污水的厌氧生物处理污水处理学习教案.pptx

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1、会计学1污水的厌氧生物污水的厌氧生物(shngw)处理处理 污水处理污水处理第一页，共75页。第1页/共75页第二页，共75页。厌氧反应器的早期厌氧反应器的早期(zoq)研究研究 早期的厌氧处理生物处理，重点是解决城市污水废污泥的处理问题。1895 年，英国的Cameron创造了一种类似Mouras自动净化器的构筑物，被命名为化粪池。到1927 年，Ruhrverband 在专用的消化池中采用污泥加热装置之后(zhhu)，使得这种消化池得以推广。到1950 年，Morgan和Torpey的研究成果也促进了高效的、可加温和搅拌的消化池的发展，导致了厌氧消化池中搅拌装置的广泛应用。上述这些反应器后

2、来被统称之为第一代反应器。由于厌氧微生物生长缓慢，时代时间长，而厌氧消化池无法将水力停留时间和污泥停留时间分离，由此造成水力停留时间必须较长，一般来讲，第一代厌氧反应器处理废水的停留时间至少2030天。典型第一代厌氧反应器的主要技术指标见表。主要技术指标 化粪池 普通消化池停留时间（d）150360 2030有机负荷（g/Ld）1.01.5处理对象 生活污水 污泥、污水运行温度 常温 中、常温第2页/共75页第三页，共75页。第一代厌氧生物反应器的共同特点是：第一代厌氧生物反应器的共同特点是：水力停留时间（水力停留时间（HRTHRT）很长，）很长，有时在污泥处理时，污泥消化池的有时在污泥处理时

3、，污泥消化池的HRTHRT会长达会长达9090天，即使是目前在很多现代天，即使是目前在很多现代化城市污水处理厂内所采用的污泥消化池的化城市污水处理厂内所采用的污泥消化池的HRTHRT也还长达也还长达20302030天；天；虽然虽然HRTHRT相当长，但处理效率仍十分低，处理效果还很不好；相当长，但处理效率仍十分低，处理效果还很不好；具有浓臭的气味，具有浓臭的气味，因为在厌氧消化过程中原污泥中含有的有机氮或硫酸盐等会在厌氧条件下分因为在厌氧消化过程中原污泥中含有的有机氮或硫酸盐等会在厌氧条件下分别转化为氨氮或硫化氢，而它们别转化为氨氮或硫化氢，而它们(t men)(t men)都具有十分特别的臭

4、味。以上这些都具有十分特别的臭味。以上这些特点使得人们对于进一步开发和利用厌氧生物过程的兴趣大大降低，而且此特点使得人们对于进一步开发和利用厌氧生物过程的兴趣大大降低，而且此时利用活性污泥法或生物膜法处理城市污水已经十分成功。时利用活性污泥法或生物膜法处理城市污水已经十分成功。当进入上世纪当进入上世纪5050、6060年代，特别是年代，特别是7070年代的中后期，随着世界范围的能源危机年代的中后期，随着世界范围的能源危机的加剧，人们对利用厌氧消化过程处理有机废水的研究得以强化，相继出现了一批的加剧，人们对利用厌氧消化过程处理有机废水的研究得以强化，相继出现了一批被称为现代高速厌氧消化反应器的处

5、理工艺，从此厌氧消化工艺开始大规模地应用被称为现代高速厌氧消化反应器的处理工艺，从此厌氧消化工艺开始大规模地应用(yngyng)(yngyng)于废水处理，真正成为一种可以与好氧生物处理工艺相提并论的废水生于废水处理，真正成为一种可以与好氧生物处理工艺相提并论的废水生物处理工艺。这些被称为现代高速厌氧消化反应器的厌氧生物处理工艺又被统一称物处理工艺。这些被称为现代高速厌氧消化反应器的厌氧生物处理工艺又被统一称为为“第二代厌氧生物反应器第二代厌氧生物反应器”。第3页/共75页第四页，共75页。第二代厌氧反应器结构(jigu)示意图 1974年，荷兰的年，荷兰的Lettinga等人开发了升流式厌氧

6、污泥等人开发了升流式厌氧污泥(w n)床反应器，标志着厌氧床反应器，标志着厌氧反应器的研究进入了新的时代。第二代厌氧反应器的典型代表有厌氧滤池反应器的研究进入了新的时代。第二代厌氧反应器的典型代表有厌氧滤池(AF),上流式上流式厌氧污泥厌氧污泥(w n)床床(UASB)，厌氧流化床，厌氧流化床(AFB)。第二代厌氧反应器第二代厌氧反应器 第4页/共75页第五页，共75页。表1-2 第二代厌氧反应器的主要技术(jsh)性能 第二代厌氧生物反应器的共同特点是第二代厌氧生物反应器的共同特点是:HRT大大缩短，有机负荷大大大缩短，有机负荷大大提高，处理效率大大提高；大提高，处理效率大大提高；主要包括：

