酸；第二个反应器的作用是严格保持适当的pH值和厌氧条件，以利于甲烷菌的生长。优点：耐冲击负荷能力强；两段反应不在同一反应器中，互相影响小，可更好的控制工艺条件；消化效率高，适于处理含悬浮物多、难消化降解的高浓度有机废水。缺点：设备较多、流程操作复杂。64 （5）水解酸化法 水解是指有机物（底物）进入微生物细胞前，在胞外进行的生物化学反应，这一阶段的基本特征是生物化学反应发生在细胞外，微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶完成生物催化反应。生物催化反应主要表现为大分子物质的断链和水溶，自然界许多物质（如蛋白质、糖类、脂肪）能在好氧、缺氧和厌氧条件进行水解。酸化是一类典型的发酵过程。这一阶段的基本特征是微生物的代谢产物主要为各种有机酸（如乙酸、丙酸、丁酸等）。在厌氧条件下的混合微生物系统中，即使再严格的控制条件，水解和酸化也无法截然分开。如果废水中同时存在不溶性和溶解性有机物时，水解和酸化更是不可分割的进行。65 （6 6）上流式厌氧污泥床反应器法上流式厌氧污泥床反应器法 上流式厌氧污泥床反应器Upflow Anaerobic Sludge Blanker 简称 UASB反应器。于19721978年间由荷兰人开发研制的。UASB反应器具有运行费用低、投资省、水力停留时间短、省去沉淀池、不需要搅拌和填料，可处理所有高浓度有机废水，是一种具有发展前途的厌氧处理设备。66 （4）厌氧微生物的培养和驯化 厌氧消化系统试运行的一个重要任务是培养厌氧活性污泥，即消化污泥。厌氧活性污泥培养的主要目标是厌氧消化所需要的甲烷细菌和产酸菌，当两菌种达到动态平衡时，有机质才会被不断的转化为甲烷气，即厌氧沼气。67 1）甲烷细菌培菌方法 接种培养法 接种污泥一般取自：正在运行的厌氧处理装置，城市污水处理厂的消化污泥；运输不方便，可机械脱水后的干污泥；废坑塘中腐化有机底泥、各种粪便或初沉池底泥。接种培养法是向厌氧消化装置中投入容积为总容积10-30厌氧菌种污泥，接种污泥一般为含固率为3-5的湿污泥，再加入新鲜污泥加热再调节酸碱度。68 逐步培养法 逐步培养法指向厌氧消化池逐步投入生泥，使生污泥自行逐步转化为厌氧活性污泥过程。这是使活性污泥由好氧向厌氧的转变过程，厌氧微生物生长速率比好氧微生物低的多，因此培养时间要很长，一般要6-10个月。69 2）驯 化 驯化的目的：就是选择适应实际水质情况的微生物，淘汰无用的微生物.对于厌氧生物处理工艺来说，就是使厌氧菌成为优势菌种。通过控制厌氧池中溶解氧在0.1mg/L以下，外回流比50-100%，内回流比200300%，每天排除剩余污泥30-50%等，每天进行进出水质测定，直至达到设计要求。70 水质分析项目和运行控制指标 1）反映处理效果的项目：进出水COD、BOD、SS、NH3-N 2）反映污泥情况的项目：SV:污泥沉降比 MLSS:混合液悬浮固体。SVI:污泥容积指数.DO、微生物观察等 71 3）反映污泥营养和环境条件的项目：氮（N）、磷(P)、pH值、水温等。各项分析项目和运行控制指标都有具体的允许范围和最佳 范围。72 1）UASB启动初期，不能追求处理效果、产气率和出水效果。2）进液浓度 最好COD浓度5000mg/L左右。3）负荷增加 最初负荷可以从0.5-1.5KgCOD/(m3.d)开始，当COD去除率达到80后再逐步增大负荷。启动初期目标要目确：是对菌种驯化、选择、增殖的过程。73存在问题原因解决方法 活性污泥生长 过于缓慢-营养与微量元素不足；-进液预酸化过程过高；-污泥负荷过低；-颗粒污泥洗出；-颗粒污泥分裂-增加进液营养与微量 元素的浓度；-减少预酸化程度；-增加反应器负荷(5)水质异常现象以及解决对策74存在问题原因解决办法 反应器过负荷-反应器中的污泥量 不足；-污泥产甲烷不足-增加污泥活性；-提高污泥量；-增加种污泥量或促进 污泥生长；-减少污泥洗出(5)水质异常现象以及解决对策75存在问题原因解决办法污泥产甲烷活性不足-营养与微量元素不足；-产酸菌生长过于旺盛；-有机悬浮物在反应器中积累；-反应器温度降低；-废水中存在有毒物或形成抑 制活性的环境条件；-无机物，如钙离子引起沉淀-增加营养与微量元素；-增加废水预酸化程度；-降低反应器负荷-提高温度；-降低悬浮物浓度；-减少进液中钙离子浓度；-在UASB前采用沉淀池(5)水质异常现象以及解决对策76存在问题原因解决办法 颗粒物洗出-气体聚集于空的颗粒物中，在低温、低负荷、低进液浓度易 形成大而空的颗粒污泥；-颗粒形成分层结构，产酸菌 在颗粒污泥外大量覆盖使产气 菌聚集在颗粒内；-颗粒污泥因废水中含大量蛋 白质和脂肪而有上浮的趋势-增加污泥负荷；-应用更稳定的工艺条件，增加废 水预 酸化程度；-采用预处理（沉淀或化学絮凝）去除蛋白与脂肪(5)水质异常现象以及解决对策77存在问题原因解决办法絮状的污泥或表面松散“起毛”的颗粒污泥形成并被洗出-由于进液中悬浮物的 产酸菌的作用，颗粒 污泥聚集在一起；-在颗粒表面或以悬浮 状态大量的生产产酸 菌；-表面“起毛”颗粒形 成，产酸菌大量附着 于颗粒表面-从进液中去除悬浮 物；-加强废水与污泥的 混合程度，增加预 酸化程度；-降低污泥负荷，增 加预酸化程度(5)水质异常现象以及解决对策78存在问题原因解决办法颗粒污泥破裂分解-负荷或进液浓度突然变化；-预酸化程度突然增加，使产酸菌呈“饥饿”状态；-有毒物质存在于废水中；-过强的机械力；-选择的压力小而形成絮状污 泥-应用更稳定的酸化条件；-废水脱毒预处理；-延长驯化时间稀释进液；-降低负荷和上流速度，以降低水流的剪切力；-采用出水循环以增大选择 压力，使絮状污泥洗出。(5)水质异常现象以及解决对策