廢水厭氧生物處理圖文

廢水厭氧生物處理圖文第1頁/共83頁第一節(jié)概述第二節(jié)厭氧生物處理的基本原理第三節(jié)污水的厭氧生物處理方法第四節(jié)厭氧和好氧技術(shù)的聯(lián)合運用第2頁/共83頁污水生物處理厭氧處理好氧處理中、高濃度低濃度7-45kg

BOD/m3.d0.4-1.0kg

BOD/m3.d高質(zhì)燃料剩余污泥低高出10倍200~400:5:1100:5:15-20天3-10小時廢水濃度有機容積負荷主要副產(chǎn)物能耗BOD:N:P水力停留時間第3頁/共83頁第一節(jié)概述第4頁/共83頁第一節(jié)概述1.定義厭氧生物法也稱厭氧消化法或厭氧發(fā)酵法。是在無氧條件下，通過厭氧微生物（anaerobicmicrobes）(兼性菌和厭氧菌)的代謝作用降解污泥和廢水中的有機污染物，分解的終產(chǎn)物主要是沼氣(CH4和CO2)。第5頁/共83頁2.發(fā)展歷程（1）早期發(fā)展1881~1950年

厭氧生物處理法始于19世紀末。1881年法國人LouisMouras將簡易的沉淀池改進為污水處理構(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1950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。第6頁/共83頁（2）第二代厭氧反應(yīng)器1955年開發(fā)了厭氧接觸法新工藝，標志著現(xiàn)代厭氧反應(yīng)器的開端。進一步推動了厭氧技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。上世紀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。第7頁/共83頁（3）第三代厭氧反應(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）。第8頁/共83頁第二節(jié)厭氧生物處理的基本原理第9頁/共83頁自上世紀30年代，厭氧消化過程被認為由不產(chǎn)甲烷的發(fā)酵性細菌和產(chǎn)甲烷的細菌共同進行的兩階段過程。酸性發(fā)酵階段：發(fā)酵性細菌把復(fù)雜有機物進行水解發(fā)酵，形成脂肪酸、醇類、CO2和H2；甲烷發(fā)酵階段：由產(chǎn)甲烷菌將第一階段的發(fā)酵產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為CH4和CO2。1.兩階段理論：第10頁/共83頁參數(shù)產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)酸菌對pH的敏感性敏感，最佳pH為6.8-7.2不太敏感，最佳pH為5.5-7.0氧化還原電位Eh<-350mv（中溫），<-560mv（高溫）<-150~200mv對溫度的敏感性最佳溫度：30-38℃，50-55℃最佳溫度：20-35℃在厭氧消化系統(tǒng)中微生物主要分為兩大類：非產(chǎn)甲烷菌（non-menthanogens）和產(chǎn)甲烷細菌（methanogens）。第11頁/共83頁