7、厌氧接触法、厌氧滤池主要包括：厌氧接触法、厌氧滤池（AF）、上流式厌氧污泥）、上流式厌氧污泥(w n)床（床（UASB）反应器、厌氧流化床）反应器、厌氧流化床（AFB）、厌氧生物转盘（）、厌氧生物转盘（ARBC）和挡板式厌氧反应器等；）和挡板式厌氧反应器等；HRT与与SRT分离，分离，SRT相对很长，相对很长，HRT则可以较短，反应器内生物量很高。则可以较短，反应器内生物量很高。第5页/共75页第六页，共75页。进入20世纪90年代以后，随着以颗粒污泥为主要特点的UASB反应器的广泛应用，在其基础上又发展起来了同样以颗粒污泥为根本的颗粒污泥膨胀床（EGSB）反应器和厌氧内循环（IC）反应器。其

8、中EGSB反应器利用外加的出水循环可以使反应器内部形成很高的上升流速，提高反应器内的基质与微生物之间的接触和反应，可以在较低温度下处理较低浓度的有机(yuj)废水，如城市废水等；而IC反应器则主要应用于处理高浓度有机(yuj)废水，依靠厌氧生物过程本身所产生的大量沼气形成内部混合液的充分循环与混合，可以达到更高的有机(yuj)负荷。这些反应器又被统一称为“第三代厌氧生物反应器”。第6页/共75页第七页，共75页。第三代厌氧反应器第三代厌氧反应器 九十年代初在国际上以厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB),内循环(xnhun)反应器(IC),升流式厌氧污泥床过滤器(UBF）为代表的第三代厌氧反应器相继出

9、现,图1-2为EGSB和IC反应器及UBF反应器的结构示意图。第7页/共75页第八页，共75页。表1-3 第三代厌氧反应器的主要(zhyo)技术性能 第三代厌氧反应器的共同特点是：(1)微生物均以颗粒(kl)污泥固定化方式存在于反应器中，反应器单位容积的生物量更高。(2)能承受更高的水力负荷，并具有较高的有机污染物净化效能；(3)具有较大的高径比，一般在510以上；(4)占地面积小；(5)动力消耗小。第8页/共75页第九页，共75页。第9页/共75页第十页，共75页。第10页/共75页第十一页，共75页。第11页/共75页第十二页，共75页。第12页/共75页第十三页，共75页。第13页/共7

10、5页第十四页，共75页。第14页/共75页第十五页，共75页。2 2 厌氧法的基本原理厌氧法的基本原理 废水废水(fishu)(fishu)厌氧生物处理是厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生指在无分子氧条件下通过厌氧微生物物(anaerobic microbes)(anaerobic microbes)(包括兼氧包括兼氧微生物）的作用，将废水微生物）的作用，将废水(fishu)(fishu)中的各种复杂有机物分解转化成甲中的各种复杂有机物分解转化成甲烷烷(methane)(methane)和二氧化碳和二氧化碳(carbon(carbon dioxide)dioxide)等物质的过程，也

11、称为厌等物质的过程，也称为厌氧消化氧消化(anaerobic digestion)(anaerobic digestion)。对批量污泥静置考察，可对批量污泥静置考察，可以见到污泥的消化过程明显分为两以见到污泥的消化过程明显分为两个阶段。固态有机物先是液化，称个阶段。固态有机物先是液化，称液化阶段；接着降解产物气化，称液化阶段；接着降解产物气化，称气化阶段；在常温下，整个过程历气化阶段；在常温下，整个过程历时半年以上。时半年以上。第15页/共75页第十六页，共75页。传统的厌氧消化理论为两阶段理论传统的厌氧消化理论为两阶段理论传统的厌氧消化理论为两阶段理论传统的厌氧消化理论为两阶段理论第一阶段

12、：酸化阶段，最显著的特征是液第一阶段：酸化阶段，最显著的特征是液第一阶段：酸化阶段，最显著的特征是液第一阶段：酸化阶段，最显著的特征是液态污泥的态污泥的态污泥的态污泥的pHpH值迅速下降。污泥中的固态有值迅速下降。污泥中的固态有值迅速下降。污泥中的固态有值迅速下降。污泥中的固态有机物或污水中的大分子化合物，如淀粉、机物或污水中的大分子化合物，如淀粉、机物或污水中的大分子化合物，如淀粉、机物或污水中的大分子化合物，如淀粉、纤维素、油脂纤维素、油脂纤维素、油脂纤维素、油脂(yuzh)(yuzh)、蛋白质等，在无、蛋白质等，在无、蛋白质等，在无、蛋白质等，在无氧环境中降解时，转化为有机酸、醇、醛、氧

