某制藥廠廢水的處理課件

1、2022/7/241河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 概述2022/7/242河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 概述1. 定義 厭氧生物法也稱厭氧消化法或厭氧發(fā)酵發(fā)。是在無氧條件下，通過兼性菌和厭氧菌的代謝作用降解污泥和廢水中的有機(jī)污染物，分解的終產(chǎn)物主要是沼氣(CH4 和CO2)。2022/7/243河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 概述2. 發(fā)展歷程（1）早期發(fā)展 18811950年 厭氧生物處理法始于19世紀(jì)末。 1881年法國人Louis Mouras 將簡易的沉淀池改進(jìn)為污水處理構(gòu)筑物，降解生活污水中的 懸浮物1895年出現(xiàn)的化糞池處理糞便污泥1904年出現(xiàn)的雙層沉淀池1

2、950年出現(xiàn)高效的、可加溫和攪拌的厭氧消化 反應(yīng)池，加快了厭氧技術(shù)的發(fā)展。 以上，屬于傳統(tǒng)的厭氧反應(yīng)器。2022/7/244河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 概述2. 發(fā)展歷程：（2） 現(xiàn)代厭氧反應(yīng)器的形成和發(fā)展 第二代厭氧反應(yīng)器 1955年開發(fā)了厭氧接觸法新工藝，標(biāo)志著現(xiàn)代厭氧反應(yīng)器的開端。進(jìn)一步推動(dòng)了厭氧技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。 上世紀(jì)60年代末，McCarty等開發(fā)了厭氧生物濾池(AF) 1974年荷蘭的Lettinga開發(fā)了上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB） 厭氧生物轉(zhuǎn)盤、 UASB+ AF 。2022/7/245河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 概述2. 發(fā)展歷程（3）第三代厭氧反

3、應(yīng)器 1980年Switzenbaum等推出了厭氧附著膜膨脹 床反應(yīng)器（AAFEB）,還有厭氧流化床（AFB）上世紀(jì)90年代后，出現(xiàn)了厭氧膨脹顆粒污泥床（EGSB）、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器（IC）、升流式厭氧污泥床過濾器（UBF）2022/7/246河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié) 厭氧生物處理的基本原理2022/7/247河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié) 厭氧生物處理的基本原理1.兩階段理論：自上世紀(jì)30年代，厭氧消化過程被認(rèn)為由不產(chǎn)甲烷的發(fā) 酵性細(xì)菌和產(chǎn)甲烷的細(xì)菌共同進(jìn)行的兩階段過程。酸性發(fā)酵階段：發(fā)酵性細(xì)菌把復(fù)雜有機(jī)物進(jìn)行水解發(fā)酵，形成脂肪酸、醇類、CO2和H2； 甲烷發(fā)酵階段：由產(chǎn)甲烷菌

4、將第一階段的發(fā)酵產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為CH4和CO2。2022/7/248河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié) 厭氧生物處理的基本原理2022/7/249河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié) 厭氧生物處理的基本原理 與好氧過程的根本區(qū)別在于不以分子態(tài)氧作為受氫體，而以化合態(tài)氧、碳、硫、氮等作為受氫體。厭氧生物處理是一個(gè)復(fù)雜的微生物化學(xué)過程，依靠三大主要類群的細(xì)菌，即水解產(chǎn)酸細(xì)菌(fermentative bacteria)、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌(acetogenic bacteria)和產(chǎn)甲烷細(xì)菌(methanogenic bacteria)的聯(lián)合作用完成。參與消化的細(xì)菌，酸化階段的統(tǒng)稱產(chǎn)酸或酸化細(xì)菌，幾乎包括

5、所有的兼性細(xì)菌；甲烷化階段的統(tǒng)稱甲烷細(xì)菌。2022/7/2410河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié) 厭氧生物處理的基本原理2.三階段理論三階段理論1979年由Bryant提出水解階段：碳水化合物（脂肪、蛋白質(zhì)）在水解發(fā)酵菌作用下轉(zhuǎn)化為糖類、脂肪酸、氨基酸、水和二氧化碳；產(chǎn)酸產(chǎn)乙酸階段：脂肪酸在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌作用下轉(zhuǎn)化成H2、CO2、乙酸 CH3CH2COOHCO2+CH3COOH+H2產(chǎn)甲烷階段：最后兩組生理不同的產(chǎn)甲烷菌，有共同的產(chǎn)物4H2+CO2CH4+2H2O （1/3）CO2還原2CH3COOH2CH4+2CO2 （2/3）乙酸脫羧2022/7/2411河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第