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復(fù)雜的微生物化學過程，依靠三大主要類群的細菌，即水解產(chǎn)酸細菌(fermentativebacteria)、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌(acetogenicbacteria)和產(chǎn)甲烷細菌(methanogenicbacteria)的聯(lián)合作用完成。參與消化的細菌，酸化階段的統(tǒng)稱產(chǎn)酸或酸化細菌，幾乎包括所有的兼性細菌；甲烷化階段的統(tǒng)稱甲烷細菌。第12頁/共83頁2.四階段理論復(fù)雜有機物碳水化合物，蛋白質(zhì)，脂類簡單溶解性有機物脂肪酸、醇類H2，CO2CH3COOHCH4+CO2水解發(fā)酵產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸菌同型產(chǎn)乙酸菌一組產(chǎn)甲烷菌，甲烷產(chǎn)量的30%另一組產(chǎn)甲烷菌，甲烷產(chǎn)量的70%水解階段胞外酶作用產(chǎn)乙酸階段水解在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下產(chǎn)甲烷階段兩組生理上不同的產(chǎn)甲烷菌發(fā)酵階段酸化細菌第13頁/共83頁1.水解階段碳水化合物（脂肪、蛋白質(zhì)）在水解菌作用下轉(zhuǎn)化為糖類、脂肪酸、氨基酸等小分子有機質(zhì)；2.發(fā)酵階段梭狀芽胞桿菌、擬桿菌等酸化細菌吸收并轉(zhuǎn)化為更為簡單的化合物分泌到細胞外，產(chǎn)物有揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨等。厭氧消化四階段理論1979年由Bryant提出復(fù)雜污染物的厭氧降解過程可以分為四個階段：水解階段、發(fā)酵階段（又稱酸化階段）、產(chǎn)乙酸階段、產(chǎn)甲烷階段第14頁/共83頁第15頁/共83頁3.產(chǎn)乙酸階段上一階段的產(chǎn)物被進一步轉(zhuǎn)化為了乙酸、氫氣、碳酸以及新的細胞物質(zhì)，這一階段的主導(dǎo)細菌是乙酸菌。同時水中有硫酸鹽時，還會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轉(zhuǎn)化為甲烷以及甲烷菌的細胞物質(zhì)；經(jīng)過這些階段大分子的有機物就被轉(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16頁/共83頁注意點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。上述四個階段的反應(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，對含這類有機物為主的廢水，產(chǎn)甲烷易成為限速階段。第17頁/共83頁3.甲烷菌的微生物學特征簡介：甲烷菌屬于古菌中的一類。古菌（Archaeobacteria）與原核微生物及其接近。研究利用基因分析手段發(fā)現(xiàn)，有一些特點與真核微生物相同。第18頁/共83頁古菌的特點形態(tài)：薄、扁平、直角幾何形態(tài)；細胞結(jié)構(gòu)：組分特異性；含有內(nèi)分子；代謝：特殊的輔酶，代謝多樣性；呼吸類型：多為厭氧；繁殖速度:比細菌慢；生活習性：適應(yīng)極端環(huán)境。第19頁/共83頁古菌的分類按照生活習性和生理特性分為三大類：