13、环境中降解时，转化为有机酸、醇、醛、氧环境中降解时，转化为有机酸、醇、醛、氧环境中降解时，转化为有机酸、醇、醛、水分子等液态产物和水分子等液态产物和水分子等液态产物和水分子等液态产物和CO2CO2、H2H2、NH3NH3、H2SH2S等气体分子，气体大多溶解在泥液中。等气体分子，气体大多溶解在泥液中。等气体分子，气体大多溶解在泥液中。等气体分子，气体大多溶解在泥液中。转化产物中有机酸是主体。低转化产物中有机酸是主体。低转化产物中有机酸是主体。低转化产物中有机酸是主体。低pHpH值有抑制值有抑制值有抑制值有抑制细菌生长的作用，细菌生长的作用，细菌生长的作用，细菌生长的作用，NH3NH3的溶解产物

14、的溶解产物的溶解产物的溶解产物NH4OHNH4OH有中和作用。有中和作用。有中和作用。有中和作用。第16页/共75页第十七页，共75页。第二阶段：气化阶段，由低分子的有机第二阶段：气化阶段，由低分子的有机酸经微生物作用转化为气体，气体类似酸经微生物作用转化为气体，气体类似沼泽散发的气体，可称沼气，主体是沼泽散发的气体，可称沼气，主体是CH4，CO2也相当多，还有微量也相当多，还有微量H2、H2S等，因此等，因此(ync)气化阶段常称甲气化阶段常称甲烷化阶段。烷化阶段。第17页/共75页第十八页，共75页。第18页/共75页第十九页，共75页。1967年，Bryant报告认为消化经历四个阶段：先

15、是水解阶段，固态有机物被细菌的胞外酶所水解；第二阶段是酸化；在进入甲烷化阶段之前，代谢中间液态产物都要乙酸化，称乙酸化阶段；第四阶段是甲烷化阶段。然而甲烷化效率很高的甲烷八叠球菌能够代谢甲醇，乙酸和二氧化碳为甲烷。在工程技术上，研究甲烷细菌的通性(tn xn)是重要的，这将有助于打破厌氧生物处理过程分阶段的现象，从而最大限度地缩短处理过程的历时。经验和研究表明，pH值和温度是影响甲烷细菌生长的两个重要环境因素。pH值应在6.87.2之间。在3538和5255各有一个最适温度。第19页/共75页第二十页，共75页。第20页/共75页第二十一页，共75页。22 厌氧消化过程厌氧消化过程(guchn

16、g)中的主要中的主要微生物微生物l发酵细菌（产酸细菌）、产氢产乙酸菌、产甲烷菌等发酵细菌（产酸细菌）、产氢产乙酸菌、产甲烷菌等 l1 1、发酵细菌（产酸细菌）：、发酵细菌（产酸细菌）：l主要功能：水解主要功能：水解在胞外酶的作用下，将不溶性有机物在胞外酶的作用下，将不溶性有机物水解成可溶性有机物；水解成可溶性有机物；l 酸化酸化将可溶性大分子有机物转化将可溶性大分子有机物转化(zhunhu)(zhunhu)为脂肪为脂肪酸、醇类等；酸、醇类等；l主要细菌：梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、双岐杆菌属主要细菌：梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、双岐杆菌属等等第21页/共75页第二十二页，共75页。23 l

17、水解过程较缓慢，并受多种因素影响（水解过程较缓慢，并受多种因素影响（pHpH、SRTSRT、有机物种类等），有时会成为、有机物种类等），有时会成为(chngwi)(chngwi)厌氧反应的限速步骤；厌氧反应的限速步骤；l产酸反应的速率较快；产酸反应的速率较快；l 可以按功能来分：纤维素分解菌、半纤维可以按功能来分：纤维素分解菌、半纤维素分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂素分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌等。肪分解菌等。第22页/共75页第二十三页，共75页。24(2)(2)产氢产乙酸菌产氢产乙酸菌 主要功能：将各种高级主要功能：将各种高级(goj)(goj)脂肪酸和醇类氧化分解为

18、乙酸脂肪酸和醇类氧化分解为乙酸和和H2 H2 主要反应：主要反应：乙醇：乙醇：丙酸：丙酸：丁酸：丁酸：注意：上述反应只有在乙酸浓度很低，系统中氢分压很低注意：上述反应只有在乙酸浓度很低，系统中氢分压很低时才能顺利进行。时才能顺利进行。主要细菌：互营单胞菌属、互营杆菌属、梭菌属、暗杆菌属主要细菌：互营单胞菌属、互营杆菌属、梭菌属、暗杆菌属等等 多数是严格厌氧菌或兼性厌氧菌。多数是严格厌氧菌或兼性厌氧菌。第23页/共75页第二十四页，共75页。25(3)(3)产甲烷菌产甲烷菌 6060年代年代HungateHungate开创了严格厌氧微生物培养技术；开创了严格厌氧微生物培养技术；主要功能：将产氢产

