處理廢水生物處理課件

Ch14工業(yè)廢水的生物處理

工業(yè)廢水的可生化性工業(yè)廢水的好氧生物處理活性污泥法生物膜法工業(yè)廢水的厭氧生物處理工業(yè)廢水的厭氧－好氧串聯(lián)生物處理Ch14工業(yè)廢水的生物處理工業(yè)廢水的可生化性14.1工業(yè)廢水的可生化性

（一）工業(yè)廢水可生化性的評(píng)價(jià)方法：水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)法（BOD/COD）微生物耗氧速率法脫氫酶活性法有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)法14.1工業(yè)廢水的可生化性（一）工業(yè)廢水可生化性的評(píng)價(jià)（二）可生化性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的問題：生物處理方法；微生物來源及濃度；有機(jī)物濃度、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、pH值、水溫、共存物質(zhì)。（二）可生化性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的問題：14.2工業(yè)廢水的好氧生物處理

（一）活性污泥法(ActivatedSludgeProcess)傳統(tǒng)活性污泥法(TraditionalActivatedSludgeProcess)氧化溝(OxidationDitch)SBR(SequencingBatchedReactor)14.2工業(yè)廢水的好氧生物處理（一）活性污泥法(Ac（二）生物膜法(Bio-filmProcess)接觸氧化法(ContactOxidationProcess)生物轉(zhuǎn)盤(BiologicalRotatingContactor)生物濾池(BiologicalFilter)（二）生物膜法(Bio-filmProcess)14.3工業(yè)廢水的生物處理廢水厭氧生物處理是環(huán)境工程與能源工程中的一項(xiàng)重要技術(shù)可用于處理有機(jī)污泥和高濃度有機(jī)廢水，也用于處理中、低濃度有機(jī)廢水14.3工業(yè)廢水的生物處理廢水厭氧生物處理是環(huán)境工程與（一）厭氧生物處理原理廢水的厭氧生物處理：指在無氧條件下，借助厭氧微生物的新陳代謝作用分解廢水中的有機(jī)物質(zhì)，并使之轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿拥臒o機(jī)物質(zhì)的處理過程。1979年出現(xiàn)了厭氧消化的三階段理論，主要包括：（一）厭氧生物處理原理廢水的厭氧生物處理：指在無氧條件下，借第一階段水解發(fā)酵階段，復(fù)雜的有機(jī)物在厭氧菌胞外酶的作用下，首先被分解成簡(jiǎn)單的有機(jī)物；這些簡(jiǎn)單的有機(jī)物在產(chǎn)酸菌的作用下經(jīng)過厭氧發(fā)酵和氧化轉(zhuǎn)化為乙酸、丙酸和丁酸等脂肪酸和醇類等。第二階段產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段，在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下，把第一階段的產(chǎn)物，如丙酸、丁酸等脂肪酸和醇類轉(zhuǎn)化為乙酸等物質(zhì)。第三階段產(chǎn)甲烷階段，產(chǎn)甲烷細(xì)菌利用第一階段和第二階段產(chǎn)生的乙酸、二氧化碳和氫轉(zhuǎn)化為甲烷。第一階段水解發(fā)酵階段，復(fù)雜的有機(jī)物在厭氧菌胞外酶的作用下，首（二）厭氧生物處理的特點(diǎn)與好氧生物處理法相比的優(yōu)點(diǎn)：⑴應(yīng)用范圍廣：適于處理中、高濃度廢水；幾百到上萬噸規(guī)模；⑵能耗低，是好氧處理的10~15%；且能夠產(chǎn)生大量能源；⑶負(fù)荷高（5～10kgBOD/m3.d，是好氧的10倍），占地少；⑷剩余污泥量少（是好氧的1/20），且其濃縮性和脫水性能良好。（二）厭氧生物處理的特點(diǎn)與好氧生物處理法相比的優(yōu)點(diǎn)：⑸對(duì)氮、磷營(yíng)養(yǎng)物的需求量少（BOD:N:P=200~400:5:1）⑹厭氧處理過程有一定的殺菌作用；⑺厭氧活性污泥可以長(zhǎng)期貯存（可保留一年以上），可間斷或季節(jié)性運(yùn)行。⑸對(duì)氮、磷營(yíng)養(yǎng)物的需求量少（BOD:N:P=200~400:與好氧生物處理法相比的缺點(diǎn)：處理后出水水質(zhì)較差，難以直接達(dá)標(biāo)，一般需要進(jìn)行后處理（一般在厭氧處理后串聯(lián)好氧處理）。由于厭氧細(xì)菌增殖緩慢，厭氧反應(yīng)器初次啟動(dòng)過程需時(shí)較長(zhǎng)，一般需要8～12周時(shí)間才能完成。厭氧微生物對(duì)有毒物質(zhì)和環(huán)境條件較為敏感，操作控制因素比較復(fù)雜，操作不當(dāng)可能導(dǎo)致反應(yīng)器運(yùn)行條件的惡化（產(chǎn)生臭味和腐蝕性的氣體）。與好氧生物處理法相比的缺點(diǎn)：（三）厭氧生物處理的主要影響因素溫度：產(chǎn)甲烷菌的溫度范圍是5～60℃，在35℃和53℃上下可以分別獲得較高的消化效率，溫度為40～45℃時(shí)，厭氧消化效率較低。各種產(chǎn)甲烷菌的適宜范圍不一致，且最適的溫度范圍較小pH值：產(chǎn)酸細(xì)菌對(duì)酸堿度不及甲烷細(xì)菌敏感，產(chǎn)酸細(xì)菌適宜的pH值4.5～8.0；產(chǎn)甲烷菌最適的pH值7.0～7.2，適宜的pH值6.6～7.4（三）厭氧生物處理的主要影響因素溫度：產(chǎn)甲烷菌的溫度范圍是5有機(jī)負(fù)荷：在一定范圍內(nèi)，隨著有機(jī)負(fù)荷的提高，產(chǎn)氣率趨向下降，而消化器的容積產(chǎn)氣量則增多。有機(jī)負(fù)荷過高，會(huì)使消化系統(tǒng)中污泥的流失速率大于增長(zhǎng)速率而降低消化效率；有機(jī)負(fù)荷過低，物料產(chǎn)氣率雖然可以提高，但容積產(chǎn)生率降低，反應(yīng)器容積將增大，使消化設(shè)備的利用效率降低，而增加投資和運(yùn)行費(fèi)用。厭氧活性污泥：厭氧活性污泥的濃度和性狀與消化的效能有密切的關(guān)系。在一定的范圍內(nèi)，活性污泥濃度愈高，厭氧消化的效率也愈高，但到了一定程度后，效率的提高不再明顯。有機(jī)負(fù)荷：在一定范圍內(nèi)，隨著有機(jī)負(fù)荷的提高，產(chǎn)氣率趨向下降，有毒物質(zhì)：厭氧系統(tǒng)中的有毒物質(zhì)會(huì)不同程度地對(duì)過程產(chǎn)生抑制作用，通常包括有毒有機(jī)物、重金屬離子和一些陰離子等氧化還原電位：產(chǎn)甲烷菌初始繁殖的環(huán)境條件是氧化還原電位不能高于-0.3V。在厭氧消化全過程中，不產(chǎn)甲烷階段可在兼氧條件下完成，氧化還原電位為＋0.1～-0.1V，而在產(chǎn)甲烷階段，氧化還原電位須控制為-0.3～-0.35V（中溫消化）與-0.56～-0.6V（高溫消化）攪拌和混合：攪拌可消除池內(nèi)的梯度，增加食料與微生物之間的接觸，避免產(chǎn)生分層，促進(jìn)沼氣分離，顯著地提高消化的效率有毒物質(zhì)：厭氧系統(tǒng)中的有毒物質(zhì)會(huì)不同程度地對(duì)過程產(chǎn)生抑制作用第一代厭氧反應(yīng)工藝：1880’s~1950’s開發(fā)的，HRT長(zhǎng)，效率低。第二代厭氧反應(yīng)工藝：1960’s開始，以提高厭氧微生物濃度和停留時(shí)間、縮短液體停留時(shí)間為目標(biāo)。第三代厭氧反應(yīng)工藝：1990’s后，微生物以顆粒污泥固定化方式存在于反應(yīng)器中，反應(yīng)器單位容積的生物量更高，能承受更高的水力負(fù)荷，并具有較高的有機(jī)污染物凈化效能。（五）厭氧生物反應(yīng)器第一代厭氧反應(yīng)工藝：1880’s~1950’s開發(fā)的，HRT第一代厭氧反應(yīng)工藝：1950’s以前開發(fā)的，典型代表：城市污水：①1881年法國(guó)Mouras的自動(dòng)凈化器：②1891年英國(guó)Moncriff的裝有填料的升流式反應(yīng)器：③1895年，英國(guó)設(shè)計(jì)的化糞池（SepticTank）；④1905年，德國(guó)的Imhoff池（雙層沉淀池）；剩余污泥：各種厭氧消化池等。第一代厭氧反應(yīng)工藝：特點(diǎn)：處理廢水的同時(shí)，也處理沉淀下來的污泥HRT長(zhǎng)（污泥處理時(shí):長(zhǎng)達(dá)90天，目前WWTP污泥處理20~30天）；處理效率低，處理效果不好；（由于廢水與污泥不分隔而影響出水水質(zhì)；雙層沉淀池則有了很大改進(jìn)，有上層沉淀池和下層消化池）具有濃臭的氣味（原污泥中含有的有機(jī)氮或硫酸鹽等在厭氧條件下分別轉(zhuǎn)化為氨氮或硫化氫）特點(diǎn)：第二代厭氧反應(yīng)工藝：1960’s開始，以提高厭氧微生物濃度和停留時(shí)間、縮短液體停留時(shí)間為目標(biāo)，SRT與HRT分離。典型代表：厭氧接觸池、厭氧濾池（AF）、升流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧流化床（AFB）、厭氧附著膜膨脹床（AAFEB）等。與第一代厭氧工藝相比，第二代工藝更加注重對(duì)系統(tǒng)環(huán)境條件的控制，反應(yīng)器中通常增加了溫控設(shè)施和攪拌裝置，通過不同的運(yùn)行方式在反應(yīng)器內(nèi)保持很高濃度的生物量。第二代厭氧反應(yīng)工藝：1960’s開始，以提高厭氧微生物濃度和特點(diǎn)：SRT長(zhǎng)，厭氧微生物濃度高；SRT與HRT分離，HRT短；效率高。特點(diǎn)：第三代厭氧反應(yīng)工藝：1990’s后，微生物以顆粒污泥固定化方式存在于反應(yīng)器中，反應(yīng)器單位容積的生物量更高，能承受更高的水力負(fù)荷，并具有較高的有機(jī)污染物凈化效能，具有較大的高徑比，占地面積小等。典型工藝有：厭氧膨脹顆粒污泥床（EGSB）、厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(IC)、升流式厭氧污泥床過濾器等。

