几种厌氧处理技术的比较
几种厌氧处理技术的比较
1 厌氧处理原理概述
厌氧处理技术是有机废弃物生物处理方法的一种，近年来在污水处理领域内发展很快，是消减有机污染物、降低运行成本的有效途径。污水中的有机废弃物始终是造成环境污染最重要的污染物，它是使水域变质、发黑发臭的主要原因。有机废弃物在废水中可以以悬浮物、胶状物或溶解性有机物的方式存在，在水污染控制中主要以TS （固体物含量）、化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）作为监测目标。一般而言，生物方法是去除废水中有机物最经济有效的方法，特别是对废水中BOD 含量较高的有机废水更为适宜。利用微生物生命过程中的代谢活动，将有机废弃物分解为简单无机物从而去除有机物污染的过程被称之为废水的生物处理。根据代谢过程中对氧的需求情况，微生物可以分为好氧微生物、厌氧微生物和介于二者之间的兼性微生物，因此，相应的污水处理工艺也可以分为三大类。好氧生物处理利用好氧微生物的代谢活动来处理废水，它需要不断向废水中补充大量空气或氧气，以维持其中好氧微生物所需要的足够的溶解氧浓度。在好氧条件下，有机物最终被氧化为水和二氧化碳等，部分有机物被微生物同化以产生新的微生物细胞，活性污泥法、生物转盘法和好氧滤器等都属于好氧处理工艺。厌氧生物处理则利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提供氧气的情况下把有机物转化为无机物和少量的细胞物质，这些无机物主要包括大量的生物气（即沼气）和水。沼气的主要成分是约2/3 的甲烷和1/3 的二氧化碳，是一种可回收的能源。厌氧废水处理是一种低成本的废水处理技术，它又是把废水处理和能源回收利用相结合的一种技术。包括中国在内的大多数发展中国家面临严重的资金不足。这些国家需要既有效、简单又费用低廉的技术。厌氧技术因而是特别适合我国国情的一种技术。厌氧废水处理技术同时可以作为能源生产和环境保护体系的一个核心部分（如图一），其产物可以被积极利用而产生经济价值。例如，处理过的洁净水能被用于鱼塘养鱼、灌溉和施肥；产生的沼气可作为能源；剩余污泥可以作为肥料并用于土壤改良。
2 厌氧处理的优点考虑到我国的国情、环境污染的现状，有机废弃物的厌氧处理技术有以下明显的优点。
1）厌氧废水处理可作为把环境保护、能源回收与生态良性循环结合起来的综合系统的核心技术，具有较好的环境与经济效益；
（2）厌氧废水处理技术是非常经济的技术，在废水处理成本上比好氧处理要便宜得多，特别是对中等以上浓度（COD>1500mg/L）的废水更是如此，尤其适用于高浓度有机废弃物的处理。厌氧处理成本的降低主要由于动力的大量节省，营养物添加费用和污泥脱水费用
的减少。即使不计沼气作为能源所带来的收益，厌氧方法处理费用也仅为好氧方法处理费用的1/3 或更低。如所产生的沼气加以妥善的利用，则处理费用更会大大降低，甚至带来相当可观的利润。
（3）厌氧处理不但能源需求很少而且能产生大量的能源。
（4）厌氧废水处理设备负荷高，占地少。厌氧反应器容积负荷比好氧法要好得多，单位反应器容积的有机物去除量也因此要高得多，特别是新一代的高速厌氧反应器容积负荷率更高，效果更好。因此其反应器体积小，占地少。
（5）厌氧处理方法产生的剩余污泥比好氧处理方法少得多，且剩余污泥脱水性能好，浓缩时不需要使用脱水剂，因此，厌氧剩余污泥的处理要容易得多。由于厌氧微生物增殖缓慢，因而处理同样数量的废水仅产生相当于好氧处理方法的1/10~1/6 的剩余污泥。厌氧处理方法所产生的污泥高度无机化，可用作农田肥料或作为新运行的厌氧处理装臵的菌种出售。
（6）厌氧处理方法对营养物的需求量小。一般认为，若以可以生物降解的COD（COD BD ）为计算依据，好氧处理方法中氮和磷的需求量比例为COD BD ：N：P=100：5：1。而厌氧处理方法为COD BD ：N：P=（350~500）：5：1。有机废弃物中一般含已有一定量的氮和磷及多种微量元素，因此，厌氧处理方法可以不添加或少添加营养盐。
（7）厌氧处理方法可以处理很高浓度的有机废水。当有机废弃物浓度很高时，并不需要添加大量的稀释水。
（8）厌氧处理方法的菌种（例如厌氧颗粒污泥）可以在中止供给废水与营养物情况下保留其生物活性与良好的沉淀性能至少一年以上。它的这一生物特性为其间断的或季节性的运行提供了有利条件，厌氧污泥因此可以作为新建厌氧处理装臵的种泥出售。
（9）厌氧处理系统规模灵活，可大可小，设备简单，易于制作，无特别昂贵的设备。目前正在运行的单座厌氧处理装臵的规模从几十立方米到几万立方米不等。
3 各类厌氧反应器性能概述
（1）完全混合厌氧反应器（CSTR）传统的完全混合厌氧反应器（CSTR）是借助消化池内厌氧活性污泥来净化有机污染物。有机污染物进入池内，经过搅拌与池内原有的厌氧活性污泥充分接触后，通过厌氧微生物的吸附、吸收和生物降解，使废水中的有机污染物转化为沼气。完全混合厌氧反应器（CSTR）池体体积较大，负荷较低，其污泥停留时间等于水力停留时间，因此不能在反应器内积累起足够浓度的污泥，一般仅用于城市污水厂的剩余好氧污泥以及粪便的厌氧消化处理。
（2）厌氧接触反应器厌氧接触工艺的反应器是完全混合式的，是在连续搅拌完全混合式厌
氧消化反应器（CSTR）的基础上进行了改进的一种较高效率的厌氧反应器。反应器排出的混合液首先在沉淀池中进行固液分离，污水由沉淀池上部排出，沉淀池下部的污泥被回流至厌氧消化池内。这样的工艺既保证污泥不会流失，又可提高厌氧消化池内的污泥浓度，从而提高了反应器的有机负荷率和处理效率，与普通厌氧消化池相比，可大大缩短水力停留时间。目前，全混合式的厌氧接触反应器已被用于废水中SS 浓度较高的好氧污泥处理、酒精废醪处理。
（3）厌氧滤器（AF）厌氧滤器是采用填充材料作为微生物载体的一种高速厌氧反应器，厌氧菌在填充材料上附着生长，形成生物膜。生物膜与填充材料一起形成固定的滤床。厌氧滤床可分为上流式厌氧滤床和下流式厌氧滤床二种。污水在流动过程中生长并保持与充满厌氧细菌的填料接触，因为细菌生长在填料上将不随出水流失，在短的水力停留时间下可取得较长的污泥泥龄。厌氧滤器的缺点是填料载体价格较贵，反应器建造费用较高，此外，当污水中SS 含量较高时，容易发生短路和堵塞。
（4）厌氧流化床反应器厌氧流化床反应器采用微粒状填料作为微生物固定化材料，厌氧微生物附着在这些微粒上形成生物膜。由于这些微粒粒径较小，反应器内采用一定范围的上流速度，因此在反应器内这些微粒形成流态化。厌氧流化床反应器由于使用了较小的颗粒，由于形成比表面积很大的生物膜，流态化又充分改善了有机物向生物膜传递的传质速率，同时它克服了厌氧滤器中可能出现的短路和堵塞。在这一工艺中，流态化的形成前提条件，较轻的颗粒或絮状的污泥将会从反应器中连续冲出，流态化的真正形成必须依赖于所形成的生物膜在厚度、密度、强度等方面相对均匀或形成的颗粒均匀。但实际上，生物膜的形成与剥落难于控制，真正的流化床形态很难实现，致使工艺控制困难，投资和运行成本较高。（5）上流式厌氧污泥床反应器（UASB）待处理的废水被引入UASB 反应器的底部，向上流过由絮状或颗粒状厌氧污泥的污泥床。随着污水与污泥相接触而发生厌氧反应，产生沼气引起污泥床的扰动。在污泥床产生的沼气有一部分附着在污泥颗粒上，自由气泡和附着在污泥颗粒上的气泡上升至反应器的上部。污泥颗粒上升撞击到三相分离器挡板的下部，这引起附着的气泡释放；脱气的污泥颗粒沉淀回到污泥层的表面。自由状态下的沼气和由污泥颗粒释放的气体被收集在三相分离器锥顶部的集气室内。液体中包含一些剩余的固体物和生物颗粒进入到三相分离器的沉淀区内，剩余固体物和生物颗粒从液体中分离并通过三相分离器的锥板间隙回到污泥层。UASB 反应器的特点在于可维持较高的污泥浓度，很长的污泥泥龄（30 天以上），较高的进水容积负荷率，从而大大提高了厌氧反应器单位体积的处理能力。但是对于SS 含量很高的污水，由于三相分离器泥气水分离能力的限制，不可避免地造
