厭氧生物處理第一章

1、廢水與污泥的厭氧生物處理第一章 概述主要參考書：v賀延齡，廢水的厭氧生物處理，1998v鄭元景，污水厭氧生物處理，1988v王凱軍，低濃度污水厭氧水解處理工藝，1991vEditors R.Chamy, Wastewater anaerobic treatment, 1999第一節(jié) 水污染與廢水厭氧生物處理v我國水污染情況嚴(yán)重：v全國七大水系（長江、黃河、珠江、淮河、海河、遼河、松花江）一半以上的河段污染嚴(yán)重，86的城市河段水質(zhì)超標(biāo)。v全國幾大湖泊均受到不同程度污染（太湖、巢湖、滇池）。全流域191條支流中，80的水體呈黑綠色。不少工廠被迫停產(chǎn)，一些地區(qū)農(nóng)作物絕收。1994年7月淮河發(fā)生特大污

2、染事故，2億噸廢水注入干流，形成70公里長的污染帶，蘇皖兩省150萬人飲水困難，自來水成本增加7倍，3.1萬人患腸胃和皮膚病，洪澤湖漁業(yè)由于水污染遭受“滅頂之災(zāi)”，由水污染引起的糾紛不斷，有的甚至釀成流血沖突，成為影響社會穩(wěn)定的重要因素。第一節(jié) 水污染與廢水厭氧生物處理v我國水污染情況嚴(yán)重：v全國七大水系（長江、黃河、珠江、淮河、海河、遼河、松花江）一半以上的河段污染嚴(yán)重，86的城市河段水質(zhì)超標(biāo)。v全國幾大湖泊均受到不同程度污染（太湖、巢湖、滇池）。第一節(jié) 水污染與廢水厭氧生物處理v我國廢水排放量逐年增加：v1994年全國廢污水排放總量365億噸，1999年排放總量增加到606億噸；其中工業(yè)廢

3、水占67，生活污水占33。按流域片統(tǒng)計，長江片207億噸，珠江片136億噸，松遼河片68億噸，淮河片60億噸，海河片55億噸，東南諸河片40億噸，黃河片27億噸，內(nèi)陸河片7億噸，西南諸河片6億噸。 第一節(jié) 水污染與廢水厭氧生物處理v污水生物處理技術(shù)大有作為：v有機(jī)物始終是造成水污染的“罪魁禍?zhǔn)住保乃械娜芙庋?，使水體變黑發(fā)臭。v生物處理法利用微生物生命代謝活動，將污水中有機(jī)物分解為簡單的無機(jī)物，從而達(dá)到消除污染的目的。因此，生物處理仍是處理有機(jī)廢水最經(jīng)濟(jì)、有效的方法。 第一節(jié) 水污染與廢水厭氧生物處理v污水生物處理技術(shù)的分類：v根據(jù)微生物代謝過程中對氧的需求分類：v好氧生物法：v厭氧生物

4、法：v根據(jù)微生物生長形態(tài)分類：v活性污泥法：v生物膜法： 第一節(jié) 水污染與廢水厭氧生物處理v污水處理與綜合利用優(yōu)化體系：污水污水厭氧生物處理生物、物理、化學(xué)后處理污水排放沼氣：發(fā)電、燃料污泥：農(nóng)肥、土壤改良出水：灌溉、養(yǎng)魚、雜用氮、磷、硫回收利用第二節(jié) 厭氧處理技術(shù)的優(yōu)缺點一、選擇廢水處理方法的重要衡量尺度：v對主要污染物有較高的去除率（BOD、SS、T-N、T-P、致病菌）v工藝系統(tǒng)穩(wěn)定，操作簡單，易于維護(hù)，抗沖擊負(fù)荷能力強v工藝流程簡單，占地少，投資省，易于改造擴(kuò)建v工藝系統(tǒng)使用壽命長，運行費用低v工藝的應(yīng)用有足夠的經(jīng)驗以資借鑒v工藝系統(tǒng)沒有嚴(yán)重的污泥和臭氣處理難題v工藝系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)有回收有用