EGSB反應(yīng)器：利用外加的出水循環(huán)使反應(yīng)器內(nèi)部形成很高的上升流速，提高反應(yīng)器內(nèi)的基質(zhì)與微生物之間的接觸和反應(yīng)，可以在較低溫度下處理較低濃度的有機(jī)廢水，如城市廢水等；

IC反應(yīng)器：主要應(yīng)用于處理高濃度有機(jī)廢水，依靠厭氧生物過程本身所產(chǎn)生的大量沼氣形成內(nèi)部混合液的充分循環(huán)與混合，可以達(dá)到更高的有機(jī)負(fù)荷

。第三代厭氧反應(yīng)工藝：1990’s后，微生物以顆粒污泥固定化方厭氧生物處理技術(shù)厭氧接觸法(AnaerobicContactProcess)厭氧生物濾池(AnaerobicFilter,AF)升流式厭氧污泥床(Up-flowAnaerobicSludgeBlanket,UASB)厭氧膨脹床（AnaerobicExpandedBed,AEB）和厭氧流化床（AnaerobicFluidizedBed,AFB)厭氧生物轉(zhuǎn)盤（AnaerobicRotatingBiologicalContactor）厭氧膨脹顆粒污泥床(ExpandedGranularSludgeBlanket,EGSB)厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器（InternalCirculation,IC）兩相厭氧消化工藝(AnaerobicDigester)厭氧生物處理技術(shù)厭氧接觸法(AnaerobicConta1.厭氧接觸法

機(jī)械、水力或壓縮沼氣的攪拌：完全混合狀態(tài)真空脫氣裝置：脫氣，提高沉淀池中混合液的固液分離效果沉淀池、沉淀污泥回流至消化池：SRT與HRT的分離，保持污泥濃度，降低HRT1.厭氧接觸法機(jī)械、水力或壓縮沼氣的攪拌：完全混合狀態(tài)1.厭氧接觸法

厭氧細(xì)菌生長(zhǎng)緩慢，基本可以作到不從系統(tǒng)中排放剩余污泥，則Qw=0

：1.厭氧接觸法厭氧細(xì)菌生長(zhǎng)緩慢，基本可以作到不從系統(tǒng)中排1.厭氧接觸法

普通厭氧消化池：因Xe=X，故c=HRT。中溫條件下，為滿足產(chǎn)甲烷菌的生長(zhǎng)繁殖，SRT要求20~30d，因此厭氧消化池的HRT為20~30d。厭氧接觸法：由X>>Xe，故HRT<<SRT；而且X越大，Xe越小，則HRT可以越短。1.厭氧接觸法普通厭氧消化池：因Xe=X，故c=1.厭氧接觸法

厭氧接觸法具有如下特點(diǎn)：⑴耐沖擊能力強(qiáng)（污泥濃度5～10gMLVSS/L）⑵消化池的容積負(fù)荷較普通消化池大大提高⑶可以直接處理懸浮固體含量較高或顆粒較大的料液；⑷出水的水質(zhì)好，但需增加沉淀池、污泥回流和脫氣設(shè)備；⑸混合液難于在沉淀池中進(jìn)行固液分離，污泥中脫氣不徹底，沉淀池中存在厭氧生化反應(yīng)

1.厭氧接觸法厭氧接觸法具有如下特點(diǎn)：1.厭氧接觸法

存在問題：厭氧污泥上附著小的氣泡，影響污泥的沉淀；且污泥在二沉池中還具有活性，還會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生沼氣，有可能導(dǎo)致已下沉的污泥上浮。改進(jìn)措施：①真空脫氣設(shè)備（真空度為500mmH2O）；②增加熱交換器，使污泥驟冷，暫時(shí)抑制厭氧污泥的活性。1.厭氧接觸法存在問題：厭氧污泥上附著小的氣泡，影響污泥2.厭氧生物濾池

厭氧生物濾池的構(gòu)造類似于一般的生物濾池，但池頂密封，產(chǎn)生的沼氣聚焦在池頂部罩內(nèi)，并從頂部引出。處理水所挾帶的生物膜，在濾后沉淀池分離。按水流方向，厭氧生物濾池可分為：升流式、降流式和升流式混合型。2.厭氧生物濾池厭氧生物濾池的構(gòu)造類似于一般的生物濾池，2.厭氧濾池

厭氧濾池（AnaerobicFilter，簡(jiǎn)稱AF）是世界上最早使用的污水生物處理構(gòu)筑物之一。1891年，Scott-Moncrieff在英格蘭建成了第一座使用石質(zhì)載體的池子，池子上部是濾層，污水自下而上通過濾層，使污水得到凈化。雖然這座池子只供處理10人生活污水，也未冠以厭氧生物濾池之名，但實(shí)質(zhì)上可以稱作厭氧生物濾池的首次應(yīng)用實(shí)例。到20世紀(jì)60年代，美國(guó)的McCarty等人將厭氧生物濾池發(fā)展成為第一個(gè)高速厭氧反應(yīng)器，容積負(fù)荷可達(dá)10-15kgCOD/m3.d。

2.厭氧濾池厭氧濾池（AnaerobicFilter，2.厭氧濾池

厭氧生物濾池的主要優(yōu)點(diǎn)是：微生物濃度較高，能承受較高的有機(jī)負(fù)荷及沖擊負(fù)荷；泥齡長(zhǎng)，HRT較短，反應(yīng)器的體積??；啟動(dòng)時(shí)間短，短時(shí)間停運(yùn)后再啟動(dòng)容易；不需攪拌和回流污泥，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，能耗低。2.厭氧濾池厭氧生物濾池的主要優(yōu)點(diǎn)是：2.厭氧濾池

AF工藝計(jì)算與設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：①濾料的選擇；②濾料體積的計(jì)算；③布水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；④沼氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。但目前尚無定型的設(shè)計(jì)計(jì)算程序。厭氧生物濾池的設(shè)計(jì)2.厭氧濾池AF工藝計(jì)算與設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：厭氧生物濾池的2.厭氧濾池