成出水中含泥量很高，整个系统的投资费用也较大。
（6）膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB）EGSB 是在UASB 反应器的结构相似，所不同的是在EGSB 反应器中采用相当高的上流速度，因此，在EGSB 反应器中颗粒污泥处于完全或部分“膨胀化”的状态，即污泥床的体积由于颗粒之间的平均距离的增加而扩大。为了提高上升速度，EGSB 反应器采用较大的高度与直径比和很大的回流比。在高速上升速度和产气的搅拌作用下，废水与颗粒污泥间的接触更充分，因此可允许废水在反应器中有很短的水力停留时间，从而EGSB 可以高速地处理浓度较低的有机废水。4 几种典型的厌氧反应器适用性能比较几种典型的厌氧反应器适用性能比较见以下表：表6-1 几种典型的厌氧反应器适用性能分析表反应器名称优点缺点适用范围完全混合厌氧反应器（CSTR）投资小、运行管理简单容积负荷率低，效率较低，出水水质较差适用于SS 含量很高的污泥处理厌氧接触反应器投资较省、运行管理简单，容积负荷率较高，耐冲击负荷能力强停留时间相对较长，出水水质相对较差适用于高浓度、高悬浮物的有机废水厌氧滤器（AF）处理效率高，耐负荷能力强，出水水质相对较好投资较大，反应器容易短路和堵塞适用于SS 含量较低的有机废水厌氧流化床反应器处理效率高，不易短路和堵塞实现真正的流态化污泥床难度较大，运行管理要求较高适用于处理特种工业废水上流式厌氧污泥床反应器（UASB）处理效率高，耐负荷能力强，出水水质相对较好投资相对较大，对废水SS 含量要求严格适用于SS 含量适低的有机废水膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB）处理效率高，负荷能力强，出水水质相对较好投资相对较大，对废水SS 含量要求严格适用于SS 含量较少和浓度相对较低的有机废水
解析污水处理中的厌氧工艺
解析污水处理中的厌氧工艺 小众环保2018-01-03 10:39:35 厌氧生物处理是在厌氧条件下，形成了厌氧微生物所需要的营养条件和环境条件，利用这类微生物分解废水中的有机物并产生甲烷和二氧化碳的过程。 高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段：水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。 （1）水解阶段水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。 （2）发酵（或酸化）阶段发酵可定义为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程，在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物，因此这一过程也称为酸化。 （3）产乙酸阶段在产氢产乙酸菌的作用下，上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。 （4）甲烷阶段这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。 酸化池中的反应是厌氧反应中的一段。 厌氧池是指没有溶解氧，也没有硝酸盐的反应池。缺氧池是指没有溶解氧但有硝酸盐的反应池。
酸化池---水解、酸化、产乙酸，限制甲烷化，有pH值降低现象。工艺简单，易控制操作，可去除部分COD。目的提高可生化性； 厌氧池---水解、酸化、产乙酸、甲烷化同步进行。需要调节pH，不易操作控制，去除大部分COD。目的是去除COD。 缺氧池---有水解反应，在脱氮工艺中，其pH值升高。在脱氮工艺中，主要起反硝化去除硝态氮的作用，同时去除部分BOD。也有水解反应提高可生化性的作用。 水解酸化池内部可以不设曝气装置，控制停留时间再水解、酸化阶段，不出现厌氧产气阶段，前两个阶段的COD去除率不是很高，因为他的目的只是将大分子的变成小分子有机物，一般去除率在20%左右，产气阶段的COD去除率一般在40%左右，但这是产生的硫化氢气体要进行除臭处理，且达到产气阶段的停留时间要较前两阶段长，也就是要出现厌氧状态。缺缺氧池内要设置曝气装置，控制溶解氧在0.3-0.8mg/l，利用兼氧微生物及生物膜来降解废水中的有机物，接触氧化池内的曝气器要慎重选择，既要保证供氧量，又要确保有利于生物膜的脱落、更新。一般不选用微孔曝气器作为池底的曝气器。
厌氧生物处理技术、
废水的厌氧生物处理技术 厌氧生物处理技术是利用厌氧微生物的代谢特性分解有机污染物，在不需要提供外界能源的条件下，以被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体的水处理技术。 1厌氧生物处理的基本原理 1.1两阶段理论 在20世纪30-60年代，人们普遍认为厌氧消化过程可以简单地分为两个阶段，即两阶段理论。第一阶段称为发酵阶段或产酸阶段或酸性发酵阶段，废水中的有机物在发酵细菌的作用下，发生水解和酸化反应，而被降解为以脂肪酸、醇 类、CO 2和H 2 等为主的产物。第二阶段则被称为产甲烷阶段或碱性发酵阶段，所 发生的反应时是产甲烷菌利用前一阶段的产物脂肪酸、醇类、CO 2和H 2 等为基质， 并最终将其转为CH 4和CO 2 。 1.2三阶段理论 三阶段理论认为，整个厌氧消化过程可以分为三个阶段，即水解、发酵阶段，产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。有机物首先通过发酵细菌的作用生成乙醇、丙酸、 丁酸和乳酸等，接着通过产氢产乙酸菌的降解作用而被转化为CH 4和CO 2 。产氢 产乙酸菌和产甲烷菌之间存在着互营共生的关系。该理论将厌氧发酵微生物分为发酵细菌群、产氢产乙酸菌群和产甲烷菌群。 1.3四阶段理论 几乎与三阶段理论的提出同时，Zeikus提出了四菌群学说即四类群理论。与三阶段理论相比，该理论增加了同型（耗氢）产乙酸菌群(Homoacetogenic Bacteria),该菌群的代谢特点是能将H 2/CO 2 合成为乙酸。但是研究结果表明，这 一部分乙酸的量较少，一般可以忽略不计。 目前为止，三阶段理论和四类群理论是对厌氧生物处理过程较全面和较准确的描述。 2 厌氧生物处理的优缺点 厌氧生物处理技术与好氧生物处理技术比较，有如下优缺点。
