廢水厭氧生物處理工藝

關于廢水厭氧生物處理工藝第一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一廢水厭氧生物處理工藝第二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一厭氧生物處理原理含可溶性、不溶性碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)的廢水水解階段溶解性單體（糖、氨基酸）發(fā)酵階段H2、CO2、有機酸乙酸、丙酸、丁酸、乳酸和乙醇產(chǎn)乙酸階段H2、CO2、乙酸產(chǎn)甲烷階段CH4、CO2第三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一厭氧生物處理的主要特征主要優(yōu)點：能耗低，且還可回收生物能（沼氣）；污泥產(chǎn)量低；可間歇運行；負荷高，占地??；厭氧微生物有可能對好氧微生物不能降解的某些有機物進行降解或部分降解；第四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一厭氧生物處理的主要特征主要缺點：設備啟動和處理時間長；對溫度、pH等環(huán)境因素較敏感；出水水質(zhì)較差，需進一步利用好氧法進行處理；氣味較大；對氨氮的去除效果不好。第五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一好氧生物降解與厭氧生物降解的比較

好氧生物降解厭氧生物降解微生物種類:好氧微生物(較簡)厭氧微生物(復雜)降解速率:快慢降解途徑:碳降解氨降解碳降解對氧的要求:適當?shù)娜芙庋鯚o溶解氧溫度要求:常溫常溫-中溫-高溫環(huán)境條件:適應范圍寬適應范圍較窄營養(yǎng)物質(zhì):100:5:1200:5:1最終產(chǎn)物:H2O、CO2CH4、H2O、CO2

基建費用:較低較高運行費用:較高較低回收能源第六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一厭氧生物處理工藝早期處理工藝：處理城市污水的化糞池、雙層沉淀池等；處理剩余污泥的各種厭氧消化池等。現(xiàn)代高速厭氧反應器：70年代后發(fā)展起來的用于處理高濃度有機廢水的厭氧接觸法、厭氧濾池、上流式厭氧污泥層（床）反應器、厭氧流化床、

厭氧附著膜膨脹床、厭氧生物轉(zhuǎn)盤、擋板式厭氧反應器。新型厭氧反應器：90年代以后，在UASB反應器基礎上又發(fā)展起來了EGSB和IC反應器。EGSB反應器，處理低溫低濃度的有機廢水；IC反應器，處理高濃度有機廢水，可達到更高的有機負荷。第七頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一世界范圍內(nèi)厭氧工藝的應用情況

（截止1999年3月共1303個項目）第八頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一國內(nèi)厭氧反應器的應用（共219個項目）第九頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一上流式厭氧污泥床(UASB)反應器UpflowAnaerobicSludgeBedReactor,簡稱UASB反應器；70年代，荷蘭Wageningen農(nóng)業(yè)大學，Lettinga教授第十頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一1、UASB反應器的工作原理與構(gòu)造(1)進水配水系統(tǒng)(2)反應區(qū)

(3)三相分離器(4)出水系統(tǒng)沼氣出水進水(5)集氣罩懸浮污泥區(qū)顆粒污泥區(qū)第十一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一1）進水配水系統(tǒng)脈沖式布水與連續(xù)流布水底部穿孔管與分枝管上部一管一孔式配水第十二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一UASB反應器的布水裝置——脈沖式布水北京市環(huán)科院應用于房亭酒廠的實例第十三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一UASB反應器的布水裝置——一管多孔配水系統(tǒng)第十四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一UASB反應器的布水裝置——一管多孔配水系統(tǒng)進水配水系統(tǒng)三相分離器第十五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一UASB反應器的布水裝置——分枝式配水系統(tǒng)第十六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一UASB反應器的布水裝置——一管一孔配水系統(tǒng)第十七頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一2）三相分離器

三相分離器的基本構(gòu)造第十八頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一三相分離器的布置形式第十九頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一UASB反應器中的三相分離器第二十頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一UASB反應器的三相分離器——PAQUES第二十一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一UASB反應器的三相分離器——BIOTHANE第二十二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一3）UASB反應器中的沼氣系統(tǒng)進水閘門井格柵一泵房轉(zhuǎn)鼓過濾機調(diào)節(jié)池二泵房UASB排入下水道污泥脫水機污泥濃縮池污泥泵

北京啤酒廠廢水處理工藝流程圖污泥利用氣水分離計量表水封氣柜阻火器沼氣利用第二十三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一UASB反應器中的沼氣系統(tǒng)——沼氣柜第二十四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一其它4）出水系統(tǒng)5）浮渣清除系統(tǒng)6）排泥系統(tǒng)7）加熱和保溫；8）防腐等第二十五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一2、UASB反應器的工藝特征：設置了氣、固、液三相分離器；設置了均勻布水系統(tǒng)；反應器內(nèi)的污泥能形成顆粒污泥：——直徑為0.1~0.5cm，濕比重為1.04~1.08；——具有良好的沉降性能和很高的產(chǎn)甲烷活性?！勰酀舛瓤蛇_50gVSS/l以上，污泥齡一般為30天以上；水力停留時間大大縮短，具有很高的容積負荷；適于處理高、中濃度有機工業(yè)廢水，也可以處理低濃度城市污水；將生物反應與沉淀分離集中在一個反應器內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊；無需設置填料，節(jié)省費用，提高容積利用率。第二十六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一3、UASB反應器的型式斷面形狀多為圓形或矩形，矩形斷面便于三相分離器的設計和施工；常為鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；一般不加熱；多采用保溫措施；必須采取防腐措施。主要有兩種型式：