產(chǎn)甲烷菌，嗜熱嗜酸菌，極端嗜鹽菌《伯杰氏系統(tǒng)細菌學手冊》分為五大類群：

產(chǎn)甲烷古菌，古生硫酸鹽還原菌，極端嗜鹽菌，無細胞壁古生菌，極端嗜熱硫代謝菌第20頁/共83頁甲烷發(fā)酵理論與機制甲烷發(fā)酵理論先后提出了二階段、三階段和四階段發(fā)酵理論。目前應(yīng)用較多的仍是Bryant于1979年提出的四階段發(fā)酵理論：第21頁/共83頁第一階段：有機酸的產(chǎn)生水解和發(fā)酵性細菌群將復(fù)雜有機物轉(zhuǎn)化成有機酸：纖維素、淀粉等水解為單糖，再酵解為丙酮酸；將蛋白質(zhì)水解為氨基酸，脫氨基成有機酸和氨；脂類水解為各種低級脂肪酸和醇，例如乙酸、丙酸、丁酸、長鏈脂肪酸、乙醇、二氧化碳、氫、氨和硫化氫等。第22頁/共83頁微生物群落主要是水解和發(fā)酵性細菌群專性厭氧的：梭菌屬（Clostridium）；擬桿菌屬（Bacteriodes）；丁酸弧菌屬（Butryrivibrio）；真細菌（Eubacterium）；雙歧桿菌屬（Bifidobacterium）革蘭氏陰性桿菌兼性厭氧的有：鏈球菌；腸道菌第23頁/共83頁第二階段：乙酸和氫氣的產(chǎn)生微生物群落：微生物群落為產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸細菌；只有少數(shù)被分離出來。硫酸還原菌和其他產(chǎn)乙酸和氫氣的細菌。產(chǎn)生過程：產(chǎn)氫和產(chǎn)乙酸細菌群進一步把第一階段的產(chǎn)物分解為乙酸和氫氣；硫酸還原菌和其他產(chǎn)乙酸和氫氣的細菌將第一階段發(fā)酵的三碳以上的有機酸、長鏈脂肪酸、芳香族酸及醇等分解為乙酸和氫氣。第24頁/共83頁第三階段：甲烷的產(chǎn)生微生物群落：兩組生理不同的專性厭氧的產(chǎn)甲烷菌群一組將H2和CO2合成CH4；或CO和H2合成CH4另一組將乙酸脫羧生成CH4和CO2；或利用甲酸、甲醇、及甲基胺裂解成CH4第25頁/共83頁由于大部分甲烷和二氧化碳逸出，氨（NH3）以亞硝酸銨、碳酸氫銨形式留在污泥中，它們可中和第一階段產(chǎn)生的酸，為產(chǎn)甲烷菌創(chuàng)造了生存所需的弱堿性環(huán)境。氨可被產(chǎn)甲烷菌用作氮源。第26頁/共83頁第四階段：同型產(chǎn)乙酸階段概念：同型產(chǎn)乙酸細菌將H2和CO2轉(zhuǎn)化為乙酸的過程，稱為同型產(chǎn)乙酸階段；產(chǎn)甲烷菌只能利用H2、CO2、CO、甲烷、乙酸、甲醇及甲基胺等簡單物質(zhì)產(chǎn)生甲烷和組成自身細胞物質(zhì)。第27頁/共83頁甲烷產(chǎn)生的機制：（1）由酸和醇的甲基形成甲烷1951和1957年用14C示蹤原子標記乙酸的甲基碳原子證明甲烷是由甲基直接形成14CH3COOH414CH3OH第28頁/共83頁1949年，用同位素標記的CO2使乙醇和丁醇氧化產(chǎn)生帶同位素標記的甲烷，證實甲烷可由CO2還原形成。（2）由醇的氧化使CO2還原形成甲烷及有機酸第29頁/共83頁（3）脂肪酸有時用水作還原劑或供氫體產(chǎn)生甲烷（4）利用H2使CO2還原形成甲烷4H2+CO2CH4+2H2O第30頁/共83頁產(chǎn)甲烷細菌為產(chǎn)酸細菌的生化反應(yīng)解除了反饋抑制產(chǎn)酸細菌和產(chǎn)甲烷細菌共同維持環(huán)境中的適宜pH值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)系生長繁殖的底物創(chuàng)造適宜的氧化還原電位為產(chǎn)甲烷細菌清除了有毒物質(zhì)產(chǎn)酸細菌為產(chǎn)甲烷細菌提供由外到內(nèi)水解細菌、發(fā)酵細菌、氫細菌和乙酸菌、甲烷菌、硫酸鹽還原菌、厭氧原生動物，其中產(chǎn)甲烷絲菌是厭氧活性污泥的中心骨架第31頁/共83頁顆粒污泥的掃描電鏡照片（運行180天）—產(chǎn)甲烷絲菌第32頁/共83頁5.厭氧消化的影響因素由于產(chǎn)甲烷菌在厭氧處理的各個階段中，對環(huán)境的影響最敏感，世代時間相對較長，甲烷化反應(yīng)速度較慢，常作為厭氧消化過程的控制階段，反應(yīng)條件應(yīng)重點滿足甲烷菌的環(huán)境要求。（1）溫度根據(jù)甲烷菌對于溫度的適應(yīng)性，可分為中溫甲烷菌和高溫甲烷菌兩類。中溫處理一般為33-36℃，高溫處理為50-55℃。兩區(qū)之間的溫度，反應(yīng)速度反而減退。工程上的厭氧反應(yīng)器常有常溫、中溫、高溫三種方式，分別稱為常溫消化、中溫消化和高溫消化。厭氧發(fā)酵對溫度突變比較敏感，一般允許范圍為±1.5-2.0℃。突然的溫度變化會抑制消化速率，可使甲烷化嚴重受阻。第33頁/共83頁（2）pH及堿度產(chǎn)甲烷菌適宜的pH值為7.0左右，大體在6.5-7.5之間。在消化系統(tǒng)中，如果水解發(fā)酵階段與產(chǎn)酸階段的反應(yīng)速率超過產(chǎn)甲烷階段，則pH會降低，影響甲烷菌的生活環(huán)境。反應(yīng)器的pH值過低，常表現(xiàn)為揮發(fā)酸濃度過高；pH值過高，常見于NH4+濃度過高。消化系統(tǒng)中，消化液有一定的緩沖作用，緩沖劑是有機物分解過程中產(chǎn)生的，即消化液中的CO2（碳酸）及NH3（以NH3和NH4+的形式存在）。重碳酸鹽（HCO3-）與碳酸H2CO3組成緩沖溶液。+HCO3-H2CO3H+H++NH3NH4+第34頁/共83頁氧化還原電位是指一個體系中氧化劑和還原劑的相對強度，表示溶液的氧化或還原反應(yīng)的能力，以伏特或毫伏來計量。