厌氧处理技术现状及发展趋势
厌氧处理技术现状及发展趋势 发表时间：2016-12-07T15:41:43.833Z 来源：《基层建设》2016年24期8月下作者：李吉玉 [导读] 摘要：本文简介了污泥厌氧消化技术的情况，对该技术在国内外的主要研究进展和应用现状做了较详细的描述;提出了国内的污泥厌氧消化技术研究重点,展望了该技术的发展趋势 青海大美煤业股份有限公司 摘要：本文简介了污泥厌氧消化技术的情况，对该技术在国内外的主要研究进展和应用现状做了较详细的描述;提出了国内的污泥厌氧消化技术研究重点,展望了该技术的发展趋势 关键词：厌氧处理技术；现状；发展趋势 厌氧生物处理技术是在厌氧条件下,利用厌氧微生物降解作用将有机污染物转化为甲烷、水、二氧化碳、硫化氢和氨等复杂的生化过程。厌氧生物处理技术在污水处理中的应用己有一个多世纪,其中厌氧反应器是该处理技术发展最快的领域之一。实践证明,保持足够的生物量并使污水与污泥充分的混合接触是厌氧反应器高效、稳定运行的关键,由此产生了多种不同类型的厌氧反应器。由厌氧反应器的发展历程可以看出,第一、二代厌氧反应器研究重点主要集中于反应器的结构方面,而第三代厌氧反应器的主要集中于厌氧微生物的固定化污泥颗粒化技术的研究。 1 厌氧生物反应器的发展历程 1.1第一代厌氧反应器 第一代厌氧生物反应器的典型特征是没有专门的污泥持留机制。以传统消化器和高速消化器为典型代表。传统厌氧消化器没有设置加热和搅拌装置，存在易分层、效率低的缺陷。废水从池子一端连续输入，从另一端连续输出，由于泥水分层，基质与微生物接触不良，容积效能较低。一般设计HRT为30~90d。设计负荷为1.0-1.5kgVSSm-3d-1。 1.2第二代厌氧反应器 第二代厌氧生物反应器的典型特征是设置了专门的污泥持留机制，以厌氧接触（AC）反应器、厌氧滤池(AF)、上流式厌氧污泥床(UASB)反应器为典型代表。其主要特点有：SRT长于HRT，装置内生物量很高。 厌氧接触（AC）反应器由于厌氧微生物生长较慢，分离流失污泥以延长成为提高反应器效能的关键。1957年，Shrorfer在高效厌氧消化器后增设了沉淀池，用以分离流失污泥并将其返回至反应器内，实现HRT与SRT分离，由此诞生了厌氧接触消化器。在厌氧接触反应器中，废水先进入消化池与回流的厌氧污泥相混合，废水中的有机物被厌氧污泥所吸附、分解，厌氧反应所产生的沼气由顶部排出；消化池于沉淀池内完成固液分离，上清液由沉淀池排出，同时将部分污泥回流至厌氧消化池，部分作为剩余污泥进行处置。 上流式厌氧污泥床USAB反应器：在USAB反应器中，有机废水由底部布水器进入反应器，然后经过颗粒污泥床以及悬浮污泥层后继续向上流动。此过程中，有机废水与污泥充分接触，废水中部分有机物最后被转化为沼气。产生的沼气以气泡的形式上逸，并将反应器内污泥向上托起，最终致使污泥床发生膨胀。反应器运行过程中所产生沼气量越大，其起到的搅拌作用越强。在沼气所形成气流的驱动下，絮体污泥浮或沉降性能较差的颗粒污泥将升至反应器上部，然后形成悬浮污泥层；沉降性能较好的颗粒污泥则沉积在反应器的反应区底部，并形成颗粒污泥床。当反应器中的发酵液流至三相分离器时，发酵液中的沼气被三相分离器中的反射板导向至气室从而与发酵液分离。污泥及污水流入三相分离器内的沉淀区，在重力作用下可实现泥水的进一步分离。最终上清液将从三相分离器的沉淀区顶部排出，污泥被滞留于沉淀区底部，并沿三相分离器的斜壁返回至反应器的反应区。 1.3第三代厌氧反应器 第三代厌氧生物反应器的典型特征是明显改善了装置内的传质机制，以厌氧膨胀颗粒污泥床（EGSB）反应器及厌氧内循环（IC）反应器为典型代表。其主要特点：反应液内循环，遏制了短流，均衡了负荷。 膨胀颗粒污泥床（EGSB）反应器:在USAB反应器中，由于高负荷所致的高产气速度易引发反应器短流问题加重，将有机废水及其消化产生的中间产物直接携带至反应器出口端，影响厌氧反应器处理效率。1976年荷兰Lettinga采用出水回流装置，遏制了气体脉冲释放，减少了反应器短流，由此诞生了厌氧膨胀床反应器。 厌氧内循环（IC）反应器:在高负荷工况下，高液体流速和高气体流速，可使EGSB反应器中的颗粒污泥难以沉降返回反应区。1985年荷兰Paques公司釆用两个UASB反应器纵向叠加，同时设计内部气升回流装置，有效解决了颗粒污泥沉降问题，强化了废水处理过程，由此诞生了厌氧内循环反应器。 2 厌氧生物反应器发展趋势 纵观厌氧生物反应器的所经历的发展，厌氧反应器正朝着稳定、高效且易控的方向发展，并形成单元技术进而不断突破，并进一步整合至厌氧生物反应器系统中。 （1）加热升温提高效率：研究证明，厌氧消化有两个最适温度，分别为35℃和53℃左右。根据最适温度，厌氧消化可分为高温厌氧消化、中温厌氧消化和常温厌氧消化。高温厌氧消化的最适温度为53℃左右，中温厌氧消化的最适温度为35℃左右，常温厌氧消化的温度不严格控制，随自然温度的变化而波动于15-30℃之间。由于厌氧消化的温度效应很大，加热升温已成为提高厌氧生物反应器效能的重要手段。计算表明，当COD浓度1000mg/L时，所产甲烷燃烧释放的热量大约可使进水温度提高3℃。对于高浓度有机废水，以回收的沼气来加热升温提高厌氧生物反应器效能是可行的。在日、美、欧诸国，沼气发电受到重视和鼓励，沼气发电上网量已占总发电量的左右。我国沼气发电也方兴未艾。发电佘热为厌氧生物反应器加热升温提供了方便廉价的热源。 （2）上下交流平衡养分：有机废水的厌氧生物处理技术实质为废水中有机物被厌氧消化微生物作为营养物质进行利用的过程。废水经调节池预处理后，其废水的成分已可以满足厌氧微生物对营养物质的需求。但工程中，厌氧生物反应器均具有较大高度，进口端废水中的营养物的浓度及其之间的比例可满足厌氧微生物的需求，而出口端混合液中的营养物浓度及其比例却未必能满足厌氧微生物生长及繁殖的需求。通过釆用反应液循环式操作，可使反应器的养分浓度及其比例各高度层次上均可得到平衡，从而满足厌氧消化过程中各功能菌群的营养要求。 （3）适度循环平衡碱度：整个厌氧消化过程是由几个功能菌群协作完成，在有机物的转化过程中，产酸阶段可大量的积累VFA从而致使发酵液酸化；但在产甲烷阶段，VFA可被最终转化为CH4、CO2及水，从而使发酵液碱化。在高负荷厌氧生物反应器中，易出现下部偏
餐厨垃圾处理厌氧工艺完整版