1)濾料體積的計(jì)算：

V=Q（Si–Se）/LvCOD2)常用設(shè)計(jì)參數(shù)：有機(jī)容積去除負(fù)荷可達(dá)0.5~12

kgCOD/m3.d；有機(jī)物去除率可達(dá)60~95%；濾料層的高度為2~5m；相鄰進(jìn)水孔口距離1~2m（不大于2m）；污泥排放口距離不大于3m。厭氧生物濾池的設(shè)計(jì)2.厭氧濾池1)濾料體積的計(jì)算：厭氧生物濾池的設(shè)計(jì)2.厭氧濾池

3)出水水質(zhì)Se：取決于對(duì)處理后出水的水質(zhì)要求；有機(jī)物去除率；所采用的有機(jī)負(fù)荷的高低。4)有機(jī)容積負(fù)荷的影響因素：廢水水質(zhì)，包括有機(jī)物的種類和濃度；濾料性質(zhì)；溫度；其它，如：pH值、營(yíng)養(yǎng)物、有毒物質(zhì)濃度等。 （無可靠資料可借鑒時(shí)，小試或中試試驗(yàn)確定）2.厭氧濾池3)出水水質(zhì)Se：取決于3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）UpflowAnaerobicSludgeBlanket，簡(jiǎn)稱UASB:是荷蘭農(nóng)業(yè)大學(xué)1974－1978年間研制出來的一種高效厭氧生物反應(yīng)器。據(jù)1993年的報(bào)道，國(guó)外至少已有300多座生產(chǎn)規(guī)模處理裝置在運(yùn)行，其中設(shè)備最大容積達(dá)15600m3。2#3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）UpflowAnaer3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）主要工藝特征：

①在反應(yīng)器的上部設(shè)置了氣、固、液三相分離器；②在反應(yīng)器底部設(shè)置了均勻布水系統(tǒng)；③反應(yīng)器內(nèi)的污泥能形成顆粒污泥（直徑0.5~4mm，濕比重1.04~1.08）；具有良好的沉降性能和很高的產(chǎn)甲烷活性。3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）主要工藝特征：①在反3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）與厭氧接觸法及厭氧生物濾池相比，UASB的主要特點(diǎn)：①污泥的顆?；狗磻?yīng)器內(nèi)的平均濃度50gVSS/L以上，污泥齡一般為30天以上；②反應(yīng)器的水力停留時(shí)間相應(yīng)較短；③反應(yīng)器具有很高的容積負(fù)荷；④不僅適于處理高、中濃度的有機(jī)工業(yè)廢水，也適于處理低濃度的城市污水；⑤集生物反應(yīng)和沉淀分離于一體，結(jié)構(gòu)緊湊；⑥無需設(shè)置填料，節(jié)省了費(fèi)用，提高了容積利用率；⑦一般也無需設(shè)置攪拌設(shè)備，上升水流和沼氣產(chǎn)生的上升氣流起到攪拌的作用；⑧構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作運(yùn)行方便。3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）與厭氧接觸法及厭氧生物濾UASB反應(yīng)器的組成進(jìn)水配水系統(tǒng)反應(yīng)區(qū)三相分離器出水系統(tǒng)氣室浮渣收集系統(tǒng)排泥系統(tǒng)等3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）UASB反應(yīng)器的組成進(jìn)水配水系統(tǒng)3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UUASB反應(yīng)器的型式1)開敞式UASB反應(yīng)器：頂部不加密封，或僅加一層不太密封的蓋板；多用于處理中、低濃度的有機(jī)廢水；其構(gòu)造較簡(jiǎn)單，易于施工安裝和維修。2)封閉式UASB反應(yīng)器：頂部加蓋密封，液面與池頂之間形成氣室；主要適用于高濃度有機(jī)廢水的處理；與傳統(tǒng)的厭氧消化池有一定的類似，其池頂也可以做成浮動(dòng)蓋式。3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）UASB反應(yīng)器的型式1)開敞式UASB反應(yīng)器：頂部不加密封3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）UASB產(chǎn)生的剩余顆粒污泥在常溫下可保存很長(zhǎng)時(shí)間而不損失活性，因此UASB采用剩余污泥接種，可使反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)間縮短到幾天之內(nèi)。產(chǎn)氣的攪拌作用使污泥床不斷運(yùn)動(dòng)而與廢水良好混合，因此UASB一般不易形成溝流。由于沒有填料，UASB有更大的空間容納污泥，容積負(fù)荷比其它厭氧處理工藝更高。由于沒有填料，UASB在投資和運(yùn)行成本上更節(jié)省，能耗低，操作維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)易。升流式厭氧污泥反應(yīng)器的特點(diǎn)3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）UASB產(chǎn)生的剩余顆粒污3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）優(yōu)點(diǎn)：⑴反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高；⑵有機(jī)負(fù)荷高，水力停留時(shí)間短，中溫消化；⑶反應(yīng)器內(nèi)設(shè)三相分離器，一般無污泥回流設(shè)備；⑷無混合攪拌設(shè)備；⑸污泥床內(nèi)不填載體，節(jié)省造價(jià)。缺點(diǎn)：⑴反應(yīng)器內(nèi)有短流的現(xiàn)象，影響處理能力⑵運(yùn)行啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)水質(zhì)和負(fù)荷突變比較敏感3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）優(yōu)點(diǎn)：3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容：①池型選擇、有效容積以及各主要部位尺寸的確定；②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；③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。

UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算組成：進(jìn)水配水系統(tǒng)反應(yīng)區(qū)三相分離器出水系統(tǒng)氣室浮渣收集系統(tǒng)排泥系統(tǒng)等3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容：UA①顆粒污泥的外觀：卵形、球形、絲形等；其平均直徑為1mm，一般為0.1~2mm，最大可達(dá)3~5mm；反應(yīng)區(qū)底部的顆粒污泥多以無機(jī)粒子作為核心，外包生物膜；顆粒的核心多為黑色，生物膜的表層則呈灰白色、淡黃色或暗綠色等；反應(yīng)區(qū)上部的顆粒污泥的揮發(fā)性相對(duì)較高；顆粒污泥質(zhì)軟，有一定的韌性和粘性。UASB反應(yīng)器中的顆粒污泥（了解）①顆粒污泥的外觀：UASB反應(yīng)器中的顆粒污泥（了解）②顆粒污泥的組成各類微生物、無機(jī)礦物以及有機(jī)的胞外多聚物等，VSS/SS一般為70~90%；顆粒污泥的主體是各類微生物，包括水解發(fā)酵菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、產(chǎn)甲烷菌，有時(shí)還會(huì)有硫酸鹽還原菌等，細(xì)菌總數(shù)為1~4×1012個(gè)/gVSS；顆粒污泥中C、H、N的比例為C約為40~50%、H約為7%、N約為10%；灰分含量因接種污泥的來源、處理水質(zhì)等的不同而有較大差距，一般灰分含量可達(dá)8.8~55%。胞外多聚物：在顆粒污泥的表面和內(nèi)部，透明發(fā)亮的粘液狀物質(zhì)，主要是多聚糖、蛋白質(zhì)和糖醛酸等；其存在有利于保持顆粒污泥的穩(wěn)定性。②顆粒污泥的組成3)顆粒污泥的生物活性顆粒污泥中的細(xì)菌是成層分布的，即外層中占優(yōu)勢(shì)的細(xì)菌是水解發(fā)酵菌，而內(nèi)層則是產(chǎn)甲烷菌；顆粒污泥實(shí)際上是一種生物與環(huán)境條件相互依存和優(yōu)化的生態(tài)系統(tǒng)，各種細(xì)菌形成了一條很完整的食物鏈，有利于種間氫和種間乙酸的傳遞，因此其活性很高。3)顆粒污泥的生物活性3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）4)顆粒污泥的培養(yǎng)條件培養(yǎng)出高濃度、高活性的顆粒污泥一般需要1~3個(gè)月；可以分為三個(gè)階段：?jiǎn)?dòng)期、顆粒污泥形成期、顆粒污泥成熟期。影響顆粒污泥形成的主要因素：①接種污泥的選擇；②維持穩(wěn)定的環(huán)境條件，如溫度、pH值等；③初始污泥負(fù)荷一般為0.05~0.1kgCOD/kgSS.d，容積負(fù)荷一般應(yīng)小于0.5kgCOD/m3.d；④保持反應(yīng)器中低的VFA濃度；⑤表面水力負(fù)荷應(yīng)大于0.3m3/m2.d，以保持較大的水力分級(jí)作用，沖走輕質(zhì)的絮體污泥；⑥進(jìn)水COD濃度不宜大于4000mg/l，否則可采取水回流或稀疏等措施；⑦進(jìn)水中可適當(dāng)提供無機(jī)微粒，特別可以補(bǔ)充鈣和鐵，同時(shí)應(yīng)補(bǔ)充微量元素(如Ni、Co、Mo)。3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）4)顆粒污泥的培養(yǎng)條件4.厭氧膨脹床和厭氧流化床AnaerobicExpanded/FluidizedBedReactor，簡(jiǎn)稱AEBR/AFBR：借鑒流態(tài)化技術(shù)的一種生物反應(yīng)裝置。以小粒徑載體（石英砂、活性炭、沸石、塑料顆粒等，粒徑多在0.2－1mm）為流化粒料，污水作為流化介質(zhì)，當(dāng)污水以升流式通過粒料床體時(shí)，污水上升流速使顆粒載體呈膨脹/流化狀態(tài)，污水與表面生長(zhǎng)厭氧生物膜的顆粒載體不斷接觸反應(yīng)，達(dá)到厭氧生物反應(yīng)處理污水的目的。