1）開敞式UASB反應器

2）封閉式UASB反應器第二十七頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一1）開敞式UASB反應器頂部不加密封，或僅加一層不密封的蓋板；多用于處理中低濃度的有機廢水；構(gòu)造較簡單，易于施工安裝和維修。第二十八頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一2）封閉式UASB反應器頂部加蓋密封;在液面與池頂之間形成了氣室；適用于處理高濃度的有機廢水；其池頂可以做成浮蓋式。第二十九頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一矩形反應器三相分離器圓形反應器三相分離器宏大淀粉廠采用組合式三相分離器冀東制藥廠采用多級組合式三相分離器用玻璃鋼制成的三相分離器第三十頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一4、UASB反應器中的顆粒污泥（核心）

1）顆粒污泥的外觀：

形狀多種多樣，呈卵形、球形、絲狀等；平均直徑為1mm,一般為0.1~2mm，最大可達3~5mm；顏色多為黑色、灰色、灰白色，其它還有淡黃色、暗綠色、紅色等；第三十一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一2）顆粒污泥的組成各類微生物、無機物、胞外多聚物等，VSS/SS一般為70~90%；主體是微生物，包括水解發(fā)酵菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、產(chǎn)甲烷菌，或硫酸鹽還原菌等，細菌總數(shù)為1~4×1012個/gVSS；優(yōu)勢產(chǎn)甲烷菌有：索氏甲烷絲菌、馬氏和巴氏甲烷八疊球菌等；C、H、N的比例：C：40~50%、H：7%、N：10%；灰分含量受接種污泥、進水水質(zhì)等的影響，為8~55%；其中的FeS、Ca2+等對于顆粒的穩(wěn)定性有著重要的作用。第三十二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一高溫顆粒污泥中溫顆粒污泥第三十三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一5、UASB反應器的工程實例

（1）北京啤酒廠第三十四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一5、UASB反應器的工程實例

（2）駐馬店華中制藥廠第三十五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一5、UASB反應器的工程實例

（3）武漢東西湖啤酒廠格柵井

調(diào)節(jié)池污泥脫水機房

泥餅外運沼氣貯柜

圖例UASB反應器氧化溝污水管線污泥管線沼氣管線回流管線沉淀池濃縮池集泥井武漢歐聯(lián)東西湖啤酒廢水處理流程圖出水水封罐脫硫塔原廢水第三十六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一武漢歐聯(lián)的UASB第三十七頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一

直接啟動：用顆粒污泥接種；間接啟動：用絮狀污泥啟動，首先需要培養(yǎng)顆粒污泥：①接種污泥：厭氧消化污泥，好氧活性污泥等；接種量為6~8kgVSS/m3（反應器有效容積）；②水力上升流速0.4~1.0m/h，產(chǎn)生水力分級作用，淘汰絮狀污泥和分散的細小污泥；③第一階段（啟動與污泥活性提高階段）：污泥負荷應低于0.1~0.2kgCOD/kgTS.d，有機負荷應小于2kgCOD/m3.d，運行時間約需1~1.5個月；第二階段（顆粒污泥形成階段）：有機負荷一般控制在2~5kgCOD/(m3·d)，污泥負荷為0.2~0.4kgCOD/(kgTS·d)，運行時間約需1~1.5個月；第三階段（污泥床形成階段）：有機負荷大于5kgCOD/(m3·d)。