餐厨垃圾处理厌氧工艺完整版 厨垃圾是城市日常生活中产生的最为普遍的废弃物，属于城市生活垃圾，其主要成分包括淀粉类食物、植物纤维、肪类等有机物，具有含水率高，油脂、盐份含量高，易腐烂发臭，不利于普通垃圾车运输等特点。这类垃圾若不经，会对环境造成极大的危害。 厨垃圾主要来源于餐饮服务业、家庭和企事业单位食堂等产生的食物加工下脚料（厨余）和食用残余（泔脚）。随济的飞速发展，城市化进程的逐渐加快，餐厨垃圾的产量呈现出逐年上升的趋势。在国内的大型，特大型城市中如深圳等，餐厨垃圾的日产量已达数千吨，全国餐厨垃圾的年产量达到千万吨，单纯填埋的话，占用大量土地，产生和填埋气体也需要后期处理，耗费大量人力，物力。 厨垃圾目前在很多城市尚未进行规范化管理，收集容器摆放地环境脏乱，孳生和招引蚊、蝇、鼠、蟑螂等害虫，易害人民的身体健康。垃圾收集地附近容易产生难闻气味，引起人们感官上的反感；由于餐厨垃圾含水量较高的特性程中存在一系列问题。运输车辆不规范，易发生餐厨垃圾外漏和倾洒，严重影响市容、市貌和交通；最主要的是城垃圾多被养殖户收集，作为养殖饲料直接使用，垃圾未经处理进入人类食物链，危及人民群众的身体健康；同时地起来重新炼制成为廉价食用油，在市场上再次流通，危害人民群众的身体健康。 存在问题的同时，餐厨垃圾因其富含有机物也可作为潜在的能源供应体。通过恰当的处理方法，可以释放出蕴藏在能量，转化为电能，热能，作为常规能源载体的有效补充。在当前我国能源供应日趋紧张的时期，寻求新能源迫在厨垃圾通过成熟工艺技术获取能源不失为合理的解决方案。 厨垃圾概况 餐厨垃圾性质 集的餐厨垃圾成分复杂，不仅包括宾馆、饭店的剩菜、剩饭还包括大量废旧餐具、破碎的器皿，厨房的下脚料等，皮、蔬菜、米面，鱼、肉、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质的混合物。糖类含量高，以蛋白质、淀粉和动，且盐分、油脂含量高。以中国南方某城市为例，下表详细给出了餐厨垃圾的组分与成份： ：餐厨垃圾组分 食物垃圾 纸张 金属 骨头 木头 织物 塑料 油脂 75.1% - 90.1% 0.8% 0.1% 5.2% 1．0% 0.1%
厌氧污水处理
厌氧污水处理 原理 在厌氧处理过程中，废水中的有机物经大量微生物的共同作用，被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨等。在此过程中，不同微生物的代谢过程相互影响，相互制约，形成了复杂的生态系统。对高分子有机物的厌氧过程的叙述，有助于我们了解这一过程的基本内容。高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段：水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。 水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。 高分子有机物因相对分子量巨大，不能透过细胞膜，因此不可能为细菌直接利用。它们在第一阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如，纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白质酶水解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。水解过程通常较缓慢，因此被认为是含高分子有机物或悬浮物废液厌氧降解的限速阶段。多种因素如温度、有机物的组成、水解产物的浓度等可能影响水解的速度与水解的程度。水解速度的可由以下动力学方程加以描述：ρ=ρo/(1+Kh.T) ρ——可降解的非溶解性底物浓度（g/L）； ρo———非溶解性底物的初始浓度（g/L）； Kh——水解常数（d^-1）； T——停留时间（d） 发酵可定义为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程，在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物，因此这一过程也称为酸化。
品 600在这一阶段，上述小分子的化合物发酵细菌（即酸化菌）的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。发酵细菌绝大多数是严格厌氧菌，但通常有约1%的兼性厌氧菌存在于厌氧环境中，这些兼性厌氧菌能够起到保护像甲烷菌这样的严格厌氧菌免受氧的损害与抑制。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等，产物的组成取决于厌氧降解的条件、底物种类和参与酸化的微生物种群。与此同时，酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质，因此，未酸化废水厌氧处理时产生更多的剩余污泥。 在厌氧降解过程中，酸化细菌对酸的耐受力必须加以考虑。酸化过程pH下降到4时能可以进行。但是产甲烷过程pH值的范围在6.5～7.5之间，因此pH值的下降将会减少甲烷的生成和氢的消耗，并进一步引起酸化末端产物组成的改变。 在产氢产乙酸菌的作用下，上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。 其某些反应式如下： CH3CHOHCOO-+2H2O —> CH3COO-+HCO3-+H++2H2 ΔG’0=-4.2KJ/MOL CH3CH2OH+H2O－> CH3COO-+H++2H2O ΔG’0=9.6KJ/MOL CH3CH2CH2COO-+2H2O－> 2CH3COO-+H++2H2 ΔG’0=48.1KJ/MOL CH3CH2COO-+3H2O－> CH3COO-+HCO3-+H++3H2 ΔG’0=76.1KJ/MOL 4CH3OH+2CO2－> 3CH3COO-+2H2O ΔG’0=-2.9KJ/MOL 2HCO3-+4H2+H+－>CH3COO-+4H2O ΔG’0=-70.3KJ/MOL 这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
厌氧处理工艺汇总分析比较
废水厌氧处理工艺分析比较 一、废水厌氧处理原理 一般来说，废水中复杂有机物物料比较多，通过厌氧分解分四个阶段加以降解： （1）水解阶段：高分子有机物由于其大分子体积，不能直接通过厌氧菌的细胞壁，需要在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子。废水中典型的有机物质比如纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被分解成短肽和氨基酸。分解后的这些小分子能够通过细胞壁进入到细胞的体进行下一步的分解。 （2）酸化阶段：上述的小分子有机物进入到细胞体转化成更为简单的化合物并被分配到细胞外，这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸（VFA），同时还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生。 （3）产乙酸阶段：在此阶段，上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质。 （4）产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。这一阶段也是整个厌氧过程最为重要的阶段和整个厌氧反应过程的限速阶段。 在上述四个阶段中，有人认为第二个阶段和第三个阶段可以分为一个阶段，在这两个阶段的反应是在同一类细菌体类完成的。前三个阶段的反应速度很快，如果用莫诺方程来模拟前三个阶段的反应速率的话，Ks（半速率常数）可以在