19、乙酸菌的产物主要功能：将产氢产乙酸菌的产物乙酸和乙酸和H2/CO2H2/CO2转化为转化为CH4CH4和和CO2CO2，使厌氧消化过程得以顺利进行；，使厌氧消化过程得以顺利进行；一般一般(ybn)(ybn)可分为两大类：乙酸营养型和可分为两大类：乙酸营养型和H2H2营养型营养型产甲烷菌；产甲烷菌；一般一般(ybn)(ybn)来说，乙酸营养型产甲烷菌的种类较少，来说，乙酸营养型产甲烷菌的种类较少，但在厌氧反应器中，有但在厌氧反应器中，有70%70%左右的甲烷是来自乙酸左右的甲烷是来自乙酸的氧化分解；的氧化分解；第24页/共75页第二十五页，共75页。26 l根据产甲烷菌的形态和生理根据产甲烷菌的

20、形态和生理(shngl)(shngl)生态特征，其分类如下：生态特征，其分类如下：l l l l l l l l l l l最新的分类（最新的分类（BergysBergys细菌手册第九版），共分为：三目、细菌手册第九版），共分为：三目、七科、十九属、七科、十九属、6565种；种；第25页/共75页第二十六页，共75页。27 l产甲烷菌有各种不同的形态，常见的有：产甲烷菌有各种不同的形态，常见的有：l 产甲烷杆菌产甲烷杆菌 产甲烷球菌产甲烷球菌 产甲烷八叠球产甲烷八叠球菌菌 产甲烷丝菌产甲烷丝菌 l在生物分类学上，产甲烷菌（在生物分类学上，产甲烷菌（MethanogensMethanogens）

21、属于）属于古细菌（古细菌（ArchaebacteriaArchaebacteria），大小、外观上与普通），大小、外观上与普通细菌（细菌（EubacteriaEubacteria）相似，但实际上，其细胞成分）相似，但实际上，其细胞成分特殊，特别特殊，特别(tbi)(tbi)是细胞壁的结构较特殊是细胞壁的结构较特殊第26页/共75页第二十七页，共75页。28 l在自然界的分布，一般可以认为是栖息于一在自然界的分布，一般可以认为是栖息于一些极端环境中（如地热泉水、深海火山口、些极端环境中（如地热泉水、深海火山口、沉积物等），但实际上其分布极为广泛，如沉积物等），但实际上其分布极为广泛，如污泥、瘤胃

22、、昆虫污泥、瘤胃、昆虫(knchng)(knchng)肠道、湿树木、肠道、湿树木、厌氧反应器等。厌氧反应器等。l产甲烷菌都是严格厌氧细菌，要求氧化还原产甲烷菌都是严格厌氧细菌，要求氧化还原电位在电位在-150-150-400mv-400mv，氧和氧化剂对其有很，氧和氧化剂对其有很强的毒害作用；强的毒害作用；l产甲烷菌的增殖速率很慢，繁殖世代时间长，产甲烷菌的增殖速率很慢，繁殖世代时间长，可达可达4 46 6天，因此，一般情况下产甲烷反应天，因此，一般情况下产甲烷反应是厌氧消化的限速步骤。是厌氧消化的限速步骤。第27页/共75页第二十八页，共75页。3 3 厌氧法的工艺厌氧法的工艺(gngy)(

23、gngy)和设备和设备 按微生物生长状态分为厌氧活性污泥法按微生物生长状态分为厌氧活性污泥法按微生物生长状态分为厌氧活性污泥法按微生物生长状态分为厌氧活性污泥法(anaerobic activated sludge)(anaerobic activated sludge)和厌氧生物膜法和厌氧生物膜法和厌氧生物膜法和厌氧生物膜法(anaerobic slime)(anaerobic slime)；按投料、出料及运行方式分为分批式按投料、出料及运行方式分为分批式按投料、出料及运行方式分为分批式按投料、出料及运行方式分为分批式(batch)(batch)、连续式连续式连续式连续式(continuou

24、s)(continuous)和半连续式和半连续式和半连续式和半连续式(semi-(semi-continuous)continuous)；根据厌氧消化中物质转化反应的总过程是否在根据厌氧消化中物质转化反应的总过程是否在根据厌氧消化中物质转化反应的总过程是否在根据厌氧消化中物质转化反应的总过程是否在同一反应器中并在同一工艺条件下完成，又可分为同一反应器中并在同一工艺条件下完成，又可分为同一反应器中并在同一工艺条件下完成，又可分为同一反应器中并在同一工艺条件下完成，又可分为一步厌氧消化一步厌氧消化一步厌氧消化一步厌氧消化(one stage digestion)(one stage digesti

25、on)与两步厌氧消化与两步厌氧消化与两步厌氧消化与两步厌氧消化(two stage digestion)(two stage digestion)等等等等 厌氧活性污泥法包括普通消化池、厌氧接触厌氧活性污泥法包括普通消化池、厌氧接触厌氧活性污泥法包括普通消化池、厌氧接触厌氧活性污泥法包括普通消化池、厌氧接触(jich)(jich)工艺、上流式厌氧污泥床反应器等。工艺、上流式厌氧污泥床反应器等。工艺、上流式厌氧污泥床反应器等。工艺、上流式厌氧污泥床反应器等。第28页/共75页第二十九页，共75页。3 31 1普通普通(ptng)(ptng)厌氧消化池厌氧消化池 普通消化普通消化(xiohu)(x