4.厭氧膨脹床和厭氧流化床AnaerobicExpande厭氧生物流化床膨脹床：膨脹率＝110～120％稱膨脹床，床體內(nèi)載體略有松動(dòng)，載體間空隙增加但仍保持互相接觸。流化床：膨脹率＝120～170％，上升流速增大到可以使載體在床體內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)而互不接觸。出水回流：使載體顆粒在反應(yīng)器內(nèi)膨脹或形成流化狀態(tài)；厭氧生物流化床膨脹床：膨脹率＝110～120％稱膨脹床，床體4.厭氧膨脹/流化床流態(tài)化能夠最大程度使厭氧污泥與污水接觸顆粒與流體相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度高，液膜擴(kuò)散阻力小。此外，顆粒表面生物膜厚度小，傳質(zhì)作用強(qiáng)。因此，生物化學(xué)過程進(jìn)行較快，污水在反應(yīng)器內(nèi)的水力停留時(shí)間短，處理效率高?？朔藚捬跎餅V池存在的堵塞和溝流問題。高容積負(fù)荷使反應(yīng)器體積減小，同時(shí)，由于其高度與直徑比例大于其它厭氧反應(yīng)器，因此，厭氧生物流化床占地面積小。厭氧膨脹/流化床的主要特點(diǎn)4.厭氧膨脹/流化床流態(tài)化能夠最大程度使厭氧污泥與污水接觸厭厭氧流化床存在的主要問題為了實(shí)現(xiàn)良好的流態(tài)化并使污泥與填料不致從反應(yīng)器流失，必須使生物膜顆粒保持均勻的形狀、大小和密度，但這在工程上是難以實(shí)現(xiàn)的，因此，穩(wěn)定的流態(tài)化液難以保證。為了獲得高的水流速度以保證流態(tài)化，流化床需要大量的回流水，導(dǎo)致能耗增大，成本提高。流化床設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題是底部進(jìn)水的均勻分布，盡管出現(xiàn)了多種布水方式，但在生產(chǎn)規(guī)模的設(shè)備中，均勻布水是非常困難的。

4.厭氧膨脹/流化床厭氧流化床存在的主要問題為了實(shí)現(xiàn)良好的流態(tài)化并使污泥與填料不5.厭氧生物轉(zhuǎn)盤（ARBC）AnaerobicRotatingBiologicalContactorProcess，是Pretorius等人于1975年廢水反硝化脫氮處理時(shí)提出的，1980年Tati等人開展了ARBC用于處理有機(jī)廢水的試驗(yàn)研究工作。5.厭氧生物轉(zhuǎn)盤（ARBC）AnaerobicRotati厭氧生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造 同“好”相似，不同的是ARBC反應(yīng)器是加蓋密閉的，圓盤全部浸沒于水中。厭氧生物轉(zhuǎn)盤的組成盤片密封的反應(yīng)槽轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)裝置厭氧生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造厭氧生物轉(zhuǎn)盤的組成微生物濃度高，有機(jī)負(fù)荷高，HRT短，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，老化生物膜脫離，生物膜保持較高活性廢水沿水平方向流動(dòng)，反應(yīng)槽高度小，節(jié)省了提升高度一般不需回流，節(jié)能且便于操作不會(huì)發(fā)生堵塞，可處理含較高SS的有機(jī)廢水多采用多級(jí)串聯(lián)，厭氧微生物在各級(jí)中分級(jí)，處理效果更好運(yùn)行管理方便（缺點(diǎn)）盤片成本較高，使裝置造價(jià)較高厭氧生物轉(zhuǎn)盤的特點(diǎn)微生物濃度高，有機(jī)負(fù)荷高，HRT短，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)厭氧生物目前還多處于小試階段國(guó)外：對(duì)多種廢水如牛奶廢水、奶牛糞、生活污水等的研究表明：在進(jìn)水TOC為110~6000mg/L的范圍內(nèi)，TOC的去除率可達(dá)60~80%，有機(jī)負(fù)荷可達(dá)20gTOC/m3.d國(guó)內(nèi)：對(duì)玉米淀粉廢水和酵母廢水的研究表明：其COD去除率可達(dá)70~90%，有機(jī)容積負(fù)荷可高達(dá)30~70gCOD/m3.d厭氧生物轉(zhuǎn)盤的應(yīng)用情況（了解）目前還多處于小試階段厭氧生物轉(zhuǎn)盤的應(yīng)用情況（了解）水力停留時(shí)間進(jìn)水水質(zhì)有機(jī)負(fù)荷率系統(tǒng)的分級(jí)影響厭氧生物轉(zhuǎn)盤運(yùn)行性能的因素水力停留時(shí)間影響厭氧生物轉(zhuǎn)盤運(yùn)行性能的因素6.厭氧擋板式反應(yīng)器（ABR）AnaerobicBaffledReactor（ABR）是美國(guó)Macarty于1982年開發(fā)的一種新型厭氧活性污泥法。ABR的開發(fā)：與UASB（1974~1978）同步由厭氧生物轉(zhuǎn)盤（1975~1980）發(fā)展而來：ARBC的轉(zhuǎn)盤不動(dòng)，全為固定盤ARBC6.厭氧擋板式反應(yīng)器（ABR）AnaerobicBaffl構(gòu)造及工藝流程在反應(yīng)器中設(shè)置多個(gè)垂直擋板，將反應(yīng)器分隔為數(shù)個(gè)上向流和下向流的小室，使廢水循序流過這些小室；上向流室較寬，便于污泥聚集；下向流室較窄，60O導(dǎo)流板便于送水入上向流的中心，使泥水充分混合，保持較高的污泥濃度；相當(dāng)于多個(gè)UASB反應(yīng)器的串聯(lián)；當(dāng)廢水濃度過高時(shí)，可將處理后的出水回流（保持進(jìn)水5~10g/L）。構(gòu)造及工藝流程系列UASB串連，具備UASB的工藝特點(diǎn)；良好的生物固體截留能力，無需三相分離器；推流串連，良好的生物分布；工藝簡(jiǎn)單，投資省，運(yùn)行費(fèi)用低；耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，適應(yīng)范圍廣；固液分離效果好，出水水質(zhì)好；運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)操作簡(jiǎn)便；ABR的主要特點(diǎn)系列UASB串連，具備UASB的工藝特點(diǎn)；ABR的主要特點(diǎn)7.復(fù)合厭氧法一個(gè)設(shè)備內(nèi)由幾種厭氧反應(yīng)器復(fù)合而成的厭氧處理法目前開發(fā)的多為UASB+AF復(fù)合而成的升流式厭氧污泥床過濾器（UpflowBlanketFilter,UBF），已經(jīng)工程應(yīng)用，效果良好。實(shí)際工程中，為減小占地，需要UASB向空中發(fā)展，但UASB反應(yīng)區(qū)4m，上部空間發(fā)揮作用不大。為減小占地又發(fā)揮空間的降解作用，提出了UBF，即在UASB污泥層（或懸浮層）上部加填料，填料上附著微生物，起到污泥攔截和增加生物量的作用。7.復(fù)合厭氧法一個(gè)設(shè)備內(nèi)由幾種厭氧反應(yīng)器復(fù)合而成的厭氧處理8.兩相厭氧消化工藝

實(shí)現(xiàn)了生物相的分離，使產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相分別在最優(yōu)條件下運(yùn)行，確保發(fā)揮兩大類微生物各自優(yōu)勢(shì)所需的條件，大幅度提高了廢水處理能力和反應(yīng)器的運(yùn)行穩(wěn)定性，又進(jìn)一步提高了厭氧法處理廢水的能力和范圍。