50mg/l以下，μ可以达到5KgCOD/KgMLSS.d。而第四个反应阶段通常很慢，同时也是最为重要的反应过程，在前面几个阶段中，废水的中污染物质只是形态上发生变化，COD几乎没有什么去除，只是在第四个阶段中污染物质变成甲烷等气体，使废水中COD大幅度下降。同时在第四个阶段产生大量的碱度这与前三个阶段产生的有机酸相平衡，维持废水中的PH稳定，保证反应的连续进行。 二、废水厌氧工艺的发展 厌氧生物过程一直广泛地存在于自然界中，但人类第一次有意识地利用厌氧生物过程来处理废弃物，则是在1881年由法国的Louis Mouras所发明的“自动净化器”开始的，随后人类开始较大规模地应用厌氧消化过程来处理城市污水（如化粪池、双层沉淀池等）和剩余污泥（如各种厌氧消化池等）。这些厌氧反应器现在通称为“第一代厌氧生物反应器”，它们的共同特点是：①水力停留时间（HRT）很长，有时在污泥处理时，污泥消化池的HRT会长达90天，即使是目前在很多现代化城市污水处理厂所采用的污泥消化池的HRT也还长达20~30天； ②虽然HRT相当长，但处理效率仍十分低，处理效果还很不好；③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别转化为氨氮或硫化氢，而它们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。 但是，当进入上世纪50、60年代，特别是70年代的中后期，随着世界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
厌氧生物处理
3、厌氧反应概述： 利用微生物生命过程中的代谢活动，将有机物分解为简单无机物，从而去除水中有机物污染的过程，称为废水的生物处理。根据代谢过程对氧的需求，微生物又分为好氧、厌氧和介于两者间的兼性微生物。厌氧生物处理就是利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提供氧的情况下，把有机物转化为无机物和少量的细胞物质，这些无机物包括大量的生物气（即沼气）和水。 厌氧是一种低成本废水处理技术，把废水治理和能源相结合，特别适合发展中国家使用。 4、厌气处理技术的优势和不足： 优势： 4.1可作为环境保护、能源回收和生态良性循环结合系统的技术，具有良好的社会、经济、环境效益。 4.2耗能少,运行费低,对中等以上(1500mg/L)浓度废水费用仅为好氧工艺1/3. 4.3回收能源,理论上讲1kgCOD可产生纯甲烷0.35m3,燃值(3.93×10-1J/m3)，高于天然气(3.93×10-1J/m3)。以日排10t COD工厂为例,按COD去除80%,甲烷为理论值80%计算，日产沼气2240m3,相当于2500m3天然气或3.85t煤,可发电5400Kwh. 4.4设备负荷高、占地少。 4.5剩余污泥少,仅相当于好氧工艺1/6～1/10. 4.6对N、P等营养物需求低，好氧工艺要求C：N=100:5:1,厌氧工艺为C:N=(350-500):5:1。 4.7可直接处理高浓有机废水,不需稀释。 4.8厌氧菌可在中止供水和营养条件下，保留生物活性和沉泥性一年,适合间断和季节性运行。 4.9系统灵活,设备简单,易于制作管理，规模可大可小。 厌氧不足: 1、出水污染浓度高于好氧，一般不能达标； 2、对有毒性物质敏感； 3、初次启动缓慢，最少需8-12周以上方能转入正常水平。 5、反应机理：
污水处理工艺中的厌氧工艺
厌氧处理工艺的选择及介绍 1 厌氧处理工艺的选择 厌氧反应器既有传统的反应器又有现代高效反应器，这些工艺又可分为厌氧悬浮生长和厌氧接触生长工艺。 厌氧工艺经百余年的发展已从最初的第一代的厌氧消化池发展到第二代的厌氧滤器（AF）、厌氧流化床反应器（AFB）、上流式厌氧污泥床（UASB）以及第三代的膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB和IC）这几种反应器形式。 在已开发的厌氧反应器中，第三代的EGSB和IC反应器是一种研究最为深入、技术最为先进的厌氧反应器。它是在第二代UASB反应器的基础上发展起来的高效反应器，尤其适用于中等浓度（COD在10000mg/l以下）的有机废水的处理，并成功地应用于各种废水的处理。相对于其它类型的反应器，EGSB/IC反应器具有一些突出的优点： ?具有较高的有机负荷，水力负荷能满足要求。 ?污泥颗粒化后使反应器耐不利条件的冲击能力增强。 ?具有较高的上升流速，尤其是颗粒污泥IC反应器，由于颗粒污泥的密度较小，在适度的水力负荷范围内，可以靠反应器内产生的气体来实现污泥与基质的充分混合及接触，大大提高反应器的效率。 ?在反应器上部设置了气—固—液三相分离器，对沉降良好的污泥或颗粒污泥可以自行分离沉降并返回反应器主体，不须附设沉淀分离装置、辅助脱气装置及回流污泥设备，简化了工艺，节约了投资和运行费用。 1.2 高强好氧处理工艺的选择 1.2.1复合式生物反应器 为了在原有活性污泥工艺基础上，提高曝气池内生物量，增强废水处理能力，克服活性污泥膨胀，提高运行稳定性，人们发明了在曝气池中投加载体的方法，即在曝气池中投加各种能提供微生物附着生长表面的载体，利用载体容易截留和附着生物量大的特点，使曝气池中同时存在附着相和悬浮相生物，充分发挥两者的优越性，使之扬长避短，相互补充，将这种反应器称为复合生物反应器HBR （Hybrid Biological Reactor)。复合式生物反应系统是将生物膜反应系统和活性污泥系统结合起来。虽然这种方法保留了原有工艺的主体构造，但是由于填料的加入，使污水处理机理和效能都大为改变[7]。在这个系统中，微生物生存的基础环境由原来的气、液两相转变成气、液、固三相，这种转变为微生物创造了更丰富的存在形式，形成一个更为复杂的复合式生态系统。 1.2.2好氧生物流化床 好氧生物流化床反应器是将普通活性污泥法和生物膜法的优点有机地结合，是七十年代开始应用于污水处理的一种高效的生物处理工艺，并引入流化技术处理有机废水的反应装置，因而具有容积负荷高、生物降解速度快、占地面积小、基建投资和运行费用低等优点。生物流化床处理技术是借助流体（液体、气体）使表面生长着微生物的固体颗粒（生物颗粒）呈流态化，同时进行去除和降解有机污染物的生物膜法处理技术。微生物生长在载体表面，载体则在反应器中流动，是悬浮生长型和附着生长型的复合。它可以保持高浓度的微生物量，传质效率高，体积负荷可以比传统活性污泥法高6-10倍。
废水厌氧生物处理技术与进展