26、iohu)池又称池又称传统或常规消化传统或常规消化(xiohu)(xiohu)池池(conventional digester)(conventional digester)消化消化(xiohu)(xiohu)池常用密闭池常用密闭的圆柱形池，废水定期或连续进的圆柱形池，废水定期或连续进入池中，经消化入池中，经消化(xiohu)(xiohu)的污的污泥和废水分别由消化泥和废水分别由消化(xiohu)(xiohu)池底和上部排出，所产沼气从顶池底和上部排出，所产沼气从顶部排出。部排出。池径从几米至三、四十米，池径从几米至三、四十米，柱体部分的高度约为直径的柱体部分的高度约为直径的1/21/2，池底

27、呈圆锥形，以利排泥。，池底呈圆锥形，以利排泥。为使进水与微生物尽快接触，需为使进水与微生物尽快接触，需要一定的搅拌。常用搅拌方式有要一定的搅拌。常用搅拌方式有三种：三种：(a)(a)池内机械搅拌；池内机械搅拌；(b)(b)沼沼气搅拌；气搅拌；(c)(c)循环消化循环消化(xiohu)(xiohu)液搅拌。液搅拌。第29页/共75页第三十页，共75页。螺旋桨(机械)搅拌(jiobn)的消化池第30页/共75页第三十一页，共75页。第31页/共75页第三十二页，共75页。第32页/共75页第三十三页，共75页。化粪池化粪池化粪池化粪池 化粪池用于处理来自厕所的粪便污水。化粪池用于处理来自厕所的粪便

28、污水。化粪池用于处理来自厕所的粪便污水。化粪池用于处理来自厕所的粪便污水。广泛用于不设污水厂的合流制排水系统。广泛用于不设污水厂的合流制排水系统。广泛用于不设污水厂的合流制排水系统。广泛用于不设污水厂的合流制排水系统。例如例如例如例如(lr)(lr)，郊区的别墅式建筑。，郊区的别墅式建筑。，郊区的别墅式建筑。，郊区的别墅式建筑。第33页/共75页第三十四页，共75页。3 32 2厌氧滤池厌氧滤池 厌氧滤池（厌氧滤池（厌氧滤池（厌氧滤池（anaerobic filteranaerobic filteranaerobic filteranaerobic filter又称厌氧固定膜又称厌氧固定膜又称

29、厌氧固定膜又称厌氧固定膜反应器，是反应器，是反应器，是反应器，是60606060年代末开发的新型高效厌氧处理装置。年代末开发的新型高效厌氧处理装置。年代末开发的新型高效厌氧处理装置。年代末开发的新型高效厌氧处理装置。滤池呈圆柱形，池内装放填料，池底和池顶密封。滤池呈圆柱形，池内装放填料，池底和池顶密封。滤池呈圆柱形，池内装放填料，池底和池顶密封。滤池呈圆柱形，池内装放填料，池底和池顶密封。厌氧微生物附着于填料的表面生长厌氧微生物附着于填料的表面生长厌氧微生物附着于填料的表面生长厌氧微生物附着于填料的表面生长(shngzhng)(shngzhng)(shngzhng)(shngzhng)，当废水

30、通过填料层时，在填料表面的厌氧生物膜，当废水通过填料层时，在填料表面的厌氧生物膜，当废水通过填料层时，在填料表面的厌氧生物膜，当废水通过填料层时，在填料表面的厌氧生物膜作用下，废水中的有机物被降解，并产生沼气，沼作用下，废水中的有机物被降解，并产生沼气，沼作用下，废水中的有机物被降解，并产生沼气，沼作用下，废水中的有机物被降解，并产生沼气，沼气从池顶部排出。气从池顶部排出。气从池顶部排出。气从池顶部排出。第34页/共75页第三十五页，共75页。第35页/共75页第三十六页，共75页。第36页/共75页第三十七页，共75页。第37页/共75页第三十八页，共75页。（b b）废水与生物膜两相接触面

31、大，）废水与生物膜两相接触面大，强化了传质过程，因而有机物去强化了传质过程，因而有机物去除速度快除速度快（c c）微生物固着生长为主，不易）微生物固着生长为主，不易流失，因此不需污泥回流和搅拌流失，因此不需污泥回流和搅拌设备；设备；（d d）启动或停止运行后再启动比）启动或停止运行后再启动比前述厌氧工艺法时间短。前述厌氧工艺法时间短。（e e）处理含悬浮物浓度）处理含悬浮物浓度(nngd)(nngd)高的有机废水，易发生堵塞，尤高的有机废水，易发生堵塞，尤以进水部位更严重。滤池的清洗以进水部位更严重。滤池的清洗也还没有简单有效的方法。也还没有简单有效的方法。第38页/共75页第三十九页，共75