6、二節(jié) 厭氧生物處理的基本原理2.三階段理論復(fù)雜有機(jī)物較高級有機(jī)酸H2乙酸CH44%76%24%52%28%72%生成甲烷生成乙酸與脫氫2022/7/2412河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié) 厭氧生物處理的基本原理（1）水解階段在細(xì)菌胞外酶的作用下大分子的有機(jī)物水解為小分子的有機(jī)物（2）發(fā)酵階段 梭狀芽孢桿菌、擬桿菌等酸化細(xì)菌吸收并轉(zhuǎn)化為更為簡單的化合物分泌到細(xì)胞外，產(chǎn)物有揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨等3. 四類群理論Zeikus等因發(fā)現(xiàn)同型產(chǎn)乙酸菌將H2/CO2轉(zhuǎn)化為乙酸提出了四菌群理論。2022/7/2413河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié) 厭氧生物處理的基本原理（3

7、）產(chǎn)乙酸階段 上一階段的產(chǎn)物被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細(xì)胞物質(zhì)，這一階段的主導(dǎo)細(xì)菌是乙酸菌。同時(shí)水中有硫酸鹽時(shí)，還會(huì)有硫酸鹽還原菌參與產(chǎn)乙酸過程。（4）產(chǎn)甲烷階段 乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇等被甲烷菌利用被轉(zhuǎn)化為甲烷和以及甲烷菌細(xì)胞物質(zhì)。 經(jīng)過這些階段大分子的有機(jī)物就被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳、氫氣、硫化氫等小分子物質(zhì)和少量的厭氧污泥。第二節(jié) 厭氧生物處理的基本原理注意點(diǎn)此過程由兩組生理上不同的產(chǎn)甲烷菌完成，一組把氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷，另一組從乙酸或乙酸鹽脫羧產(chǎn)生甲烷，前者約占總量的l/3后者約占2/3。 上述三個(gè)階段的反應(yīng)速度依廢水性質(zhì)而異，在含纖維素、半纖維素、果膠和脂類等污染

8、物為主的廢水中，水解易成為速度限制步驟； 簡單的糖類、淀粉、氨基酸和一般的蛋白質(zhì)均能被微生物迅速分解，對含這類有機(jī)物為主的廢水，產(chǎn)甲烷易成為限速階段。第二節(jié) 厭氧生物處理的基本原理4.厭氧生物處理過程中微生物優(yōu)勢種群的演替及相互關(guān)系由外到內(nèi)水解細(xì)菌、發(fā)酵細(xì)菌、氫細(xì)菌和乙酸菌、甲烷菌 、硫酸鹽還原菌、厭氧原生動(dòng)物，其中產(chǎn)甲烷絲菌是厭氧活性污泥的中心骨架產(chǎn)酸細(xì)菌為產(chǎn)甲烷細(xì)菌提供生長繁殖的底物產(chǎn)酸細(xì)菌為產(chǎn)甲烷細(xì)菌創(chuàng)造了適宜的氧化還原電位產(chǎn)酸細(xì)菌為產(chǎn)甲烷細(xì)菌清除了有毒物質(zhì)產(chǎn)甲烷細(xì)菌為產(chǎn)酸細(xì)菌的生化反應(yīng)解除了反饋抑制產(chǎn)酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌共同維持環(huán)境中的適宜pH值第二節(jié) 厭氧生物處理的基本原理5.厭氧生化

9、法的優(yōu)點(diǎn)（1）應(yīng)用范圍廣 因供氧限制，好氧法一般適用于中、低濃度有機(jī)廢水的處理，而厭氧法適用于中、高濃度有機(jī)廢水。 有些有機(jī)物對好氧生物處理法來說是難降解的，但對厭氧生物處理是可降解的，如固體有機(jī)物、著色劑蒽醌和某些偶氮染料等。第二節(jié) 厭氧生物處理的基本原理4.厭氧生化法的優(yōu)點(diǎn)（2）產(chǎn)生的沼氣可用于發(fā)電或作為能源第二節(jié) 厭氧生物處理的基本原理沼氣中的主要成分是甲烷，含量5075%之間，是一種很好的燃料。以日排COD10t的工廠為例，若COD去除率為80%，甲烷產(chǎn)量為理論的80%時(shí)，則可日產(chǎn)甲烷2240m3,其熱值相當(dāng)于3.85t原煤，可發(fā)電5400度電。5.厭氧生化法的優(yōu)點(diǎn)（3）對營養(yǎng)物的需求