废水厌氧生物处理技术与进展 摘要本文系统总结了污水厌氧生物处理技术发展历程、技术现状,并对各技术的优缺点 进行了比较, 。 1引言 随着我国工农业的迅速发展和城市化水平的提高，排放到环境中的工农业废水和城市废水不断增加，对环境造成严重的污染，使得可利用的水资源遭到了破坏。为了使国民经济可持续发展，必须采取相应的对策，保护水资源。 2废水厌氧生物处理技术的发展历程 ①厌氧过程广泛存在于自然界中； ②1881 年，法国，Louis Mouras ，“自动净化器”； ③处理城市污水的化粪池、双层沉淀池等处理剩余污泥的各种厌氧消化池等； ——HRT 很长、处理效率很低、浓臭的气味等； ④70 年代后，能源危机，现代高速厌氧反应器，厌氧消化工艺开始大规模地应用于废水 处理； ■厌氧接触法(Anaerobic Contact Process) ■厌氧滤池(Anaerobic Filter、AF ) ■上流式厌氧污泥床反应器(Upflow Anaerobic Sludge Bed、UASB ) ■厌氧流化床(Anaerobic Fluidized Bed、AFB ) ■厌氧附着膜膨胀床(Anaerobic Attached Film Expanded Bed 、AAFEB) ■厌氧生物转盘(Anaerobic Rotated Biological Disc、ARBD) ■挡板式厌氧反应器(Anaerobic Baffled Reactor、ABR) 现代高速厌氧反应器的主要特点： ——HRT 与SRT 分离，SRT 相对很长，HRT 则较短，反应器内生物量很高。 ——HRT 大大缩短，有机负荷大大提高，处理效率也大大提高； ■⑤90 年代以后，在UASB 反应器基础上又发展起来了EGSB 和IC 反应器； ——EGSB 反应器，处理低温低浓度的有机废水； ——IC 反应器，处理高浓度有机废水，可达到更高的有机负荷。 总结上述发展历程厌氧生物处理技术的发展大致可以分为三个阶段：第一阶段 厌氧生物过程广泛地存在于自然界中，但人类第一次有意识地利用厌氧生物过程来处理废弃物，则是在1881 年由法国的Louis Mouras 所发明的“自动净化器”开始的，随后人类开始较大规模地应用厌氧消化过程来处理城市污水（如化粪池、双层沉淀池等）和剩余污泥（如各种厌氧消化池等）。这些厌氧反应器现在通称为“第一代厌氧生物反应器”。 它们的共同特点是：①水力停留时间（HRT）很长，有时在污泥处理时，污泥消化池的HRT 会长达90 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HRT 也还长达20~30 天； ②虽然HRT 相当长，但处理效率仍十分低，处理效果还很不好； ③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
第三章厌氧生物处理
第三章 厌氧生物处理 3.1 基本概念 3.1.1厌氧生物处理的基本原理 一、厌氧生物处理的基本生物过程及其特征 ——又称厌氧消化、厌氧发酵； ——实际上，是指在厌氧条件下由多种（厌氧或兼性）微生物的共同作用下，使有机物分解并产生CH 4和CO 2的过程。 1、厌氧生物处理工艺的发展简史： ①上述的厌氧过程广泛地存在于自然界中； ②人类第一次利用厌氧消化处理废弃物，是始于1881年——Louis Mouras 的“自动净化器”； ③随后人类开始较大规模地应用厌氧消化过程来处理城市污水（如化粪池、双层沉淀池等）和剩余污 泥（如各种厌氧消化池等）； ——长的HRT 、低的处理效率、浓臭的气味等； ④50、 60年代，特别是70年代中后期，随着能源危机的加剧，人们对利用厌氧消化过程处理有机废 水的研究得以强化，出现了一批被称为现代高速厌氧消化反应器的处理工艺，厌氧消化工艺开始大规模地应用于废水处理； ——HRT 大大缩短，有机负荷大大提高，处理效率也大大提高； ——厌氧接触法、厌氧滤池（AF ）、上流式厌氧污泥床（UASB ）反应器、厌氧流化床（AFB ）、AAFEB 、 厌氧生物转盘（ARBC ）和挡板式厌氧反应器等； ——HRT 与SRT 分离，SRT 相对很长，HRT 则可以较短，反应器内生物量很高。 ⑤最近（90年代以后），随着UASB 反应器的广泛应用，在其基础上又发展起来了EGSB 和IC 反应器； ——EGSB 反应器可以在较低温度下处理低浓度的有机废水； ——IC 反应器则主要应用于处理高浓度有机废水，可以达到更高的有机负荷。 2、厌氧消化过程的基本生物过程 ①两阶段理论： ——30~60 第一阶段：发酵阶段，又称产酸阶段或酸性发酵阶段； ——水解和酸化，产物主要是脂肪酸、醇类、CO 2和H 2等； ——主要参与微生物统称为发酵细菌或产酸细菌； ——其特点有：1）生长快，2）适应性（温度、pH 等）强。 第二阶段：产甲烷阶段，又称碱性发酵阶段； ——产甲烷菌利用前一阶段的产物，并将其转化为CH 4和CO 2； ——主要参与微生物统称为产甲烷菌； 图1厌氧反应的两阶段理论图示 内源呼 吸产物 水解胞外酶 胞内酶产甲烷菌 胞内酶产酸菌 不溶性有机物 可溶性有机物 细菌细 胞 脂肪酸、醇类、 H 2、CO 2 其它产物 细菌细胞 CO 2、CH 4
厌氧生物处理技术、
盛年不重来，一日难再晨。及时宜自勉，岁月不待人。 废水的厌氧生物处理技术 厌氧生物处理技术是利用厌氧微生物的代谢特性分解有机污染物，在不需要提供外界能源的条件下，以被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体的水处理技术。 1厌氧生物处理的基本原理 1.1两阶段理论 在20世纪30-60年代，人们普遍认为厌氧消化过程可以简单地分为两个阶段，即两阶段理论。第一阶段称为发酵阶段或产酸阶段或酸性发酵阶段，废水中的有机物在发酵细菌的作用下，发生水解和酸化反应，而被降解为以脂肪酸、醇类、CO2和H2等为主的产物。第二阶段则被称为产甲烷阶段或碱性发酵阶段，所发生的反应时是产甲烷菌利用前一阶段的产物脂肪酸、醇类、CO2和H2等为基质，并最终将其转为CH4和CO2。 1.2三阶段理论 三阶段理论认为，整个厌氧消化过程可以分为三个阶段，即水解、发酵阶段，产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。有机物首先通过发酵细菌的作用生成乙醇、丙酸、丁酸和乳酸等，接着通过产氢产乙酸菌的降解作用而被转化为CH4和CO2。产氢产乙酸菌和产甲烷菌之间存在着互营共生的关系。该理论将厌氧发酵微生物分为发酵细菌群、产氢产乙酸菌群和产甲烷菌群。 1.3四阶段理论 几乎与三阶段理论的提出同时，Zeikus提出了四菌群学说即四类群理论。与三阶段理论相比，该理论增加了同型（耗氢）产乙酸菌群(Homoacetogenic Bacteria),该菌群的代谢特点是能将H2/CO2合成为乙酸。但是研究结果表明，这一部分乙酸的量较少，一般可以忽略不计。 目前为止，三阶段理论和四类群理论是对厌氧生物处理过程较全面和较准确的描述。 2 厌氧生物处理的优缺点
厌氧废水处理技术