32、页。主要缺点主要缺点(qudin)：滤料费用较贵滤料费用较贵 滤料容易堵塞滤料容易堵塞主要优点主要优点(yudin)：处理能力较高处理能力较高 滤池内可以保持很高滤池内可以保持很高的微生物浓度的微生物浓度 不需另设泥水分离设不需另设泥水分离设备、出水备、出水SS较较 低低 设备简单、操作方便设备简单、操作方便第39页/共75页第四十页，共75页。3 33 3 厌氧接触法厌氧接触法 在消化池后设沉淀池，将沉淀污泥在消化池后设沉淀池，将沉淀污泥(w n)回流至消回流至消化池，形成了厌氧接触法（化池，形成了厌氧接触法（anaerobic contact process)。第40页/共75页第四十一页

33、，共75页。厌氧接触法实质上是厌氧活厌氧接触法实质上是厌氧活性污泥法，不需要曝气而需要性污泥法，不需要曝气而需要脱气。脱气。厌氧接触法对悬浮物高的有厌氧接触法对悬浮物高的有机废水机废水(如肉类加工废水等如肉类加工废水等)效效果很好，悬浮颗粒成为微生物果很好，悬浮颗粒成为微生物的载体，并且很容易在沉淀池的载体，并且很容易在沉淀池中沉淀。中沉淀。在混合接触池中，要进行适在混合接触池中，要进行适当当(shdng)搅拌以使污泥保持搅拌以使污泥保持悬浮状态。搅拌可以用机械方悬浮状态。搅拌可以用机械方法，也可以用泵循环池水。法，也可以用泵循环池水。第41页/共75页第四十二页，共75页。第42页/共75页

34、第四十三页，共75页。第43页/共75页第四十四页，共75页。3 3 3 34 4 4 4上流式厌氧污泥上流式厌氧污泥上流式厌氧污泥上流式厌氧污泥(w n)(w n)(w n)(w n)床反应器床反应器床反应器床反应器UASBUASBUASBUASB3.4.1 概述概述3.4.2 基本特点（优点、缺点）基本特点（优点、缺点）3.4.3 UASB的构造和组成的构造和组成3.4.4 颗粒污泥颗粒污泥3.4.5 UASB的设计的设计 （1）容积）容积 （2）配水）配水 （3）排泥的设计）排泥的设计 （4）结构设计的要求）结构设计的要求(yoqi)（5）三相分离器设计）三相分离器设计3.4.6 UAS

35、B的启动的启动第44页/共75页第四十五页，共75页。46 东西东西(dngx)湖啤酒厂湖啤酒厂UASBl上图为上图为UASBUASB和氧化和氧化(ynghu)(ynghu)沟沟 l右图为三相分离器右图为三相分离器第45页/共75页第四十六页，共75页。vv上流式厌氧污泥上流式厌氧污泥上流式厌氧污泥上流式厌氧污泥(w n)(w n)床反应器（床反应器（床反应器（床反应器（upflow upflow anaerobic sludge blanket reactor)anaerobic sludge blanket reactor)，简称，简称，简称，简称UASBUASB反应器，是由荷兰的反应器，

36、是由荷兰的反应器，是由荷兰的反应器，是由荷兰的G.LettngaG.Lettnga等人等人等人等人在在在在7070年代初研制开发的。年代初研制开发的。年代初研制开发的。年代初研制开发的。vv污泥污泥污泥污泥(w n)(w n)床反应器内没有人工载体，反应床反应器内没有人工载体，反应床反应器内没有人工载体，反应床反应器内没有人工载体，反应器内微生物以自身聚集生长，为颗粒污泥器内微生物以自身聚集生长，为颗粒污泥器内微生物以自身聚集生长，为颗粒污泥器内微生物以自身聚集生长，为颗粒污泥(w n)(w n)状态存在，因而能达到高生物量和状态存在，因而能达到高生物量和状态存在，因而能达到高生物量和状态存在

37、，因而能达到高生物量和高效高负荷。高效高负荷。高效高负荷。高效高负荷。3.4.1概述概述(i sh)第46页/共75页第四十七页，共75页。第47页/共75页第四十八页，共75页。第48页/共75页第四十九页，共75页。第49页/共75页第五十页，共75页。第50页/共75页第五十一页，共75页。第51页/共75页第五十二页，共75页。3.4.23.4.2上流式厌氧污泥上流式厌氧污泥上流式厌氧污泥上流式厌氧污泥(w n)(w n)床反应器的基本特床反应器的基本特床反应器的基本特床反应器的基本特点点点点 优点：优点：优点：优点：有机负荷居第二代反应器之首有机负荷居第二代反应器之首有机负荷居第二代