10、量少 好氧方法BOD：N：P=100：5：1，而厭氧方法為（350500）：5：1，相比而言對N、P的需求要小的多，因此厭氧處理時(shí)可以不添加或少添加營養(yǎng)鹽。（4）產(chǎn)生的污泥量少，運(yùn)行費(fèi)用低? 繁殖慢；不需要曝氣 （5）有殺菌作用 厭氧處理過程有一定的殺菌作用，可以殺死廢水和污泥中的寄生蟲卵、病毒等。 第二節(jié) 厭氧生物處理的基本原理6.厭氧生化法的缺點(diǎn)（1）出水的有機(jī)物濃度高于好氧處理； 發(fā)酵分解有機(jī)物不完全；（2）對溫度變化較為敏感 工業(yè)中需要設(shè)置進(jìn)水的控溫裝置，37。（3）厭氧微生物對有毒物質(zhì)較為敏感 但經(jīng)過毒物馴化處理的厭氧菌對毒物的耐受力常常會(huì)極大地提高。第二節(jié) 厭氧生物處理的基本原理6

11、.厭氧生化法的缺點(diǎn)（4）初次啟動(dòng)過程緩慢,處理時(shí)間長 好氧處理體系的活性污泥或生物膜通常只需要7天就可以培育成功，而厭氧處理體系的活性污泥或生物膜一般需要812周才可以培育成功 （5）處理過程中產(chǎn)生臭氣和有色物質(zhì)（為什么？） 臭氣主要是SRB形成的具有臭味的硫化氫氣體以及硫醇、氨氣、有機(jī)酸等的臭氣。同時(shí)硫化氫還會(huì)與水中的鐵離子等金屬離子反應(yīng)形成黑色的硫化物沉淀，使處理后的廢水顏色較深，需要添加后處理設(shè)施，進(jìn)一步脫色脫臭。第二節(jié) 厭氧生物處理的基本原理2022/7/2422河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法2022/7/2423河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水

12、的厭氧生物處理方法工作原理2級(平流沉淀+厭氧污泥消化)缺點(diǎn)：污泥量少、易被帶出，靜態(tài)消化 用于處理來自廁所的糞便廢水，或?yàn)樯钗鬯念A(yù)處理液固分離處理污泥及厭氧殺寄生蟲及病菌。曾廣泛用于不設(shè)污水廠的合流制排水系統(tǒng)。還可用于郊區(qū)的別墅式建筑。1. 化糞池2022/7/2425河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法 厭氧濾池（anaerobic filter又稱厭氧固定膜反應(yīng)器，是60年代末開發(fā)的新型高效厭氧處理裝置。 濾池呈圓柱形，池內(nèi)裝放填料，池底和池頂密封。 厭氧微生物附著于填料的表面生長，當(dāng)廢水通過填料層時(shí)，在填料表面的厭氧生物膜作用下，廢水中的有機(jī)物被降解，并產(chǎn)生

13、沼氣，沼氣從池頂部排出。2.厭氧濾池2022/7/2426河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法廢水從池底進(jìn)入，從池上部排出，稱升流式厭氧濾池； 廢水從池上部進(jìn)入，以降流的形式流過填料層，從池底部排出，稱降流式厭氧濾池。 2.厭氧濾池2022/7/2427河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法厭氧生物濾池的特點(diǎn)在厭氧生物濾池中，厭氧微生物大部分存在于生物膜中，少部分以厭氧活性污泥的形式存在于濾料的孔隙中。 廢水與生物膜兩相接觸面大，強(qiáng)化了傳質(zhì)過程，有機(jī)物去除速度快；厭氧微生物總量沿池高度分布是很不均勻的，在池進(jìn)水部位高。2022/7/2428河北科技