甲烷菌對氧化還原電位的要求一般為-330mV以下，但這個氧化還原電位通常是指常溫條件的數(shù)值?？捎糜诔鼗蛑袦胤磻?yīng)器的設(shè)計與運行管理指標。但是在高溫反應(yīng)器中適宜的氧化還原電位要低得多，一般應(yīng)低于-500mV。一般情況下，氧的溶入是引起發(fā)酵系統(tǒng)的氧化還原電位升高的主要和直接原因。但應(yīng)注意，氧化劑或氧化物質(zhì)的存在，同樣可使氧化還原電位升高。如NO3-、SO42-、CrO72-、Fe3+。（3）氧化還原電位（ORP）第35頁/共83頁一般工程上主要控制進料的碳、氮、磷的比例，其它元素不加以控制。一般認為，厭氧法中的碳、氮、磷的比例應(yīng)控制在200-400:5:1為宜。其中以碳氮比的控制較為重要。碳氮比過高，不僅厭氧菌增值緩慢，而且消化液的緩沖能力較低，在有機負荷較高等情況下，pH容易下降。相反，若氮源過多，即碳氮比太低，氨化和反硝化過程將產(chǎn)生大量的氨，使pH值升高。當pH值升高到7.9以上時，會抑制產(chǎn)甲烷菌的活性，使消化效率降低。（4）營養(yǎng)比第36頁/共83頁在厭氧法中，有機負荷通常是指容積有機負荷，簡稱容積負荷，即消化器單位有效容積每天接受的有機物量（kgCOD/m3.d）。此外也有用污泥負荷表達的，即kgCOD/kgVSS.d。

厭氧消化過程中，產(chǎn)酸階段反應(yīng)速率比產(chǎn)甲烷階段反應(yīng)速率快得多，必須十分謹慎的選擇有機負荷，使揮發(fā)性脂肪酸的生成和消耗不致失調(diào)，形成揮發(fā)酸的積累。為保持系統(tǒng)的平衡，有機負荷不能過高。