38、反应器之首有机负荷居第二代反应器之首,水力负荷满足要求水力负荷满足要求水力负荷满足要求水力负荷满足要求;污污污污泥颗粒化后使反应器对不利条件的抗性增强泥颗粒化后使反应器对不利条件的抗性增强泥颗粒化后使反应器对不利条件的抗性增强泥颗粒化后使反应器对不利条件的抗性增强;在一定的水在一定的水在一定的水在一定的水力负荷下，可以力负荷下，可以力负荷下，可以力负荷下，可以(ky)(ky)(ky)(ky)靠反应器内产生的气体来实现污泥靠反应器内产生的气体来实现污泥靠反应器内产生的气体来实现污泥靠反应器内产生的气体来实现污泥与基质的充分接触。与基质的充分接触。与基质的充分接触。与基质的充分接触。（a a a

39、a）反应器内污泥浓度高，一般平均污泥浓度为）反应器内污泥浓度高，一般平均污泥浓度为）反应器内污泥浓度高，一般平均污泥浓度为）反应器内污泥浓度高，一般平均污泥浓度为30-30-30-30-40g/L40g/L40g/L40g/L，其中底部污泥床，其中底部污泥床，其中底部污泥床，其中底部污泥床(sludge bed)(sludge bed)(sludge bed)(sludge bed)污泥浓度污泥浓度污泥浓度污泥浓度60-80g/L60-80g/L60-80g/L60-80g/L，污泥悬浮层，污泥悬浮层，污泥悬浮层，污泥悬浮层(sludge blanket)(sludge blanket)(sl

40、udge blanket)(sludge blanket)污泥浓度污泥浓度污泥浓度污泥浓度5-7g/L5-7g/L5-7g/L5-7g/L；第52页/共75页第五十三页，共75页。污泥床中的污泥由活性生物量占污泥床中的污泥由活性生物量占污泥床中的污泥由活性生物量占污泥床中的污泥由活性生物量占70-8070-80的高度发的高度发的高度发的高度发展的颗粒污泥展的颗粒污泥展的颗粒污泥展的颗粒污泥(sludge granules)(sludge granules)组成，颗粒的直径一组成，颗粒的直径一组成，颗粒的直径一组成，颗粒的直径一般在般在般在般在0.5-5.0mm0.5-5.0mm之间，颗粒污泥是

41、之间，颗粒污泥是之间，颗粒污泥是之间，颗粒污泥是UASBUASB反应器的一个反应器的一个反应器的一个反应器的一个重要特征。重要特征。重要特征。重要特征。（b b）有机负荷高，水力停留时间短，中温消化，）有机负荷高，水力停留时间短，中温消化，）有机负荷高，水力停留时间短，中温消化，）有机负荷高，水力停留时间短，中温消化，CODCOD容积负荷在小试验和中型试验中可高达容积负荷在小试验和中型试验中可高达容积负荷在小试验和中型试验中可高达容积负荷在小试验和中型试验中可高达20-40kg 20-40kg COD/COD/（m3dm3d）在大型生产装置中可达到）在大型生产装置中可达到）在大型生产装置中可达

42、到）在大型生产装置中可达到 6-8kg 6-8kg COD/COD/（m3dm3d）。）。）。）。（c c）反应器内设三相分离器，被沉淀区分离的污泥能自）反应器内设三相分离器，被沉淀区分离的污泥能自）反应器内设三相分离器，被沉淀区分离的污泥能自）反应器内设三相分离器，被沉淀区分离的污泥能自动回流动回流动回流动回流(hu li)(hu li)到反应区，一般无污泥回流到反应区，一般无污泥回流到反应区，一般无污泥回流到反应区，一般无污泥回流(hu li)(hu li)设备；简化了工艺，节约了投资和运行费用。设备；简化了工艺，节约了投资和运行费用。设备；简化了工艺，节约了投资和运行费用。设备；简化了工

43、艺，节约了投资和运行费用。（d d）无混合搅拌设备。投产运行正常后，利用本身产）无混合搅拌设备。投产运行正常后，利用本身产）无混合搅拌设备。投产运行正常后，利用本身产）无混合搅拌设备。投产运行正常后，利用本身产生的沼气和进水来搅动；生的沼气和进水来搅动；生的沼气和进水来搅动；生的沼气和进水来搅动；第53页/共75页第五十四页，共75页。（e e e e）污泥床内不填载体，提高了容积利用率，节省）污泥床内不填载体，提高了容积利用率，节省）污泥床内不填载体，提高了容积利用率，节省）污泥床内不填载体，提高了容积利用率，节省(jishng)(jishng)(jishng)(jishng)造价及避造价及

44、避造价及避造价及避免堵塞问题。免堵塞问题。免堵塞问题。免堵塞问题。缺点：缺点：缺点：缺点：（a a a a）大型装置内会有短流现象（要求配水装置性能要好）大型装置内会有短流现象（要求配水装置性能要好）大型装置内会有短流现象（要求配水装置性能要好）大型装置内会有短流现象（要求配水装置性能要好）（b b b b）进水）进水）进水）进水SSSSSSSS要求要求要求要求200mg/L200mg/L200mg/L200mg/L，以免对污泥颗粒化不利或减少反应区的有，以免对污泥颗粒化不利或减少反应区的有，以免对污泥颗粒化不利或减少反应区的有，以免对污泥颗粒化不利或减少反应区的有效容积，甚至引起堵塞效容积，