8.兩相厭氧消化工藝實(shí)現(xiàn)了生物相的分離，使產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷8.兩相厭氧消化工藝

主要特征：⑴產(chǎn)酸相反應(yīng)器可以在高的負(fù)荷下運(yùn)行，產(chǎn)甲烷相反應(yīng)器也在最佳的工作狀態(tài)下運(yùn)行，總體負(fù)荷比單相工藝有明顯提高。⑵兩相厭氧消化工藝運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定，承受沖擊負(fù)荷的能力強(qiáng)。⑶當(dāng)污水中含有大量硫酸鹽等抑制物時(shí)，通過在兩相反應(yīng)器中間增設(shè)H2S等有害物質(zhì)脫除裝置，降低產(chǎn)甲烷菌受抑制的程度。⑷工藝系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜。8.兩相厭氧消化工藝主要特征：14.4水解酸化－好氧生物處理工藝水解（酸化）工藝與厭氧發(fā)酵的區(qū)別：1）水解（酸化）工藝將厭氧反應(yīng)控制在水解、酸化階段，此階段的微生物主要是水解、產(chǎn)酸菌。在水解階段，固體物質(zhì)降解為溶解性物質(zhì)，大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)。在產(chǎn)酸階段，碳水化合物降解為脂肪酸。由于反應(yīng)交叉進(jìn)行，速度快，兩個(gè)階段難以分開，工程上用作好氧生物處理的預(yù)處理。14.4水解酸化－好氧生物處理工藝水解（酸化）工藝與厭氧發(fā)水解酸化－好氧生物處理工藝2）不需要密閉，不需要三相分離器，不需要加熱，便于維護(hù)運(yùn)行。3）由于反應(yīng)控制在酸化階段，無不良?xì)馕懂a(chǎn)生。4）水解（酸化）工藝反應(yīng)速度快，池體容積小，造價(jià)低。5）由于固體物質(zhì)的降解，污泥的VSS降低，剩余污泥量少。水解（酸化）工藝與厭氧發(fā)酵的區(qū)別水解酸化－好氧生物處理工藝2）不需要密閉，不需要三相分離器，城市污水水解酸化－好氧生物處理典型流程：水解酸化池前要有預(yù)處理措施，包括粗、細(xì)格柵和沉砂池等，以防止堵塞水解酸化池布水系統(tǒng)。沉砂池一般不用曝氣沉砂池，宜選用旋流式沉砂池，以便為后續(xù)的水解酸化工藝創(chuàng)造比較好的環(huán)境條件。二沉池排出的剩余污泥進(jìn)入水解酸化池，并定期從懸浮污泥層排放剩余污泥，經(jīng)濃縮與機(jī)械脫水后外運(yùn)。

城市污水水解酸化－好氧生物處理典型流程：水解酸化池前要有預(yù)處水解酸化-好氧處理工藝的技術(shù)特征可生化性提高，使得后續(xù)好氧生物處理的難度減小，好氧生物處理的HRT可以縮短。耐進(jìn)水沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。對(duì)于城市污水，水解酸化過程可大幅度地去除廢水中懸浮物或有機(jī)物，減輕后續(xù)好氧處理工藝負(fù)擔(dān)。水解酸化-好氧工藝所產(chǎn)生的剩余污泥，必要時(shí)可回流至水解酸化段，增加水解酸化段的污泥濃度，且降低整個(gè)工藝的產(chǎn)泥量、并提高剩余污泥的穩(wěn)定性。水解酸化設(shè)施在處理城市污水時(shí)，常用作初沉池，一池多用。水解酸化階段的微生物多為兼性菌，種類多，生長(zhǎng)快，對(duì)環(huán)境條件適應(yīng)性強(qiáng)，環(huán)境條件寬松，易于管理和控制。水解酸化-好氧處理工藝的技術(shù)特征可生化性提高，使得后續(xù)好氧生水解（酸化）+好氧工藝的應(yīng)用難降解工業(yè)廢水處理紡織印染廢水含聚乙烯醇（PVA）和表面活性劑廢水滌綸紡絲油劑廢水城市污水處理現(xiàn)有污水處理廠改造新建污水處理廠設(shè)計(jì)水解（酸化）+好氧工藝的應(yīng)用難降解工業(yè)廢水處理Ch14工業(yè)廢水的生物處理

工業(yè)廢水的可生化性工業(yè)廢水的好氧生物處理活性污泥法生物膜法工業(yè)廢水的厭氧生物處理工業(yè)廢水的厭氧－好氧串聯(lián)生物處理Ch14工業(yè)廢水的生物處理工業(yè)廢水的可生化性14.1工業(yè)廢水的可生化性

（一）工業(yè)廢水可生化性的評(píng)價(jià)方法：水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)法（BOD/COD）微生物耗氧速率法脫氫酶活性法有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)法14.1工業(yè)廢水的可生化性（一）工業(yè)廢水可生化性的評(píng)價(jià)（二）可生化性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的問題：生物處理方法；微生物來源及濃度；有機(jī)物濃度、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、pH值、水溫、共存物質(zhì)。（二）可生化性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的問題：14.2工業(yè)廢水的好氧生物處理