5、副產(chǎn)品的可能性第二節(jié) 厭氧處理技術(shù)的優(yōu)缺點二、廢水厭氧處理技術(shù)的優(yōu)點和不足：v主要優(yōu)點：v與好氧生物處理法相比，廢水處理成本低。v適于處理高濃度廢水，能耗低，且能夠產(chǎn)生大量能源。v厭氧廢水處理設(shè)備負(fù)荷高，占地少。v剩余污泥量少，污泥穩(wěn)定，脫水性能好。v對營養(yǎng)物的需求量少（BOD:N:P=350500:5:1）v厭氧污泥生物活性可保留一年以上，可間斷或季節(jié)性運行好氧活性污泥工藝和厭氧好氧工藝年運行費用的比較 單位：萬美元項目好氧系統(tǒng)A好氧系統(tǒng)B厭氧好氧計算依據(jù)處理能力（t COD/d）投資8.25106.016.5159.016.5141.0年各項費用貸款利息（10）折舊費（15年）電力化學(xué)藥品

6、維修操作人員排污系統(tǒng)10.67.15.93.71.82.11.015.910.611.84.42.62.11.014.19.42.93.72.62.11.0總費用32.248.435.8高壓蒸汽生產(chǎn)-10.9年實際費用32.248.424.9第二節(jié) 厭氧處理技術(shù)的優(yōu)缺點二、廢水厭氧處理技術(shù)的優(yōu)點和不足：v主要優(yōu)點：v與好氧生物處理法相比，廢水處理成本低。v適于處理高濃度廢水，能耗低，且能夠產(chǎn)生大量能源。v厭氧廢水處理設(shè)備負(fù)荷高，占地少。v剩余污泥量少，污泥穩(wěn)定，脫水性能好。v對營養(yǎng)物的需求量少（BOD:N:P=350500:5:1）v厭氧污泥生物活性可保留一年以上，可間斷或季節(jié)性運行據(jù)文獻(xiàn)報道

7、：每處理1噸 COD，厭氧法需耗電2.7108J (75kW.h)，好氧法需耗電 36108J (1000kW.h)。厭氧法在理論上每除去1kg COD可以產(chǎn)生0.35m3甲烷氣。以日排放COD 10噸的工廠為例，若COD去除率為80，甲烷產(chǎn)量為理論值的80，則可日產(chǎn)甲烷2240m3，其熱量相當(dāng)于2500m3天然氣或優(yōu)質(zhì)原煤3.85噸，可發(fā)電1.944 1010J (5400kW.h)。第二節(jié) 厭氧處理技術(shù)的優(yōu)缺點二、廢水厭氧處理技術(shù)的優(yōu)點和不足：v主要優(yōu)點：v與好氧生物處理法相比，廢水處理成本低。v適于處理高濃度廢水，能耗低，且能夠產(chǎn)生大量能源。v厭氧廢水處理設(shè)備負(fù)荷高，占地少。v剩余污泥量

8、少，污泥穩(wěn)定，脫水性能好。v對營養(yǎng)物的需求量少（BOD:N:P=350500:5:1）v厭氧污泥生物活性可保留一年以上，可間斷或季節(jié)性運行第二節(jié) 厭氧處理技術(shù)的優(yōu)缺點二、廢水厭氧處理技術(shù)的優(yōu)點和不足：v主要缺點：v與好氧生物處理法相比，處理后出水水質(zhì)較差，難以達(dá)標(biāo)。一般需要進(jìn)行后處理。v厭氧微生物對有毒物質(zhì)和環(huán)境條件較為敏感，操作不當(dāng)可能導(dǎo)致反應(yīng)器運行條件的惡化。v由于厭氧細(xì)菌增殖緩慢，厭氧反應(yīng)器初次啟動過程需時較長，一般需要8 12周時間才能完成。第三節(jié) 厭氧處理技術(shù)的發(fā)展v1886年，英國出現(xiàn)第一座用于處理生活污水的厭氧消化池，所產(chǎn)生的沼氣用于街道照明。v1914年，美國有14座城市建立了