14、大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法對厭氧生物濾池采取如下改進(jìn)： 出水回流； 部分充填載體； 采用軟性填料。 厭氧生物濾池的特點(diǎn)微生物固著生長為主，不易流失，因此不需污泥回流和攪拌設(shè)備； 當(dāng)廢水中有機(jī)物濃度高時(shí)，特別是進(jìn)水懸浮固體濃度和顆粒較大時(shí)，進(jìn)水部位容易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。2022/7/2429河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法 在消化池后設(shè)沉淀池，將沉淀污泥回流至消化池，形成了厭氧接觸法（anaerobic contact process)。3.厭氧接觸法2022/7/2430河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法3.厭氧接觸法

15、厭氧接觸法實(shí)質(zhì)上是厭氧活性污泥法，不需要曝氣而需要脫氣。厭氧接觸法對懸浮物高的有機(jī)廢水(如肉類加工廢水等)效果很好，懸浮顆粒成為微生物的載體，并且很容易在沉淀池中沉淀。在混合接觸池中，要進(jìn)行適當(dāng)攪拌以使污泥保持懸浮狀態(tài)。攪拌可以用機(jī)械方法，也可以用泵循環(huán)池水。2022/7/2431河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法3.厭氧接觸法厭氧接觸法的特點(diǎn):通過污泥回流，保持消化池內(nèi)污泥濃度較高，一般為10-15g/L，耐沖擊能力強(qiáng)； 消化池的容積負(fù)荷較普通消化池高，中溫消化時(shí)，一般為2-l0kgCOD/m3d，水力停留時(shí)間比普通消化池大大縮短，如常溫下，普通消化池為15-30天

16、，而接觸法小于10天；2022/7/2432河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法3.厭氧接觸法厭氧接觸法的特點(diǎn):可以直接處理懸浮固體含量較高或顆粒較大的料液，不存在堵塞問題； 混合液經(jīng)沉降后，出水水質(zhì)好， 但需增加沉淀池、污泥回流和脫氣等設(shè)備 厭氧接觸法存在混合液難于在沉淀池中進(jìn)行固液分離的缺點(diǎn)2022/7/2433河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法3.厭氧接觸法幾種脫氣方法:真空脫氣，由消化池排出的混合液經(jīng)真空脫氣器(真空度為0.005 MPa)，將污泥絮體上的氣泡除去，改善污泥的沉降性能； 熱交換器急冷法，將從消化池排出的混合液進(jìn)行急速冷卻

17、。 絮凝沉降，向混合液中投加絮凝劑，使厭氧污泥易凝聚成大顆粒，加速沉降； 用超濾器代替沉淀池，以改善固液分離效果。2022/7/2434河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法（1）概述上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（upflow anaerobic sludge blanket reactor)，簡稱UASB反應(yīng)器，是由荷蘭的G. Lettnga等人在70年代初研制開發(fā)的。污泥床反應(yīng)器內(nèi)沒有人工載體，反應(yīng)器內(nèi)微生物以自身聚集生長，為顆粒污泥狀態(tài)存在，因而能達(dá)到高生物量和高效高負(fù)荷。4.上流式厭氧污泥床反應(yīng)器2022/7/2437河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物

18、處理方法（2)工作原理由圖可見，UASB工作時(shí)，廢水從反應(yīng)器底部進(jìn)入，與污泥床層的高濃度顆粒污泥接觸，污染物被分解產(chǎn)生沼氣。污水、污泥和沼氣一起向上流動(dòng)，進(jìn)入反應(yīng)器的上部的三相分離器，完成氣、液、固三相的分離。被分離的消化氣從上部導(dǎo)出，被分離的污泥則自動(dòng)滑落到懸浮污泥層。出水則從澄清區(qū)流出。2022/7/2438河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法（2）工作原理第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法（3) UASB反應(yīng)器的構(gòu)造和組成第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法2022/7/2441河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法4.上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（3) U

19、ASB反應(yīng)器的構(gòu)造和組成進(jìn)水配水系統(tǒng) 將廢水盡可能均勻地分配到整個(gè)反應(yīng)器，并有水力攪拌功能。 反應(yīng)區(qū) 其中包括污泥床區(qū)和污泥懸浮層區(qū)，有機(jī)物主要在這里被厭氧菌所分解。三相分離器 由沉淀區(qū)、回流縫和氣封組成，其功能是把沼氣、污泥和液體分開。 2022/7/2442河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法4.上流式厭氧污泥床反應(yīng)器UASB反應(yīng)器的構(gòu)造和組成出水系統(tǒng) 其作用是把沉淀區(qū)表層處理過的水均勻地 加以收集，排出反應(yīng)器。氣室 也稱集氣罩，其作用是收集沼氣。浮渣清除系統(tǒng) 其功能是清除沉淀區(qū)液面和氣室表面的浮渣，根據(jù)需要設(shè)置。排泥系統(tǒng) 其功能是均勻地排除反應(yīng)區(qū)的剩余污泥。 20