（一）活性污泥法(ActivatedSludgeProcess)傳統(tǒng)活性污泥法(TraditionalActivatedSludgeProcess)氧化溝(OxidationDitch)SBR(SequencingBatchedReactor)14.2工業(yè)廢水的好氧生物處理（一）活性污泥法(Ac（二）生物膜法(Bio-filmProcess)接觸氧化法(ContactOxidationProcess)生物轉(zhuǎn)盤(BiologicalRotatingContactor)生物濾池(BiologicalFilter)（二）生物膜法(Bio-filmProcess)14.3工業(yè)廢水的生物處理廢水厭氧生物處理是環(huán)境工程與能源工程中的一項(xiàng)重要技術(shù)可用于處理有機(jī)污泥和高濃度有機(jī)廢水，也用于處理中、低濃度有機(jī)廢水14.3工業(yè)廢水的生物處理廢水厭氧生物處理是環(huán)境工程與（一）厭氧生物處理原理廢水的厭氧生物處理：指在無氧條件下，借助厭氧微生物的新陳代謝作用分解廢水中的有機(jī)物質(zhì)，并使之轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿拥臒o機(jī)物質(zhì)的處理過程。1979年出現(xiàn)了厭氧消化的三階段理論，主要包括：（一）厭氧生物處理原理廢水的厭氧生物處理：指在無氧條件下，借第一階段水解發(fā)酵階段，復(fù)雜的有機(jī)物在厭氧菌胞外酶的作用下，首先被分解成簡(jiǎn)單的有機(jī)物；這些簡(jiǎn)單的有機(jī)物在產(chǎn)酸菌的作用下經(jīng)過厭氧發(fā)酵和氧化轉(zhuǎn)化為乙酸、丙酸和丁酸等脂肪酸和醇類等。第二階段產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段，在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下，把第一階段的產(chǎn)物，如丙酸、丁酸等脂肪酸和醇類轉(zhuǎn)化為乙酸等物質(zhì)。第三階段產(chǎn)甲烷階段，產(chǎn)甲烷細(xì)菌利用第一階段和第二階段產(chǎn)生的乙酸、二氧化碳和氫轉(zhuǎn)化為甲烷。第一階段水解發(fā)酵階段，復(fù)雜的有機(jī)物在厭氧菌胞外酶的作用下，首（二）厭氧生物處理的特點(diǎn)與好氧生物處理法相比的優(yōu)點(diǎn)：⑴應(yīng)用范圍廣：適于處理中、高濃度廢水；幾百到上萬噸規(guī)模；⑵能耗低，是好氧處理的10~15%；且能夠產(chǎn)生大量能源；⑶負(fù)荷高（5～10kgBOD/m3.d，是好氧的10倍），占地少；⑷剩余污泥量少（是好氧的1/20），且其濃縮性和脫水性能良好。（二）厭氧生物處理的特點(diǎn)與好氧生物處理法相比的優(yōu)點(diǎn)：⑸對(duì)氮、磷營(yíng)養(yǎng)物的需求量少（BOD:N:P=200~400:5:1）⑹厭氧處理過程有一定的殺菌作用；⑺厭氧活性污泥可以長(zhǎng)期貯存（可保留一年以上），可間斷或季節(jié)性運(yùn)行。⑸對(duì)氮、磷營(yíng)養(yǎng)物的需求量少（BOD:N:P=200~400:與好氧生物處理法相比的缺點(diǎn)：處理后出水水質(zhì)較差，難以直接達(dá)標(biāo)，一般需要進(jìn)行后處理（一般在厭氧處理后串聯(lián)好氧處理）。由于厭氧細(xì)菌增殖緩慢，厭氧反應(yīng)器初次啟動(dòng)過程需時(shí)較長(zhǎng)，一般需要8～12周時(shí)間才能完成。厭氧微生物對(duì)有毒物質(zhì)和環(huán)境條件較為敏感，操作控制因素比較復(fù)雜，操作不當(dāng)可能導(dǎo)致反應(yīng)器運(yùn)行條件的惡化（產(chǎn)生臭味和腐蝕性的氣體）。與好氧生物處理法相比的缺點(diǎn)：（三）厭氧生物處理的主要影響因素溫度：產(chǎn)甲烷菌的溫度范圍是5～60℃，在35℃和53℃上下可以分別獲得較高的消化效率，溫度為40～45℃時(shí)，厭氧消化效率較低。各種產(chǎn)甲烷菌的適宜范圍不一致，且最適的溫度范圍較小pH值：產(chǎn)酸細(xì)菌對(duì)酸堿度不及甲烷細(xì)菌敏感，產(chǎn)酸細(xì)菌適宜的pH值4.5～8.0；產(chǎn)甲烷菌最適的pH值7.0～7.2，適宜的pH值6.6～7.4（三）厭氧生物處理的主要影響因素溫度：產(chǎn)甲烷菌的溫度范圍是5有機(jī)負(fù)荷：在一定范圍內(nèi)，隨著有機(jī)負(fù)荷的提高，產(chǎn)氣率趨向下降，而消化器的容積產(chǎn)氣量則增多。有機(jī)負(fù)荷過高，會(huì)使消化系統(tǒng)中污泥的流失速率大于增長(zhǎng)速率而降低消化效率；有機(jī)負(fù)荷過低，物料產(chǎn)氣率雖然可以提高，但容積產(chǎn)生率降低，反應(yīng)器容積將增大，使消化設(shè)備的利用效率降低，而增加投資和運(yùn)行費(fèi)用。厭氧活性污泥：厭氧活性污泥的濃度和性狀與消化的效能有密切的關(guān)系。在一定的范圍內(nèi)，活性污泥濃度愈高，厭氧消化的效率也愈高，但到了一定程度后，效率的提高不再明顯。有機(jī)負(fù)荷：在一定范圍內(nèi)，隨著有機(jī)負(fù)荷的提高，產(chǎn)氣率趨向下降，有毒物質(zhì)：厭氧系統(tǒng)中的有毒物質(zhì)會(huì)不同程度地對(duì)過程產(chǎn)生抑制作用，通常包括有毒有機(jī)物、重金屬離子和一些陰離子等氧化還原電位：產(chǎn)甲烷菌初始繁殖的環(huán)境條件是氧化還原電位不能高于-0.3V。在厭氧消化全過程中，不產(chǎn)甲烷階段可在兼氧條件下完成，氧化還原電位為＋0.1～-0.1V，而在產(chǎn)甲烷階段，氧化還原電位須控制為-0.3～-0.35V（中溫消化）與-0.56～-0.6V（高溫消化）攪拌和混合：攪拌可消除池內(nèi)的梯度，增加食料與微生物之間的接觸，避免產(chǎn)生分層，促進(jìn)沼氣分離，顯著地提高消化的效率有毒物質(zhì)：厭氧系統(tǒng)中的有毒物質(zhì)會(huì)不同程度地對(duì)過程產(chǎn)生抑制作用第一代厭氧反應(yīng)工藝：1880’s~1950’s開發(fā)的，HRT長(zhǎng)，效率低。第二代厭氧反應(yīng)工藝：1960’s開始，以提高厭氧微生物濃度和停留時(shí)間、縮短液體停留時(shí)間為目標(biāo)。第三代厭氧反應(yīng)工藝：1990’s后，微生物以顆粒污泥固定化方式存在于反應(yīng)器中，反應(yīng)器單位容積的生物量更高，能承受更高的水力負(fù)荷，并具有較高的有機(jī)污染物凈化效能。（五）厭氧生物反應(yīng)器第一代厭氧反應(yīng)工藝：1880’s~1950’s開發(fā)的，HRT第一代厭氧反應(yīng)工藝：1950’s以前開發(fā)的，典型代表：城市污水：①1881年法國(guó)Mouras的自動(dòng)凈化器：②1891年英國(guó)Moncriff的裝有填料的升流式反應(yīng)器：③1895年，英國(guó)設(shè)計(jì)的化糞池（SepticTank）；④1905年，德國(guó)的Imhoff池（雙層沉淀池）；剩余污泥：各種厭氧消化池等。第一代厭氧反應(yīng)工藝：特點(diǎn)：處理廢水的同時(shí)，也處理沉淀下來的污泥HRT長(zhǎng)（污泥處理時(shí):長(zhǎng)達(dá)90天，目前WWTP污泥處理20~30天）；處理效率低，處理效果不好；（由于廢水與污泥不分隔而影響出水水質(zhì)；雙層沉淀池則有了很大改進(jìn)，有上層沉淀池和下層消化池）具有濃臭的氣味（原污泥中含有的有機(jī)氮或硫酸鹽等在厭氧條件下分別轉(zhuǎn)化為氨氮或硫化氫）特點(diǎn)：第二代厭氧反應(yīng)工藝：1960’s開始，以提高厭氧微生物濃度和停留時(shí)間、縮短液體停留時(shí)間為目標(biāo)，SRT與HRT分離。典型代表：厭氧接觸池、厭氧濾池（AF）、升流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧流化床（AFB）、厭氧附著膜膨脹床（AAFEB）等。與第一代厭氧工藝相比，第二代工藝更加注重對(duì)系統(tǒng)環(huán)境條件的控制，反應(yīng)器中通常增加了溫控設(shè)施和攪拌裝置，通過不同的運(yùn)行方式在反應(yīng)器內(nèi)保持很高濃度的生物量。第二代厭氧反應(yīng)工藝：1960’s開始，以提高厭氧微生物濃度和特點(diǎn)：SRT長(zhǎng)，厭氧微生物濃度高；SRT與HRT分離，HRT短；效率高。特點(diǎn)：第三代厭氧反應(yīng)工藝：1990’s后，微生物以顆粒污泥固定化方式存在于反應(yīng)器中，反應(yīng)器單位容積的生物量更高，能承受更高的水力負(fù)荷，并具有較高的有機(jī)污染物凈化效能，具有較大的高徑比，占地面積小等。典型工藝有：厭氧膨脹顆粒污泥床（EGSB）、厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(IC)、升流式厭氧污泥床過濾器等。

EGSB反應(yīng)器：利用外加的出水循環(huán)使反應(yīng)器內(nèi)部形成很高的上升流速，提高反應(yīng)器內(nèi)的基質(zhì)與微生物之間的接觸和反應(yīng)，可以在較低溫度下處理較低濃度的有機(jī)廢水，如城市廢水等；

IC反應(yīng)器：主要應(yīng)用于處理高濃度有機(jī)廢水，依靠厭氧生物過程本身所產(chǎn)生的大量沼氣形成內(nèi)部混合液的充分循環(huán)與混合，可以達(dá)到更高的有機(jī)負(fù)荷

。第三代厭氧反應(yīng)工藝：1990’s后，微生物以顆粒污泥固定化方厭氧生物處理技術(shù)厭氧接觸法(AnaerobicContactProcess)厭氧生物濾池(AnaerobicFilter,AF)升流式厭氧污泥床(Up-flowAnaerobicSludgeBlanket,UASB)厭氧膨脹床（AnaerobicExpandedBed,AEB）和厭氧流化床（AnaerobicFluidizedBed,AFB)厭氧生物轉(zhuǎn)盤（AnaerobicRotatingBiologicalContactor）厭氧膨脹顆粒污泥床(ExpandedGranularSludgeBlanket,EGSB)厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器（InternalCirculation,IC）兩相厭氧消化工藝(AnaerobicDigester)厭氧生物處理技術(shù)厭氧接觸法(AnaerobicConta1.厭氧接觸法

機(jī)械、水力或壓縮沼氣的攪拌：完全混合狀態(tài)真空脫氣裝置：脫氣，提高沉淀池中混合液的固液分離效果沉淀池、沉淀污泥回流至消化池：SRT與HRT的分離，保持污泥濃度，降低HRT1.厭氧接觸法機(jī)械、水力或壓縮沼氣的攪拌：完全混合狀態(tài)1.厭氧接觸法