废水处理技术 1．废水处理技术：厌氧-转化的有利条件 水中碱度是中和酸能力的一个指标，主要来源于弱酸盐(Sawyer等，1995)。在水化学中碱度是最重要的概念之一，因为它控制着pH值(Morel，1983)，同时也是水中存在其它酸时缓冲pH值能力的一个指标。 碱度是由不同种类弱酸盐组成，因此各种碱度通常都方便的用它的CaC03当量来表示。Cac03的当量50，等于其分子量／化合价(100／2)。 在有微生物活动的液体厌氧系统中，CCh通常超过其它弱酸，必须有足够的碳酸氢盐碱度中和它，因此碳酸氢盐碱度是十分重要的。厌氧系统中，在中性pH条件下挥发酸盐也是碱度，虽然它们可能是总碱度的主要组成部分，但是不能中和多余挥发酸。厌氧系统在中性pH值范围运行时，碳酸氢盐是主要的碱度，因此主要关注碳酸氢盐碱度。 接近中性的条件是厌氧生物技术适宜的pH值环境。低pH值状况是由两种酸度即H2C03和挥发性脂肪酸(VFA)引起的，它们是在微生物反应中产生的。这些酸需要投加碱度进行中和，使微生物活性不被pH值的降低所抑制。但良好运行的厌氧工艺主要的碱度需求，是用于中和反应器中高C02分压所导致的高HaCCh浓度(挥发酸浓度通常较低)。 如果酸的浓度(H2C03和VFA)超过可利用的碱度，反应器将会变酸(pH值下降)，严重抑制微生物尤其是甲烷菌的活性。当产甲烷停止时，VFA可能会继续积累，进一步恶化反应环境。 2．废水处理技术：厌氧-生物体固定化问题 20世纪80年代，在欧洲所做的调查结果表明生物量流失是工业废水厌氧消化处理厂普遍存在的一问题。 过去严重的错误遮蔽了改善生物固定化的可能性，而现在通过更先进的技术，生物固定化得到了改善。 对于特定废水厌氧反应器设计中最突出的问题就是选择最合适的生物固定化的方法。厌氧生物技术的主要优点——生物体产率低，这在努力增加反应器中生物体总量时也成为该技术的主要缺点。 生物固体停留对成功保持增殖缓慢的甲烷菌是绝对必要的。尽管有几种选择可以实现这种关键的生物体停留，但过去严重的错误遮蔽了改善生物固定化的可能性，而现在通过更先进的技术，生物固定化得到了改善。由于生物固定化技术的改进也使反应器可以小一些，负荷率可以高一些。对于严谨的设计人员将面临一个新的挑战。 过去厌氧处理失败的原因是由于错误地采用形式和质地不当的生物固定化表面，或者尝试从好氧处理中借用但并不适合于厌氧微生物的固定化技术。 另一个普遍存在的错误做法是在反应器水力停留时间相当短的情况下，力图用悬浮生长工艺处理浓度过低的废水。高的过水量增大了生物流失的可能性，同时也增加了使生物体固定化的费用。要经济的厌氧处理低浓度废水，就必须提高SRT／HRT的比值。 本章将讨论成功的系统构型，列举减小生物流失的补救措施，以及推荐对每类生产性反应器的启动方案。 高的过水量增大了生物流失的可能性及费用。 6．2 好氧生物技术的前例 工业废水厌氧处理的先行者Schroepfer和Ziemke在1959年首次尝试厌氧处理工业废水时因袭了好氧生物技术，草率地采用了重力沉淀池，而重力沉淀池恰好是好氧处理中最容易失败的部分。 在用厌氧接触工艺处理肉类罐头废水的开发研究中，他们采用了带有一个普通重力沉淀池的悬浮生长系统，用重力沉淀池来固定和浓缩厌氧微生物。在负荷率较低的情况下，这种构型运行良好，因为在这种情况下，生物体也沉淀良好。然而在一些情况下，二次沉淀池沉降相当困难，为改善处理效果减少生物体流失，数次投加昂贵的聚合电解质絮凝助剂。 由于负荷率低，明尼苏达州奥斯汀的肉类罐头厂厌氧处理中所用的一个普通重力沉淀池已成功运行30年，处理效果良好。该系统的运行证明至少在某些情况下重力沉淀池可用于厌氧CSTR反应器中的生物
厌氧生物处理法、流程及动力学特征
第十章厌氧生物处理法 本章重点：厌氧过程动力学 20世纪70年代以来，由于城市的扩大和工业的迅速发展，有机废.如仍用需氧法处理则需要消耗大量的能量。随着全球性能源问题的日益突出，在废水处理领域内，人们便逐渐对厌氧生物处理工艺产生了新的认识和估价。 厌氧生物处理法的主要优点有：能耗低；可回收生物能源(沼气)；每去除单位质量底物产生的微生物(污泥)量少；而且由于处理过程不需要氧，所以不受传氧能力的限制，因而具有较高的有机物负荷的潜力。其缺点是处理后出水的COD、BOD值较高，水力停留时间较长并产生恶臭等。 §10.1 厌氧生物处理法的基本原理和流程 1.基本原理 可将有机物在厌氧条件下的降解过程分成三个反应阶段。 第一阶段是，废水中的溶性大分子有机物和不溶性有机物水解为溶性小分子有机物。 反应的第二阶段为产酸和脱氢阶段。水解形成的溶性小分子有机物被产酸细菌作为碳源和能源，最终产生短链的挥发酸，如乙酸等。 在废水的厌氧生物处理过程中，有机物的真正稳定发生在反应的第三阶段，即产甲烷阶段。产甲烷的反应由严格的专一性厌氧细菌来完成，这类细菌将产酸阶段产生的短链挥发酸(主要是乙酸)氧化成甲烷和二氧化碳。
图 10-1 厌氧处理的连续反应过程 2.甲烷的产生与形成途径 产甲烷阶段，又称碱性发酵阶段，这一阶段产甲烷菌利用前一阶段的产物，并将其转化为CH 4和CO 2，可能反应如下： 4H 2+CO 2 CH 4+2H 2O （10-1） 4H 2+CH 3COOH 2CH 4+2H 2O （10-2） CH 3COOH CH 4+CO 2 （10-3） 因为氧化氢形成甲烷的细菌可从二氧化碳中获得碳源，所以这些细菌带有自养性，其生长速率很慢，虽然它们与分解乙酸的细菌在厌氧反应器中有共生关系，但其数量较少，在厌氧反应过程中，生成的甲院大部分来自乙酸的分解。主要参与微生物统称为产甲烷菌； 其特点有：1）生长慢；2）对环境条件（温度、pH 、抑制物等）非常敏感。 3.基本流程
UASB厌氧处理技术调试经验总结
UASB厌氧处理技术调试经验总结 在废水的厌氧生物处理过程中，废水中的有机物经大量微生物的共同作用，被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨。在此过程中，不同的微生物的代谢过程相互影响、制约，形成复杂的生态系统，此生态系统在UASB反应系统中直观表现为颗粒污泥。 有机物在废水中以悬浮物或胶体的形式存在，它们的厌氧降解过程可分为四个阶段。 （1）水解阶段，微生物利用酶将大分子切割成小分子； （2）发酵（或酸化）阶段，小分子有机物被发酵菌利用，在细胞内转化为简单的化合物，这一阶段的主要产物有挥发酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨和硫化氢等； （3）产乙酸阶段，此阶段中上一阶段的产物被进一步转化为乙酸等物质； （4）产甲烷阶段，在此阶段乙酸、氢气、碳酸等被转化为甲烷、二氧化碳。上述四个阶段的进行，大分子有机物被转化为无机物，水质变好，同时微生物得到了生长。 1、UASB升流式厌氧污泥床反应器 升流式厌氧污泥床反应器即UASB其基本特征是在反应器的上部设置气、固、液三相分离器，下部为污泥悬浮层区和污泥床区。污水从底部流入，向上升流至顶部流出，混合液在沉淀区进行固液分离，污泥可自行回流到污泥床区，使污泥床区保持很高的污泥浓度。从构造和功能上划分，UASB反应器主要由进水配水系统、反应区（污泥床区和污泥悬浮层区）、沉淀区、三相分离器、集气排气系统、排泥系统及出水系统和浮渣清除系统组成。其工作的基本原理为：在厌氧状态下，微生物分解有机物产生的沼气在上升过程中产生强烈的搅动，有利于颗粒污泥的形成和维持。废水均匀地进入反应器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床，在与污泥颗粒的接触过程中发生厌氧反应，经过反应的混合液上升流动进入三相分离器。沼气泡和附着沼气泡的污泥颗粒向反应器顶部上升，上升到气体反射板的底面，沼气泡与污泥絮体脱离。沼气泡则被收集到反应器顶部的集气室，脱气后的污泥颗粒沉降到污泥床，继续参与进水有机物的分解反应。在一定的水力负荷下，绝大部分污泥颗粒能保留在反应区内，使反应区具有足够的污泥量。 2、厌氧生物处理的影响因素 （1）温度。 厌氧废水处理分为低温、中温和高温三类。迄今大多数厌氧废水处理系统在中温范围运行，在此范围温度每升高10℃，厌氧反应速度约增加一倍。中温工艺以30-40℃最为常见，其最佳处理温度在35-40℃间。高温工艺多在50-60℃间运行。在上述范围内，温度的微小波动（如1-3℃）对厌氧工艺不会有明显影响，但如果温度下降幅度过大（超过5℃），则由于污泥活力的降低，反应器的负荷也应当降低以防止由于过负荷引起反应器酸积累等问题，即我们常说的“酸化”，否则沼气产量会明显下降，甚至停止产生，与此同时挥发酸积累，出水pH下降，COD值升高。