20、22/7/2443河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法4.上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（4）特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：有機(jī)負(fù)荷居第二代反應(yīng)器之首,水力負(fù)荷滿足要求;污泥顆?；笫狗磻?yīng)器對不利條件的抗性增強(qiáng);在一定的水力負(fù)荷下，可以靠反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的氣體來實(shí)現(xiàn)污泥與基質(zhì)的充分接觸。（a）反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高，一般平均污泥濃度為30-40g/L，其中底部污泥床(sludge bed)污泥濃度60-80g/L，污泥懸浮層(sludge blanket)污泥濃度5-7g/L；2022/7/2444河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法4.上流式厭氧污泥床反應(yīng)器污泥床中的污泥由活性生

21、物量占70-80的高度發(fā)展的顆粒污泥(sludge granules)組成，顆粒的直徑一般在0.5-5.0mm之間，顆粒污泥是UASB反應(yīng)器的一個(gè)重要特征。（b）有機(jī)負(fù)荷高，水力停留時(shí)間短，中溫消化，COD容積負(fù)荷在小試驗(yàn)和中型試驗(yàn)中可高達(dá)20-40kg COD/（m3d）在大型生產(chǎn)裝置中可達(dá)到 6-8kg COD/（m3d）。（c）反應(yīng)器內(nèi)設(shè)三相分離器，被沉淀區(qū)分離的污泥能自動(dòng)回流到反應(yīng)區(qū)，一般無污泥回流設(shè)備；簡化了工藝，節(jié)約了投資和運(yùn)行費(fèi)用。2022/7/2445河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法4.上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（c）反應(yīng)器內(nèi)設(shè)三相分離器，被沉淀區(qū)分離的

22、污泥能自動(dòng)回流到反應(yīng)區(qū)，一般無污泥回流設(shè)備；簡化了工藝，節(jié)約了投資和運(yùn)行費(fèi)用。 （d）無混合攪拌設(shè)備。投產(chǎn)運(yùn)行正常后，利用本身產(chǎn)生的沼氣和進(jìn)水來攪動(dòng)；（e）污泥床內(nèi)不填載體，提高了容積利用率，節(jié)省造價(jià)及避免堵塞問題。2022/7/2446河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法4.上流式厭氧污泥床反應(yīng)器缺點(diǎn)：（a）大型裝置內(nèi)會(huì)有短流現(xiàn)象（要求配水裝置性能要好）（b）進(jìn)水SS要求200mg/L，以免對污泥顆?；焕驕p少反應(yīng)區(qū)的有效容積，甚至引起堵塞（c）在沒有顆粒污泥接種的情況下，啟動(dòng)時(shí)間長（d）對水質(zhì)和負(fù)荷突然變化比較敏感（e）要求水溫高些，最好35左右。2022/7/2

23、447河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法4.上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（5）顆粒污泥A）定義：顆粒污泥（Granular Sludge)是由菌體多樣的自身固定化機(jī)制形成的高生物活性的一種生物聚體。 厭氧污泥的主要聚集形式包括顆粒(granules)、 團(tuán)體(pellets)、絮體（flocs)、絮狀污泥(nocculent sludge)等。團(tuán)體和顆粒是結(jié)構(gòu)緊密的聚集體，這些聚集體沉降后呈現(xiàn)固定的形態(tài)。絮體和絮狀污泥則是具有蓬松結(jié)構(gòu)的聚集體，這些聚集體沉降后無固定形態(tài)。2022/7/2448河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法4.上流式厭氧污泥床反