厭氧生物處理可采用比好氧生物處理高得多的有機負荷，一般厭氧法為7-45kgCOD/m3.d，好氧為0.4-1.0kgCOD/m3.d。（5）有機負荷第37頁/共83頁混合攪拌是高消化效率的工藝條件之一。沒有攪拌的厭氧消化器內(nèi)，常有料液分層現(xiàn)象。攪拌可消除分層，促進基質(zhì)與微生物間的傳質(zhì)速度和甲烷、二氧化碳等產(chǎn)物的逸出速度。攪拌的方法一般有：泵加水射器攪拌法；消化器循環(huán)攪拌法和混合攪拌法等。（6）攪拌和混合第38頁/共83頁（1）重金屬重金屬離子對甲烷消化的抑制作用有兩個方面：與酶結(jié)合，產(chǎn)生變性物質(zhì)，使酶的作用消失；某些重金屬離子及其氫氧化物的絮凝作用，使酶沉淀。（2）陰離子的毒害作用主要是指硫化物。硫酸鹽濃度超過5000mg/L，即有抑制作用。硫過多，消化液中過多的H2S將釋放出進入消化氣中，降低消化氣質(zhì)量并腐蝕管道。（3）氨的毒害作用當NH4+的濃度超過150mg/L時，消化受到抑制。（4）氧氧對甲烷菌的毒害可分為兩個階段，即抑菌階段和殺菌階段。（7）有毒物質(zhì)第39頁/共83頁（1）應(yīng)用范圍廣因供氧限制，好氧法一般適用于中、低濃度有機廢水的處理，而厭氧法適用于中、高濃度有機廢水。有些有機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，如固體有機物、著色劑蒽醌和某些偶氮染料等。6.厭氧生化法的優(yōu)點第40頁/共83頁（2）產(chǎn)生的沼氣可用于發(fā)電或作為能源沼氣中的主要成分是甲烷，含量50~75%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，則可日產(chǎn)甲烷2240m3,其熱值相當于3.85t原煤，可發(fā)電5400度電。第41頁/共83頁（3）對營養(yǎng)物的需求量少

好氧方法BOD：N：P=100：5：1，而厭氧方法為（350~500）：5：1，相比而言對N、P的需求要小的多，因此厭氧處理時可以不添加或少添加營養(yǎng)鹽。（4）產(chǎn)生的污泥量少，運行費用低

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42頁/共83頁7.厭氧生化法的缺點（1）出水的有機物濃度高于好氧處理；

發(fā)酵分解有機物不完全；（2）對溫度變化較為敏感

工業(yè)中需要設(shè)置進水的控溫裝置，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極大地提高。第43頁/共83頁（4）初次啟動過程緩慢,處理時間長

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8~12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、有機酸等的臭氣。同時硫化氫還會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，進一步脫色脫臭。SRB：sulfatereducingbacteria第44頁/共83頁8.影響廢水厭氧消化處理效果的因素（1）厭氧活性污泥中微生物的種類、組成、結(jié)構(gòu)及污泥的顆粒大小。（2）能保證微生物生長條件的、結(jié)構(gòu)好的厭氧消化池。

最根本，最重要的是微生物的種類和組成。第45頁/共83頁第三節(jié)污水的厭氧生物處理方法第46頁/共83頁一般地，可用BOD5/COD值作為有機物生物降解性的評價指標：BOD5/COD>0.40時為易生物降解；BOD5/COD>0.30時為可生物降解；BOD5/COD<0.30時為較難生物降解；BOD5/COD<0.20時為不宜生物降解。第47頁/共83頁按微生物生長狀態(tài)分為厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法；按投料、出料及運行方式分為分批式、連續(xù)式和半連續(xù)式；根據(jù)厭氧消化中物質(zhì)轉(zhuǎn)化反應(yīng)的總過程是否在同一反應(yīng)器中并在同一工藝條件下完成，又可分為一步厭氧消化與兩步厭氧消化等；厭氧活性污泥法包括普通消化池、厭氧接觸工藝、上流式污泥床反應(yīng)器等。第48頁/共83頁工作原理2級(平流沉淀+厭氧污泥消化)缺點：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，或為生活污水的預(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.化糞池第49頁/共83頁生活污水處理系統(tǒng)示意圖