厌氧生物处理、调试运行指导手册
厌氧生物处理、调试、运行指导手册 1、目的：本手册用于厌氧生物降解工艺单元的运行管理。 2、内容及对象：手册包括有以下7个内容：即: 厌氧生物反应概述；厌氧技术优势和不足；反应机理；厌氧反应器类型；厌氧反应器工艺控制条件；启动方式；运行管理；问题及解决措施； 手册适用于厌氧反应器操作人员、污水站技工、化验人员和管理人员，亦可供相关人员参考。 3、厌氧反应概述： 利用微生物生命过程中的代谢活动，将有机物分解为简单无机物，从而去除水中有机物污染的过程，称为废水的生物处理。根据代谢过程对氧的需求，微生物又分为好氧、厌氧和介于两者间的兼性微生物。厌氧生物处理就是利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提供氧的情况下，把有机物转化为无机物和少量的细胞物质，这些无机物包括大量的生物气（即沼气）和水。 厌氧是一种低成本废水处理技术，把废水治理和能源相结合，特别适合发展中国家使用。 4、厌气处理技术的优势和不足： 优势： 4.1可作为环境保护、能源回收和生态良性循环结合系统的技术，具有良好的社会、经济、环境效益。 4.2耗能少,运行费低,对中等以上(1500mg/L)浓度废水费用仅为好氧工艺1/3. 4.3回收能源,理论上讲1kgCOD可产生纯甲烷0.35m3,燃值(3.93×10-1J/m3)，高于天然气(3.93×10-1J/m3)。以日排10t COD工厂为例,按COD去除80%,甲烷为理论值80%计算，日产沼气2240m3,相当于2500m3天然气或 3.85t煤,可发电5400Kwh. 4.4设备负荷高、占地少。 4.5剩余污泥少,仅相当于好氧工艺1/6～1/10. 4.6对N、P等营养物需求低，好氧工艺要求C：N:P=100:5:1,厌氧工艺为C:N:P=(350-500):5:1。 4.7可直接处理高浓有机废水,不需稀释。
污水处理常用工艺方案
污水处理常用工艺方案 1 物理法 1.沉淀法：主要去除废水中无机颗粒及SS 2.过滤法：主要去除废水中SS和油类物质等 3.隔油：去除可浮油和分散油 4.气浮法：油水分离、有用物质的回收及相对密度接近于1（水的密度近似1）的悬浮固体 5.离心分离：微小SS的去除 6.磁力分离：去除沉淀法难以去除的SS和胶体等 2 化学法 1.混凝沉淀法：去除胶体及细微SS 2.中和法：酸碱废水的处理 3.氧化还原法：有毒物质、难生物降解物质的去除 4.化学沉淀法：重金属离子、硫离子、硫酸根离子、磷酸根、铵根等的去除
3 物理化学法 1.吸附法：少量重金属离子、难生物降解有机物、脱色除臭等 2.离子交换法：回收贵重金属，放射性废水、有机废水等 3.萃取法：难生物降解有机物、重金属离子等 4.吹脱和汽提：溶解性和易挥发物质的去除。 4 生物法 1、活性污泥法：废水生物处理中微生物(micro-organism)悬浮在水中的各种方法的统称。 （1）SBR法 序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。 工艺流程图：
SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。 优点： 1）工艺简单，节省费用 2）理想的推流过程使生化反应推力大、效率高 3）运行方式灵活，脱氮除磷效果好 4）防治污泥膨胀的最好工艺 5）耐冲击负荷、处理能力强 (2)CASS法 CASS法是SBR法的改进型，特点是占地小、运行费用低、技术成熟、工艺稳定。CASS法是在CASS反应池前部设置生物选择区，后部设置可升降的自动滗水装置。 工艺流程图：
厌氧处理技术
第五章厌氧处理技术 目录 5.1全混合厌氧消化池 (1) 5.1.1原理和特点 (1) 5.1.2构造 (2) 5.1.3设备与装置 (2) 5.1.3.1消化池搅拌设备 (2) 5.1.3.2加热保温设备 (3) 5.1.4设计计算 (3) 5.1.4.1消化池池体设计 (3) 5.1.4.2沼气搅拌计算 (4) 5.1.4.3加热设备计算 (5) 5.2卧式推流厌氧消化器 (7) 5.3升流式厌氧污泥床 (8) 5.3.1升流式厌氧污泥床的特点 (8) 5.3.2三相分离器 (9)
沼气工程常用的厌氧反应器按物料流态可分为完全混合厌氧消化器（CSTR）、卧式推流厌氧消化器（HCPF）、升流式厌氧污泥床（UASB）等。 几种典型的厌氧反应器适用性能比较见表5-1。 从表5-1可知，各种类型的厌氧工艺都有其优缺点和使用范围，选择具有局部搅拌功能的完全混合厌氧消化器处理工艺，使反应器的固体滞留期（SRT）和微生物滞留期（MRT）大于水力滞留期（HRT）有利于提高厌氧发酵的效率。 沼气工程选择能源生态模式时，一般选用CSTR和HCPF工艺，当处理的废弃物为牛粪时，多选用HCPF工艺；沼气工程选择能源环保模式时，一般选择UASB工艺。 5.1全混合厌氧消化池 5.1.1原理和特点 传统的完全混合厌氧消化器（CSTR）即普通厌氧消化池，借助于消化池内的厌氧活性污泥来净化有机污染物，其工作原理如图5-1所示，工程实例照片如图5-2所示。 畜禽粪便废水从池子上部或顶部投入池内，经与池中原有的厌氧活性污泥混合和接触后，通过厌氧微生物的吸附、吸收和生物降解作用，废水中的有机物转化为沼气。CSTR体积大，负荷低，其根本原因是它的污泥停留时间等于水力停留时间。 图5-1 完全混合厌氧消化器原理图图5-2 完全混合厌氧消化器工程实例照片完全混合厌氧消化器是在常规消化器内安装了搅拌装置，使发酵原料和微生物处于完全混合状态，与常规消化器相比使活性区遍布整个消化器，其效率比常规消化器有明显提高，故名高速消化器。该消化器常采用恒温连续投料或半连续投料运行，适用于高浓度及含有大量悬浮固体原料的处理，例如，污水处理厂好氧活性污泥的厌氧消化多采用该工艺。在该消化器内，新进入的原料由于搅拌作用很快与发酵器中的全部发酵液混合，使发酵底物浓度始终保持相对较低状态。而其排出的料液又与发酵液的底物浓度相等。在出料时微生物也一起被排出，所以出料浓度一般较高。该消化器是典型的HRT，SRT和MRT完全相等的消化器，