45、甚至引起堵塞效容积，甚至引起堵塞效容积，甚至引起堵塞（c c c c）在没有颗粒污泥接种的情况下，启动时间长）在没有颗粒污泥接种的情况下，启动时间长）在没有颗粒污泥接种的情况下，启动时间长）在没有颗粒污泥接种的情况下，启动时间长（d d d d）对水质和负荷突然变化比较敏感）对水质和负荷突然变化比较敏感）对水质和负荷突然变化比较敏感）对水质和负荷突然变化比较敏感（e e e e）要求水温高些，最好）要求水温高些，最好）要求水温高些，最好）要求水温高些，最好35353535左右。左右。左右。左右。第54页/共75页第五十五页，共75页。由图可见，由图可见，由图可见，由图可见，UASBUASB工作

46、时，废工作时，废工作时，废工作时，废水从反应器底部进入，与污泥床水从反应器底部进入，与污泥床水从反应器底部进入，与污泥床水从反应器底部进入，与污泥床层的高浓度颗粒污泥接触，污染层的高浓度颗粒污泥接触，污染层的高浓度颗粒污泥接触，污染层的高浓度颗粒污泥接触，污染物被分解产生沼气。污水、污泥物被分解产生沼气。污水、污泥物被分解产生沼气。污水、污泥物被分解产生沼气。污水、污泥和沼气一起向上流动和沼气一起向上流动和沼气一起向上流动和沼气一起向上流动(lidng)(lidng)，进入反应器的上部的三相分离，进入反应器的上部的三相分离，进入反应器的上部的三相分离，进入反应器的上部的三相分离器，完成气、液、

47、固三相的分离。器，完成气、液、固三相的分离。器，完成气、液、固三相的分离。器，完成气、液、固三相的分离。被分离的消化气从上部导出，被被分离的消化气从上部导出，被被分离的消化气从上部导出，被被分离的消化气从上部导出，被分离的污泥则自动滑落到悬浮污分离的污泥则自动滑落到悬浮污分离的污泥则自动滑落到悬浮污分离的污泥则自动滑落到悬浮污泥层。出水则从澄清区流出。泥层。出水则从澄清区流出。泥层。出水则从澄清区流出。泥层。出水则从澄清区流出。3.4.3 UASB3.4.3 UASB的构造的构造的构造的构造(guzo)(guzo)和组成和组成和组成和组成第55页/共75页第五十六页，共75页。第56页/共75

48、页第五十七页，共75页。UASB反应器的组成反应器的组成(1)进水配水系统进水配水系统 将废水尽可能将废水尽可能均匀地分配到整个反应器，并均匀地分配到整个反应器，并有水力搅拌功能。有水力搅拌功能。(2)反应区反应区 其中包括污泥床区和其中包括污泥床区和污泥悬浮层区，有机物主要在污泥悬浮层区，有机物主要在这里被厌氧菌所分解。这里被厌氧菌所分解。(3)三相分离器三相分离器 由沉淀区、回流由沉淀区、回流(hu li)缝组成，其功能是把缝组成，其功能是把沼气、污泥和液体分开。沼气、污泥和液体分开。第57页/共75页第五十八页，共75页。(4)出水系统出水系统 其作用是把沉淀区表其作用是把沉淀区表层处理

49、过的水均匀地层处理过的水均匀地 加以收集，加以收集，排出反应器。排出反应器。(5)气室气室 也称集气罩，其作用是收也称集气罩，其作用是收集沼气。集沼气。(6)浮渣清除浮渣清除(qngch)系统系统 其功能其功能是清除是清除(qngch)沉淀区液面和气沉淀区液面和气室表面的浮渣，根据需要设置。室表面的浮渣，根据需要设置。(7)排泥系统排泥系统 其功能是均匀地排除其功能是均匀地排除反应区的剩余污泥。反应区的剩余污泥。第58页/共75页第五十九页，共75页。60 3.4.5 UASB 的设计的设计(shj)l尚无完整的工程设计计算方法；尚无完整的工程设计计算方法；l主要内容有：主要内容有：l 池型选

50、择，有效池型选择，有效(yuxio)(yuxio)容积的确定以及主要部位的尺容积的确定以及主要部位的尺寸；寸；l 设计进水配水系统、出水系统、和三相分离器等；设计进水配水系统、出水系统、和三相分离器等；l 其它：排泥和排渣系统等。其它：排泥和排渣系统等。l1 1、UASBUASB反应器容积及主要构造尺寸的确定：反应器容积及主要构造尺寸的确定：lUASBUASB反应器的有效反应器的有效(yuxio)(yuxio)容积容积(包括沉淀区和反应区包括沉淀区和反应区)l多采用进水容积负荷法确定，即：多采用进水容积负荷法确定，即：l V=QSi/Lv V=QSi/Lv l 式中：式中：QQ废水流量，废水流