24、應(yīng)器（5）顆粒污泥B）三種類型的顆粒污泥： 桿菌顆粒 絲菌顆粒 球菌顆粒C)顆粒污泥的形成原理：細(xì)菌很容易在惰性材料表面上附著并結(jié)團(tuán)。污泥中存在大量的絲狀菌，具有較強(qiáng)的附著能力2022/7/2449河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法4.上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（5）顆粒污泥D）顆粒污泥的特點(diǎn)：形狀不規(guī)則顏色呈灰黑色或褐黑色，包裹灰白色生物膜相對密度在1.01-1.05左右污泥指數(shù)與顆粒大小有關(guān)顆粒污泥在反應(yīng)器中的沉降速率為0.3-0.8m/h2022/7/2450河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法4.上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（5）顆粒污泥E)形成

25、過程：顆粒污泥可被認(rèn)為是球狀生物膜，其形成過程可分為以下四個(gè)階段：將細(xì)胞運(yùn)到惰性物質(zhì)或其它細(xì)胞的表面。通過物理化學(xué)作用力可逆吸附基底上。通過微生物表面的鞭毛、纖毛或胞外多聚物將細(xì)胞吸附于基底上。細(xì)胞的倍增和顆粒污泥的形成。 2022/7/2451河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法4.上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（6） UASB 的設(shè)計(jì)A) UASB 反應(yīng)器設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容有： 池型選擇、有效容積以及各主要部位尺寸的確定； 進(jìn)水配水系統(tǒng)、出水系統(tǒng)、三相分離器等主要設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算； 其它設(shè)備和管道如排泥和排渣系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)計(jì)算2022/7/2452河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院

26、第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法4.上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（6） UASB 的設(shè)計(jì)B) UASB反應(yīng)器容積的確定 V反應(yīng)器有效容積， m3 ； Q廢水流量， m3 d； So進(jìn)水COD或BOD5濃度，gmL； NVCOD或BOD5容積負(fù)荷，kg(m3d) NV 與水溫、水質(zhì)、污染物可生化性有關(guān)，一般取 68kgCOD/ m3d2022/7/2453河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法（6） UASB 的設(shè)計(jì)C)三相分離器的設(shè)計(jì)：三相分離器的型式是多種多樣的，但其三項(xiàng)主要功能均為氣液分離、固液分離和污泥回流；主要組成部分為氣封、沉淀區(qū)和回流縫。2022/7/2454河北科技

27、大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法C)三相分離器的設(shè)計(jì)：2022/7/2455河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法4.上流式厭氧污泥床反應(yīng)器C)三相分離器的設(shè)計(jì)三相分離器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)：要求表面負(fù)荷應(yīng)小于1.0m3/m2.d；集氣罩斜面的坡度應(yīng)為55-60；沉淀區(qū)的總水深應(yīng)不小于1.5m，廢水在沉淀區(qū)的停留時(shí)間應(yīng)在1.5-2.0h 之間； 回流縫的設(shè)計(jì)； 氣液分離效果的計(jì)算與校核；2022/7/2456河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法（6） UASB 的設(shè)計(jì)D) 出水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：E) 浮渣清除系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：F) 排

28、泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)：G) 其他設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的問題：加熱和保溫；沼氣的收集、貯存和利用；防腐；H) UASB 的布水系統(tǒng)： 為使底物與污泥能充分接觸,布水應(yīng)盡量，避免溝流，進(jìn)水方式分為間歇式，脈沖式，連續(xù)均勻流，連續(xù)與間歇回流結(jié)合2022/7/2457河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法（6） UASB 的設(shè)計(jì)D) 出水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：E) 浮渣清除系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：F) 排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)：G) 其他設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的問題：加熱和保溫；沼氣的收集、貯存和利用；防腐；H) UASB 的布水系統(tǒng)： 為使底物與污泥能充分接觸,布水應(yīng)盡量，避免溝流，進(jìn)水方式分為間歇式，脈沖式，連續(xù)均勻流，連續(xù)與間歇回流結(jié)

29、合2022/7/2458河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法（6） UASB 的設(shè)計(jì)I)進(jìn)水水質(zhì)的特性： 應(yīng)考慮是否影響污泥的顆粒化，形成泡沫的浮渣、降解速率等問題。J) UASB 的水封高度： 控制一定的氣囊高度可壓破泡沫，可避免泡沫和浮泥進(jìn)入排氣系統(tǒng)。2022/7/2459河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法5.分段厭氧處理法 消化可將水解酸化過程和甲烷化過程分開在兩個(gè)反應(yīng)器內(nèi)分階段進(jìn)行，以使兩類微生物都能在各自的最適條件下生長繁殖。 第一段的功能是：水解和液化固態(tài)有機(jī)物為有機(jī)酸緩沖和稀釋負(fù)荷沖擊與有害物質(zhì) 截留難降解的固態(tài)物質(zhì) 第二段的功能