9、厭氧消化池。v20世紀(jì)40年代，澳大利亞出現(xiàn)了連續(xù)攪拌的厭氧消化池，改善了厭氧污泥與廢水的混合，提高了處理效率。但在本質(zhì)上，污泥在反應(yīng)器里的停留時間（SRT）與廢水的停留時間（HRT）是相同的，處理效率低，停留時間長（幾天到幾十天）。厭氧消化池主要用于污泥與糞肥的消化。v20世紀(jì)50年代中期，出現(xiàn)了厭氧接觸工藝，出水中的厭氧污泥經(jīng)沉淀分離后回流到厭氧反應(yīng)器中，從而增大了反應(yīng)器中厭氧污泥的濃度，使厭氧污泥在反應(yīng)器中的停留時間第一次大于水力停留時間，處理效率與負(fù)荷顯著提高。這是厭氧處理技術(shù)的一個重要發(fā)展。第三節(jié) 厭氧處理技術(shù)的發(fā)展v1986年，英國出現(xiàn)第一座用于處理生活污水的厭氧消化池，所產(chǎn)生的沼

10、氣用于街道照明。v1914年，美國有14座城市建立了厭氧消化池。v20世紀(jì)40年代，澳大利亞出現(xiàn)了連續(xù)攪拌的厭氧消化池，改善了厭氧污泥與廢水的混合，提高了處理效率。但在本質(zhì)上，污泥在反應(yīng)器里的停留時間（SRT）與廢水的停留時間（HRT）是相同的，處理效率低，停留時間長（幾天到幾十天）。厭氧消化池主要用于污泥與糞肥的消化。v20世紀(jì)50年代中期，出現(xiàn)了厭氧接觸工藝，出水中的厭氧污泥經(jīng)沉淀分離后回流到厭氧反應(yīng)器中，從而增大了反應(yīng)器中厭氧污泥的濃度，使厭氧污泥在反應(yīng)器中的停留時間第一次大于水力停留時間，處理效率與負(fù)荷顯著提高。這是厭氧處理技術(shù)的一個重要發(fā)展。第三節(jié) 厭氧處理技術(shù)的發(fā)展v1986年，英

11、國出現(xiàn)第一座用于處理生活污水的厭氧消化池，所產(chǎn)生的沼氣用于街道照明。v1914年，美國有14座城市建立了厭氧消化池。v20世紀(jì)40年代，澳大利亞出現(xiàn)了連續(xù)攪拌的厭氧消化池，改善了厭氧污泥與廢水的混合，提高了處理效率。但在本質(zhì)上，污泥在反應(yīng)器里的停留時間（SRT）與廢水的停留時間（HRT）是相同的，處理效率低，停留時間長（幾天到幾十天）。厭氧消化池主要用于污泥與糞肥的消化。v20世紀(jì)50年代中期，出現(xiàn)了厭氧接觸工藝，出水中的厭氧污泥經(jīng)沉淀分離后回流到厭氧反應(yīng)器中，從而增大了反應(yīng)器中厭氧污泥的濃度，使厭氧污泥在反應(yīng)器中的停留時間第一次大于水力停留時間，處理效率與負(fù)荷顯著提高。這是厭氧處理技術(shù)的一個