厭氧細(xì)菌生長(zhǎng)緩慢，基本可以作到不從系統(tǒng)中排放剩余污泥，則Qw=0

：1.厭氧接觸法厭氧細(xì)菌生長(zhǎng)緩慢，基本可以作到不從系統(tǒng)中排1.厭氧接觸法

普通厭氧消化池：因Xe=X，故c=HRT。中溫條件下，為滿足產(chǎn)甲烷菌的生長(zhǎng)繁殖，SRT要求20~30d，因此厭氧消化池的HRT為20~30d。厭氧接觸法：由X>>Xe，故HRT<<SRT；而且X越大，Xe越小，則HRT可以越短。1.厭氧接觸法普通厭氧消化池：因Xe=X，故c=1.厭氧接觸法

厭氧接觸法具有如下特點(diǎn)：⑴耐沖擊能力強(qiáng)（污泥濃度5～10gMLVSS/L）⑵消化池的容積負(fù)荷較普通消化池大大提高⑶可以直接處理懸浮固體含量較高或顆粒較大的料液；⑷出水的水質(zhì)好，但需增加沉淀池、污泥回流和脫氣設(shè)備；⑸混合液難于在沉淀池中進(jìn)行固液分離，污泥中脫氣不徹底，沉淀池中存在厭氧生化反應(yīng)

1.厭氧接觸法厭氧接觸法具有如下特點(diǎn)：1.厭氧接觸法

存在問題：厭氧污泥上附著小的氣泡，影響污泥的沉淀；且污泥在二沉池中還具有活性，還會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生沼氣，有可能導(dǎo)致已下沉的污泥上浮。改進(jìn)措施：①真空脫氣設(shè)備（真空度為500mmH2O）；②增加熱交換器，使污泥驟冷，暫時(shí)抑制厭氧污泥的活性。1.厭氧接觸法存在問題：厭氧污泥上附著小的氣泡，影響污泥2.厭氧生物濾池

厭氧生物濾池的構(gòu)造類似于一般的生物濾池，但池頂密封，產(chǎn)生的沼氣聚焦在池頂部罩內(nèi)，并從頂部引出。處理水所挾帶的生物膜，在濾后沉淀池分離。按水流方向，厭氧生物濾池可分為：升流式、降流式和升流式混合型。2.厭氧生物濾池厭氧生物濾池的構(gòu)造類似于一般的生物濾池，2.厭氧濾池

厭氧濾池（AnaerobicFilter，簡(jiǎn)稱AF）是世界上最早使用的污水生物處理構(gòu)筑物之一。1891年，Scott-Moncrieff在英格蘭建成了第一座使用石質(zhì)載體的池子，池子上部是濾層，污水自下而上通過濾層，使污水得到凈化。雖然這座池子只供處理10人生活污水，也未冠以厭氧生物濾池之名，但實(shí)質(zhì)上可以稱作厭氧生物濾池的首次應(yīng)用實(shí)例。到20世紀(jì)60年代，美國(guó)的McCarty等人將厭氧生物濾池發(fā)展成為第一個(gè)高速厭氧反應(yīng)器，容積負(fù)荷可達(dá)10-15kgCOD/m3.d。

2.厭氧濾池厭氧濾池（AnaerobicFilter，2.厭氧濾池

厭氧生物濾池的主要優(yōu)點(diǎn)是：微生物濃度較高，能承受較高的有機(jī)負(fù)荷及沖擊負(fù)荷；泥齡長(zhǎng)，HRT較短，反應(yīng)器的體積??；啟動(dòng)時(shí)間短，短時(shí)間停運(yùn)后再啟動(dòng)容易；不需攪拌和回流污泥，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，能耗低。2.厭氧濾池厭氧生物濾池的主要優(yōu)點(diǎn)是：2.厭氧濾池

AF工藝計(jì)算與設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：①濾料的選擇；②濾料體積的計(jì)算；③布水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；④沼氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。但目前尚無定型的設(shè)計(jì)計(jì)算程序。厭氧生物濾池的設(shè)計(jì)2.厭氧濾池AF工藝計(jì)算與設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：厭氧生物濾池的2.厭氧濾池

1)濾料體積的計(jì)算：

V=Q（Si–Se）/LvCOD2)常用設(shè)計(jì)參數(shù)：有機(jī)容積去除負(fù)荷可達(dá)0.5~12

kgCOD/m3.d；有機(jī)物去除率可達(dá)60~95%；濾料層的高度為2~5m；相鄰進(jìn)水孔口距離1~2m（不大于2m）；污泥排放口距離不大于3m。厭氧生物濾池的設(shè)計(jì)2.厭氧濾池1)濾料體積的計(jì)算：厭氧生物濾池的設(shè)計(jì)2.厭氧濾池

3)出水水質(zhì)Se：取決于對(duì)處理后出水的水質(zhì)要求；有機(jī)物去除率；所采用的有機(jī)負(fù)荷的高低。4)有機(jī)容積負(fù)荷的影響因素：廢水水質(zhì)，包括有機(jī)物的種類和濃度；濾料性質(zhì)；溫度；其它，如：pH值、營(yíng)養(yǎng)物、有毒物質(zhì)濃度等。 （無可靠資料可借鑒時(shí)，小試或中試試驗(yàn)確定）2.厭氧濾池3)出水水質(zhì)Se：取決于3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）UpflowAnaerobicSludgeBlanket，簡(jiǎn)稱UASB:是荷蘭農(nóng)業(yè)大學(xué)1974－1978年間研制出來的一種高效厭氧生物反應(yīng)器。據(jù)1993年的報(bào)道，國(guó)外至少已有300多座生產(chǎn)規(guī)模處理裝置在運(yùn)行，其中設(shè)備最大容積達(dá)15600m3。2#3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）UpflowAnaer3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）主要工藝特征：

①在反應(yīng)器的上部設(shè)置了氣、固、液三相分離器；②在反應(yīng)器底部設(shè)置了均勻布水系統(tǒng)；③反應(yīng)器內(nèi)的污泥能形成顆粒污泥（直徑0.5~4mm，濕比重1.04~1.08）；具有良好的沉降性能和很高的產(chǎn)甲烷活性。3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）主要工藝特征：①在反3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）與厭氧接觸法及厭氧生物濾池相比，UASB的主要特點(diǎn)：①污泥的顆?；狗磻?yīng)器內(nèi)的平均濃度50gVSS/L以上，污泥齡一般為30天以上；②反應(yīng)器的水力停留時(shí)間相應(yīng)較短；③反應(yīng)器具有很高的容積負(fù)荷；④不僅適于處理高、中濃度的有機(jī)工業(yè)廢水，也適于處理低濃度的城市污水；⑤集生物反應(yīng)和沉淀分離于一體，結(jié)構(gòu)緊湊；⑥無需設(shè)置填料，節(jié)省了費(fèi)用，提高了容積利用率；⑦一般也無需設(shè)置攪拌設(shè)備，上升水流和沼氣產(chǎn)生的上升氣流起到攪拌的作用；⑧構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作運(yùn)行方便。3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）與厭氧接觸法及厭氧生物濾UASB反應(yīng)器的組成進(jìn)水配水系統(tǒng)反應(yīng)區(qū)三相分離器出水系統(tǒng)氣室浮渣收集系統(tǒng)排泥系統(tǒng)等3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）UASB反應(yīng)器的組成進(jìn)水配水系統(tǒng)3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UUASB反應(yīng)器的型式1)開敞式UASB反應(yīng)器：頂部不加密封，或僅加一層不太密封的蓋板；多用于處理中、低濃度的有機(jī)廢水；其構(gòu)造較簡(jiǎn)單，易于施工安裝和維修。2)封閉式UASB反應(yīng)器：頂部加蓋密封，液面與池頂之間形成氣室；主要適用于高濃度有機(jī)廢水的處理；與傳統(tǒng)的厭氧消化池有一定的類似，其池頂也可以做成浮動(dòng)蓋式。3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）UASB反應(yīng)器的型式1)開敞式UASB反應(yīng)器：頂部不加密封3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）UASB產(chǎn)生的剩余顆粒污泥在常溫下可保存很長(zhǎng)時(shí)間而不損失活性，因此UASB采用剩余污泥接種，可使反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)間縮短到幾天之內(nèi)。產(chǎn)氣的攪拌作用使污泥床不斷運(yùn)動(dòng)而與廢水良好混合，因此UASB一般不易形成溝流。由于沒有填料，UASB有更大的空間容納污泥，容積負(fù)荷比其它厭氧處理工藝更高。由于沒有填料，UASB在投資和運(yùn)行成本上更節(jié)省，能耗低，操作維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)易。升流式厭氧污泥反應(yīng)器的特點(diǎn)3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）UASB產(chǎn)生的剩余顆粒污3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）優(yōu)點(diǎn)：⑴反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高；⑵有機(jī)負(fù)荷高，水力停留時(shí)間短，中溫消化；⑶反應(yīng)器內(nèi)設(shè)三相分離器，一般無污泥回流設(shè)備；⑷無混合攪拌設(shè)備；⑸污泥床內(nèi)不填載體，節(jié)省造價(jià)。缺點(diǎn)：⑴反應(yīng)器內(nèi)有短流的現(xiàn)象，影響處理能力⑵運(yùn)行啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)水質(zhì)和負(fù)荷突變比較敏感3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）優(yōu)點(diǎn)：3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容：①池型選擇、有效容積以及各主要部位尺寸的確定；②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；③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。

UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算組成：進(jìn)水配水系統(tǒng)反應(yīng)區(qū)三相分離器出水系統(tǒng)氣室浮渣收集系統(tǒng)排泥系統(tǒng)等3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容：UA①顆粒污泥的外觀：卵形、球形、絲形等；其平均直徑為1mm，一般為0.1~2mm，最大可達(dá)3~5mm；反應(yīng)區(qū)底部的顆粒污泥多以無機(jī)粒子作為核心，外包生物膜；顆粒的核心多為黑色，生物膜的表層則呈灰白色、淡黃色或暗綠色等；反應(yīng)區(qū)上部的顆粒污泥的揮發(fā)性相對(duì)較高；顆粒污泥質(zhì)軟，有一定的韌性和粘性。UASB反應(yīng)器中的顆粒污泥（了解）①顆粒污泥的外觀：UASB反應(yīng)器中的顆粒污泥（了解）②顆粒污泥的組成各類微生物、無機(jī)礦物以及有機(jī)的胞外多聚物等，VSS/SS一般為70~90%；顆粒污泥的主體是各類微生物，包括水解發(fā)酵菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、產(chǎn)甲烷菌，有時(shí)還會(huì)有硫酸鹽還原菌等，細(xì)菌總數(shù)為1~4×1012個(gè)/gVSS；顆粒污泥中C、H、N的比例為C約為40~50%、H約為7%、N約為10%；灰分含量因接種污泥的來源、處理水質(zhì)等的不同而有較大差距，一般灰分含量可達(dá)8.8~55%。胞外多聚物：在顆粒污泥的表面和內(nèi)部，透明發(fā)亮的粘液狀物質(zhì)，主要是多聚糖、蛋白質(zhì)和糖醛酸等；其存在有利于保持顆粒污泥的穩(wěn)定性。②顆粒污泥的組成3)顆粒污泥的生物活性顆粒污泥中的細(xì)菌是成層分布的，即外層中占優(yōu)勢(shì)的細(xì)菌是水解發(fā)酵菌，而內(nèi)層則是產(chǎn)甲烷菌；顆粒污泥實(shí)際上是一種生物與環(huán)境條件相互依存和優(yōu)化的生態(tài)系統(tǒng)，各種細(xì)菌形成了一條很完整的食物鏈，有利于種間氫和種間乙酸的傳遞，因此其活性很高。3)顆粒污泥的生物活性3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）4)顆粒污泥的培養(yǎng)條件培養(yǎng)出高濃度、高活性的顆粒污泥一般需要1~3個(gè)月；可以分為三個(gè)階段：?jiǎn)?dòng)期、顆粒污泥形成期、顆粒污泥成熟期。影響顆粒污泥形成的主要因素：①接種污泥的選擇；②維持穩(wěn)定的環(huán)境條件，如溫度、pH值等；③初始污泥負(fù)荷一般為0.05~0.1kgCOD/kgSS.d，容積負(fù)荷一般應(yīng)小于0.5kgCOD/m3.d；④保持反應(yīng)器中低的VFA濃度；⑤表面水力負(fù)荷應(yīng)大于0.3m3/m2.d，以保持較大的水力分級(jí)作用，沖走輕質(zhì)的絮體污泥；⑥進(jìn)水COD濃度不宜大于4000mg/l，否則可采取水回流或稀疏等措施；⑦進(jìn)水中可適當(dāng)提供無機(jī)微粒，特別可以補(bǔ)充鈣和鐵，同時(shí)應(yīng)補(bǔ)充微量元素(如Ni、Co、Mo)。3.升流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）4)顆粒污泥的培養(yǎng)條件4.厭氧膨脹床和厭氧流化床AnaerobicExpanded/FluidizedBedReactor，簡(jiǎn)稱AEBR/AFBR：借鑒流態(tài)化技術(shù)的一種生物反應(yīng)裝置。以小粒徑載體（石英砂、活性炭、沸石、塑料顆粒等，粒徑多在0.2－1mm）為流化粒料，污水作為流化介質(zhì)，當(dāng)污水以升流式通過粒料床體時(shí)，污水上升流速使顆粒載體呈膨脹/流化狀態(tài)，污水與表面生長(zhǎng)厭氧生物膜的顆粒載體不斷接觸反應(yīng)，達(dá)到厭氧生物反應(yīng)處理污水的目的。

4.厭氧膨脹床和厭氧流化床AnaerobicExpande厭氧生物流化床膨脹床：膨脹率＝110～120％稱膨脹床，床體內(nèi)載體略有松動(dòng)，載體間空隙增加但仍保持互相接觸。流化床：膨脹率＝120～170％，上升流速增大到可以使載體在床體內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)而互不接觸。出水回流：使載體顆粒在反應(yīng)器內(nèi)膨脹或形成流化狀態(tài)；厭氧生物流化床膨脹床：膨脹率＝110～120％稱膨脹床，床體4.厭氧膨脹/流化床流態(tài)化能夠最大程度使厭氧污泥與污水接觸顆粒與流體相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度高，液膜擴(kuò)散阻力小。此外，顆粒表面生物膜厚度小，傳質(zhì)作用強(qiáng)。因此，生物化學(xué)過程進(jìn)行較快，污水在反應(yīng)器內(nèi)的水力停留時(shí)間短，處理效率高?？朔藚捬跎餅V池存在的堵塞和溝流問題。高容積負(fù)荷使反應(yīng)器體積減小，同時(shí)，由于其高度與直徑比例大于其它厭氧反應(yīng)器，因此，厭氧生物流化床占地面積小。厭氧膨脹/流化床的主要特點(diǎn)4.厭氧膨脹/流化床流態(tài)化能夠最大程度使厭氧污泥與污水接觸厭厭氧流化床存在的主要問題為了實(shí)現(xiàn)良好的流態(tài)化并使污泥與填料不致從反應(yīng)器流失，必須使生物膜顆粒保持均勻的形狀、大小和密度，但這在工程上是難以實(shí)現(xiàn)的，因此，穩(wěn)定的流態(tài)化液難以保證。為了獲得高的水流速度以保證流態(tài)化，流化床需要大量的回流水，導(dǎo)致能耗增大，成本提高。流化床設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題是底部進(jìn)水的均勻分布，盡管出現(xiàn)了多種布水方式，但在生產(chǎn)規(guī)模的設(shè)備中，均勻布水是非常困難的。

4.厭氧膨脹/流化床厭氧流化床存在的主要問題為了實(shí)現(xiàn)良好的流態(tài)化并使污泥與填料不5.厭氧生物轉(zhuǎn)盤（ARBC）AnaerobicRotatingBiologicalContactorProcess，是Pretorius等人于1975年廢水反硝化脫氮處理時(shí)提出的，1980年Tati等人開展了ARBC用于處理有機(jī)廢水的試驗(yàn)研究工作。5.厭氧生物轉(zhuǎn)盤（ARBC）AnaerobicRotati厭氧生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造 同“好”相似，不同的是ARBC反應(yīng)器是加蓋密閉的，圓盤全部浸沒于水中。厭氧生物轉(zhuǎn)盤的組成盤片密封的反應(yīng)槽轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)裝置厭氧生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造厭氧生物轉(zhuǎn)盤的組成微生物濃度高，有機(jī)負(fù)荷高，HRT短，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，老化生物膜脫離，生物膜保持較高活性廢水沿水平方向流動(dòng)，反應(yīng)槽高度小，節(jié)省了提升高度一般不需回流，節(jié)能且便于操作不會(huì)發(fā)生堵塞，可處理含較高SS的有機(jī)廢水多采用多級(jí)串聯(lián)，厭氧微生物在各級(jí)中分級(jí)，處理效果更