30、是：保持嚴(yán)格的厭氧條件和pH值，以利于甲烷菌的生長降解、穩(wěn)定有機(jī)物，產(chǎn)生含甲烷較多的消化氣截留懸浮固體，以改善出水水質(zhì)2022/7/2460河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法5.分段厭氧處理法二段式厭氧處理法可以采用不同構(gòu)筑物予以組合。例如對懸浮物高的工業(yè)廢水，采用厭氧接觸法與上流式厭氧污泥床反應(yīng)器串聯(lián)的組合，其流程如下圖。2022/7/2461河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法5.分段厭氧處理法在兩相厭氧工藝中，最本質(zhì)的特征是實(shí)現(xiàn)相的分離，方法主要有： 化學(xué)法：投加抑制劑或調(diào)整氧化還原電位，抑制產(chǎn)甲烷菌在產(chǎn)酸相中的生長； 物理法：采用選擇性

31、的半透明膜使進(jìn)入兩個(gè)反應(yīng)器的基質(zhì)有顯著的差別，以實(shí)現(xiàn)相的分離；2022/7/2462河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法5.分段厭氧處理法 動(dòng)力學(xué)控制法：利用產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌在生長速率上的差異，控制兩個(gè)反應(yīng)器的水力停留時(shí)間，使產(chǎn)甲烷菌無法在產(chǎn)酸相中生長。 目前應(yīng)用的最多的相分離的方法，是最后一種，即動(dòng)力學(xué)控制法。但實(shí)際上，很難做到相的完全分離。2022/7/2463河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié) 污水的厭氧生物處理方法6.第三代厭氧生物反應(yīng)器厭氧膨脹顆粒污泥床 內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器 升流式污泥床過濾器填料EGSB IC UBF2022/7/2464河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工

32、程學(xué)院第四節(jié) 厭氧生物處理法的設(shè)計(jì)2022/7/2465河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第四節(jié) 厭氧生物處理法的設(shè)計(jì)1.流程和設(shè)備的選擇2.厭氧反應(yīng)器的設(shè)計(jì)3.消化池的熱量計(jì)算4.工藝流程的設(shè)計(jì)5.沼氣的收集、貯存2022/7/2466河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第四節(jié) 厭氧生物處理法的設(shè)計(jì)1.流程和設(shè)備的選擇2.厭氧反應(yīng)器的設(shè)計(jì)3.消化池的熱量計(jì)算4.工藝流程的設(shè)計(jì)2022/7/2467河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第四節(jié) 厭氧生物處理法的設(shè)計(jì)1.流程和設(shè)備的選擇處理工藝和設(shè)備的選擇消化溫度選擇單級或兩級(段)消化2022/7/2468河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第四節(jié) 厭氧生物處理法的設(shè)

33、計(jì)2022/7/2469河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第四節(jié) 厭氧生物處理法的設(shè)計(jì)2.厭氧反應(yīng)器的設(shè)計(jì) 計(jì)算確定反應(yīng)器容積的常用參數(shù)是負(fù)荷率N和消化時(shí)間t，公式為： 產(chǎn)氣量一般可按0.40.5m3/kg(COD)進(jìn)行估算。2022/7/2470河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第四節(jié) 厭氧生物處理法的設(shè)計(jì)3.產(chǎn)氣量計(jì)算糖類、脂類和蛋白質(zhì)等有機(jī)物經(jīng)過厭氧消化能轉(zhuǎn)化為甲烷和CO2等 氣體，這樣的混合氣體統(tǒng)稱為沼氣；產(chǎn)生沼氣的數(shù)量和成分取決于被消化的有機(jī)物的化學(xué)組成，一般可以用下式進(jìn)行估算：2022/7/2471河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第四節(jié) 厭氧生物處理法的設(shè)計(jì)3.產(chǎn)氣量計(jì)算理論上認(rèn)為，1gCOD在厭氧條件下完全降解可以生成0.25 gCH4，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的甲烷氣體體積為0.35L；沼氣中CO2和CH4的百分含量不