房屋下水管道廢水排入化糞池，一些固體物質(zhì)沉淀析出，并發(fā)生厭氧分解。污水在池內(nèi)的停留時間一般為12~24h，澄清后的水流到分配槽，出水不能直接排入水體，常在綠地下設(shè)滲水系統(tǒng)或由排水管網(wǎng)輸出、匯總進入下一步處理?；S池污泥要定時清理。房屋下水管道化糞池分配槽滲水系統(tǒng)第50頁/共83頁厭氧濾池（anaerobicfilter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，當廢水通過填料層時，在填料表面的厭氧生物膜作用下，廢水中的有機物被降解，并產(chǎn)生沼氣，沼氣從池頂部排出。2.厭氧濾池第51頁/共83頁廢水從池底進入，從池上部排出，稱升流式厭氧濾池；廢水從池上部進入，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。第52頁/共83頁厭氧生物濾池的特點在厭氧生物濾池中，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，強化了傳質(zhì)過程，有機物去除速度快；厭氧微生物總量沿池高度分布是很不均勻的，在池進水部位高。第53頁/共83頁對厭氧生物濾池采取如下改進：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；當廢水中有機物濃度高時，特別是進水懸浮固體濃度和顆粒較大時，進水部位容易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。第54頁/共83頁在消化池后設(shè)沉淀池，將沉淀污泥回流至消化池，形成了厭氧接觸法（anaerobiccontactprocess)。3.厭氧接觸法第55頁/共83頁厭氧接觸法實質(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，要進行適當攪拌以使污泥保持懸浮狀態(tài)。攪拌可以用機械方法，也可以用泵循環(huán)池水。第56頁/共83頁厭氧接觸法的特點: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；消化池的容積負荷較普通消化池高，中溫消化時，一般為2-l0kgCOD/m3·d，水力停留時間比普通消化池大大縮短，如常溫下，普通消化池為15-30天，而接觸法小于10天；第57頁/共83頁厭氧接觸法的特點: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行固液分離的缺點第58頁/共83頁脫氣沉降的方法: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0.005MPa)，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行急速冷卻。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。第59頁/共83頁（1）概述上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（upflowanaerobicsludgeblanketreactor)，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，因而能達到高生物量和高效高負荷。4.上流式厭氧污泥床反應(yīng)器第60頁/共83頁第61頁/共83頁第62頁/共83頁（2)工作原理由圖可見，UASB工作時，廢水從反應(yīng)器底部進入，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，進入反應(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滑落到懸浮污泥層。出水則從澄清區(qū)流出。第63頁/共83頁（3）UASB反應(yīng)器的構(gòu)造和組成第64頁/共83頁第65頁/共83頁（3）UASB反應(yīng)器的構(gòu)造和組成進水配水系統(tǒng)將廢水盡可能均勻地分配到整個反應(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。第66頁/共83頁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。

第67頁/共83頁（4）特點優(yōu)點：有機負荷居第二代反應(yīng)器之首,水力負荷滿足要求;污泥顆?；?/p>

使反應(yīng)器對不利條件的抗性增強;反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高有機負荷高，水力停留時間短，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)三相分離器，被沉淀區(qū)分離的污泥能自動回流到反應(yīng)

區(qū)，一般無污泥回流設(shè)備；無混合攪拌設(shè)備污泥床內(nèi)不填載體，提高了容積利用率，節(jié)省造價及避免堵塞問題。第68頁/共83頁缺點：大型裝置內(nèi)會有短流現(xiàn)象（要求配水裝置性能要好）進水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，甚至引起堵塞在沒有顆粒污泥接種的情況下，啟動時間長對水質(zhì)和負荷突然變化比較敏感要求水溫高些，最好35℃左右。第69頁/共83頁（5）顆粒污泥定義：顆粒污泥（GranularSludge)是由菌體多樣的自身固定化機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)、團體(pellets)、絮體（flocs)、絮狀污泥(nocculentsludge)等。團體和顆粒是結(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)。第70頁/共83頁三種類型的顆粒污泥：桿菌顆粒絲菌顆粒球菌顆粒顆粒污泥的形成原理：細菌很容易在惰性材料表面上附著并結(jié)團污泥中存在大量的絲狀菌，具有較強的附著能力第71頁/共83頁消化可將水解酸化過程和甲烷化過程分開在兩個反應(yīng)器內(nèi)分階段進行。

第一段的功能是：水解和液化固態(tài)有機物為有機酸緩沖和稀釋負荷沖擊與有害物質(zhì)截留難降解的固態(tài)物質(zhì)第二段的功能是：保持嚴格的厭氧條件和pH值，以利于甲烷菌的生長降解、穩(wěn)定有機物，產(chǎn)生含甲烷較多