④溶解性COD去除率大于80%時，應及時提高負荷；進水濃度過高時，可回流或稀釋；6、UASB反應器的投產(chǎn)啟動和顆粒污泥的培養(yǎng)第三十八頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一顆粒污泥形成初期時的掃描電鏡照片（運行第77天）第三十九頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一顆粒污泥基本成熟后的掃描電鏡照片（運行第120天）第四十頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一顆粒污泥成熟后的掃描電鏡照片（運行180天）第四十一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一7、UASB反應器運行管理（1）進水營養(yǎng)比的控制（2）進水中懸浮固體的控制（3）有毒有害物質(zhì)（4）溫度的控制（5）堿度與揮發(fā)酸濃度的控制（6）沼氣產(chǎn)量及其組分每日應對以下指標進行監(jiān)測：進水量、進出水水質(zhì)（COD、BOD、SS、pH、VFA等）、污泥濃度、溫度、產(chǎn)氣量、氣體成分等。第四十二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一水解（酸化）－好氧生物處理工藝從原理上講，水解（酸化）是厭氧消化過程的第一、二兩個階段。但水解（酸化）－好氧處理工藝中的水解（酸化）段和厭氧消化的目標不同，因此是兩種不同的處理方法。水解（酸化）處理系統(tǒng)中的水解（酸化）段的目的，對于城市污水是將原水中的非溶解態(tài)有機物截留并逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙鈶B(tài)有機物；對于工業(yè)廢水處理，主要將其中難生物降解物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到馕镔|(zhì)，提高廢水可生化性，以利于后續(xù)的好氧生物處理?；旌蠀捬跸兴?、酸化的目的是為混合厭氧消化過程中的甲烷化階段提供基質(zhì)。兩相厭氧消化中的產(chǎn)酸段是將混合厭氧消化中的產(chǎn)酸段與產(chǎn)甲烷段分開，以便形成各處的最佳環(huán)境。第四十三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一項目工藝厭氧消化兩相厭氧產(chǎn)酸段水解-好氧水解段氧化還原電位＜-300mV-300~-100mV＜＋50mVpH值6.8~7.26.0~6.55.5~6.5溫度控制控制不控制優(yōu)勢菌厭氧菌兼性菌＋厭氧菌兼性菌產(chǎn)氣中CH4含量大量少量極少最終產(chǎn)物CH4/CO2CH4/CO2、乙酸、少量低碳酸水溶性基質(zhì)（各種有機酸、醇）、CO2三種工藝比較第四十四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一水解－好氧生物處理工藝的特點1、水解池與厭氧UASB工藝啟動方式不同水解池的啟動采用動力學控制措施，通過調(diào)整水力停留時間，利用水解細菌、產(chǎn)酸菌與甲烷菌生長速度不同，利用水的流動造成甲烷菌在反應器中難于繁殖的條件。采用城市污水直接培養(yǎng)成熟的水解污泥外觀呈黑色，結(jié)構(gòu)密實。污泥中雜質(zhì)較多，VSS/MLSS底部為57.5%，上部為55.1%。污泥層的平均污泥濃度為15g/L，污泥層在2.5～3.5m之間。在高倍顯微鏡下發(fā)現(xiàn)細菌的形態(tài)以長短桿菌為主。系統(tǒng)中微生物主要是兼性微生物。2、水解池可取代初沉池

在停留時間相當?shù)那闆r下，水解池對懸浮物的去除率顯著高于初沉池，平均出水SS只有50mg/L，其COD、BOD5、蛔蟲卵的去除率也顯著地高于初沉池。因初沉池的去除率受水質(zhì)影響較大，出水水質(zhì)波動范圍較大，而水解池出水水質(zhì)比較穩(wěn)定。第四十五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一水解－好氧生物處理工藝的特點3、較好的抗有機負荷沖擊能力進水濃度越高，COD去除率越高。進水平均濃度為500mg/L時，COD去除率在45%。4、可改變污水中有機物形態(tài)及性質(zhì)，有利于后續(xù)好氧處理一般城市污水可沉COD占總COD的50%左右，經(jīng)水解處理后基本上去除了可沉性COD，所以水解工藝適用于污水中含懸浮狀COD比例較高的廢水。在運轉(zhuǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)水解池出水溶解性COD、BOD值高于進水的情況，這說明反應中有相當數(shù)量的不溶性有機物溶解于水中，在10～20℃條件下去除懸浮物有48%發(fā)生水解。第四十六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一水解－好氧生物處理工藝的特點5、在低溫下仍有較好的去除效果水解池即使在最低水溫（10℃）時仍可穩(wěn)定運行。水解反應器之所以在低溫條件如此高的去除率，因為水解池屬于升流式污泥床反應器，這種反應器能保持有大量的水解活性污泥，污泥平均濃度達到15g/L，由于生物量大，所以可以補償由于溫度造成的不利影響。從工藝特點上講，大量水解活性污泥形成的污泥層，在有機物通過時將其吸附截留，這延長了污染物在池內(nèi)的停留時間，從而保證了去除率。6、可以同時達到對剩余污泥的穩(wěn)定水解池中污泥的水解率可高達50%，排出系統(tǒng)污泥量比初沉池－消化池聯(lián)合系統(tǒng)低30%。同時水解污泥沉降性能優(yōu)于初沉污泥和曝氣池污泥。在濃縮8～12h下，水解污泥的含水率可從98.5%降到90%，濃縮后污泥可直接脫水。第四十七頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期一水解池的構(gòu)造1、池型

水解池一般可采用矩形或圓形結(jié)構(gòu)。對于單個池子，圓形反應器節(jié)省造價，當建立兩個或兩相以上反應器時，矩形反應器可以采用共用壁，節(jié)省造價。反應器的經(jīng)濟高度一般在4～6m之間。矩形池長寬比在2：1以下較為合適。反應器的單池寬度＜10m比較合適。水解反應器的升流速度一般控制在0.5至1.8m/h。第四十八頁，共五十二