12、重要發(fā)展。第三節(jié) 厭氧處理技術(shù)的發(fā)展v20世紀(jì)60年代以來，隨著生物發(fā)酵工程中固定化技術(shù)的發(fā)展，人們認(rèn)識到提高反應(yīng)器中污泥濃度的重要性，于是，基于微生物固定化原理的高速厭氧反應(yīng)器取得突破性進(jìn)展，研究開發(fā)出一系列新型高速厭氧反應(yīng)器。厭氧濾池(Anaerobic Filter, AF)升流式厭氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Bed, UASB)厭氧流化床(Anaerobic Fludized Bed, AFB)膨脹顆粒污泥床(Expanded Granular Sludge Bed, EGSB)厭氧擋板式反應(yīng)器(Anaerobic Baffled Reactor, AB

13、R) 污水污水處理水處理水沼氣沼氣填料填料厭氧濾池厭氧濾池第三節(jié) 厭氧處理技術(shù)的發(fā)展v20世紀(jì)60年代以來，隨著生物發(fā)酵工程中固定化技術(shù)的發(fā)展，人們認(rèn)識到提高反應(yīng)器中污泥濃度的重要性，于是，基于微生物固定化原理的高速厭氧反應(yīng)器取得突破性進(jìn)展，研究開發(fā)出一系列新型高速厭氧反應(yīng)器。厭氧濾池(Anaerobic Filter, AF)升流式厭氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Bed, UASB)厭氧流化床(Anaerobic Fludized Bed, AFB)膨脹顆粒污泥床(Expanded Granular Sludge Bed, EGSB)厭氧擋板式反應(yīng)器(Anaer

14、obic Baffled Reactor, ABR) 第三節(jié) 厭氧處理技術(shù)的發(fā)展v20世紀(jì)60年代以來，隨著生物發(fā)酵工程中固定化技術(shù)的發(fā)展，人們認(rèn)識到提高反應(yīng)器中污泥濃度的重要性，于是，基于微生物固定化原理的高速厭氧反應(yīng)器取得突破性進(jìn)展，研究開發(fā)出一系列新型高速厭氧反應(yīng)器。厭氧濾池(Anaerobic Filter, AF)升流式厭氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Bed, UASB)厭氧流化床(Anaerobic Fludized Bed, AFB)膨脹顆粒污泥床(Expanded Granular Sludge Bed, EGSB)厭氧擋板式反應(yīng)器(Anaerob

15、ic Baffled Reactor, ABR) 第三節(jié) 厭氧處理技術(shù)的發(fā)展v20世紀(jì)60年代以來，隨著生物發(fā)酵工程中固定化技術(shù)的發(fā)展，人們認(rèn)識到提高反應(yīng)器中污泥濃度的重要性，于是，基于微生物固定化原理的高速厭氧反應(yīng)器取得突破性進(jìn)展，研究開發(fā)出一系列新型高速厭氧反應(yīng)器。厭氧濾池(Anaerobic Filter, AF)升流式厭氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Bed, UASB)厭氧流化床(Anaerobic Fludized Bed, AFB)膨脹顆粒污泥床(Expanded Granular Sludge Bed, EGSB)厭氧擋板式反應(yīng)器(Anaerobic

16、 Baffled Reactor, ABR) 第三節(jié) 厭氧處理技術(shù)的發(fā)展v20世紀(jì)60年代以來，隨著生物發(fā)酵工程中固定化技術(shù)的發(fā)展，人們認(rèn)識到提高反應(yīng)器中污泥濃度的重要性，于是，基于微生物固定化原理的高速厭氧反應(yīng)器取得突破性進(jìn)展，研究開發(fā)出一系列新型高速厭氧反應(yīng)器。厭氧濾池(Anaerobic Filter, AF)升流式厭氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Bed, UASB)厭氧流化床(Anaerobic Fludized Bed, AFB)膨脹顆粒污泥床(Expanded Granular Sludge Bed, EGSB)厭氧擋板式反應(yīng)器(Anaerobic Baffled Reactor, ABR) 第三節(jié) 厭氧處理技術(shù)的發(fā)展v20世紀(jì)60年代以來，隨著生物發(fā)酵工程中固定化技術(shù)的發(fā)展