第五章 厌氧处理法

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优点: 优点: 1 污泥量少 2 污泥的浓度更高或生物膜更厚,可提高负荷,不受 污泥的浓度更高或生物膜更厚,可提高负荷,不受DO的限制 的限制 3 不要曝气,少了动力 不要曝气, 4 可回收能源 5 氮和磷用量较少 缺点 1 启动时间长 2 对负荷变化和 的变化敏感(指产甲烷) 对负荷变化和pH的变化敏感 指产甲烷) 的变化敏感( 3 一般不能作最终处理 前景 对高浓度有机废水、难处理的和难降解(有些) 对高浓度有机废水、难处理的和难降解(有些)的有机废水可 作预处理,与好氧联合用于脱氮去磷, 作预处理,与好氧联合用于脱氮去磷 低浓度有机废水也在开 发,经济效应较好
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目前市场份额来看, 反应器明显落后 目前市场份额来看,IC反应器明显落后 的应用, 于UASB的应用,前景好。 的应用 前景好。
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IC反应器的工作过程: IC反应器的工作过程: 反应器的工作过程 1)进水与污泥和出水均匀混和后 进水与污泥和出水均匀混和 1)进水与污泥和出水均匀混和后,进入第一个反应分离区 流化床反应室。 -流化床反应室。 2)在第一反应室高负荷 大部分COD 降解为沼气。 在第一反应室高负荷, COD被 2)在第一反应室高负荷,大部分COD被降解为沼气。第二 反应室低负荷,深度处理,在那里剩余的可生物降解的 反应室低负荷,深度处理, COD被去除 被去除。 COD被去除。 沼气由低位和高位三相分离器收集和分离。 低位和高位三相分离器收集和分离 3)沼气由低位和高位三相分离器收集和分离。 水和污泥混和在沼气压的作用下经过同心的“下降” 4)水和污泥混和在沼气压的作用下经过同心的“下降” 管直接滑落到反应器底部形成内部循环流 内部循环流。 管直接滑落到反应器底部形成内部循环流。 5)动力来自高水力负荷与沼气的搅动。 5)动力来自高水力负荷与沼气的搅动。 动力来自高水力负荷与沼气的搅动
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比如:酸化 缺氧 缺氧—两段好氧生化处理焦化废水工艺 比如:酸化—缺氧 两段好氧生化处理焦化废水工艺
(焦化废水含氨氮、硫酸盐、含油、高浓度有机物废水) 焦化废水含氨氮、硫酸盐、含油、高浓度有机物废水)
升流式水解污泥床反应器 厌氧滤池
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2 厌氧接触法
厌氧活性污泥法,1955年.污泥龄很长, 年 污泥龄很长 污泥龄很长, 厌氧活性污泥法 要改。 要改。
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产酸菌和产甲烷菌的特性比较
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第二节 污水的厌氧生物处理方法
四个阶段(水解、酸化、乙酸化和甲烷化) 四个阶段(水解、酸化、乙酸化和甲烷化) 的协调问题。 的协调问题。 1 厌氧水解酸化作预处理(不完整的厌氧处理) 厌氧水解酸化作预处理(不完整的厌氧处理) 既然产甲烷菌对许多环境因素敏感, 既然产甲烷菌对许多环境因素敏感,如果厌氧处理 只到水解酸化这一步,控制起来就容易得多。 只到水解酸化这一步,控制起来就容易得多。对提 高可生化性也有好处。 高可生化性也有好处。 这就是现在许多废水的好氧生化处理前用厌氧水解 酸化作预处理的原因。 酸化作预处理的原因。
35 25 20 k(d-1) 6.67 4.65 3.85 KS(mg/L) 164 930 2130
3 对pH敏感 最佳范围 敏感:最佳范围 敏感 最佳范围6.5-8.2, 为什么会降 低和升高? 低和升高 4 严格厌氧 氧化还原电位 严格厌氧,氧化还原电位 氧化还原电位-150—-420mv 5 有毒物质
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2 厌氧生物滤池 与好氧生物滤池比较, 与好氧生物滤池比较,与厌氧接触法比 堵塞,传质不好。 较。堵塞,传质不好。
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3 上流式厌氧污泥床反应器
缩写:UASB (Up-flow Anaerobic 缩写 Sludge Blanket (Bed) reactor) 厌氧第二代 20世纪 年代 世纪70年代 世纪 荷兰, 荷兰,瓦格宁根 (Wageningen)农业大学 , ) Lettinga
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IC IC IC IC IC IC IC IC 反 应 器 ( 厌 氧 流 化 床 )
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(Internal Circulation,简称 简称IC) 简称 第三代超高效厌氧反应器。 第三代超高效厌氧反应器。 反应器高一般达16- 米 反应器高一般达 -25米。 反应器的高径比( - )。 反应器的高径比(4-8)。 反应器的有机负荷和水力负荷也较高, 反应器的有机负荷和水力负荷也较高, 并实现液体内部的无动力循环, 并实现液体内部的无动力循环,克服了 UASB反应器在较高的上升流速度下颗 反应器在较高的上升流速度下颗 粒流出反应器,减少短流。 粒流出反应器,减少短流。
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有机物完整厌氧消化的四个阶段:水解、酸化、 有机物完整厌氧消化的四个阶段 水解、酸化、 水解 乙酸化和甲烷化。 乙酸化和甲烷化。 每个阶段产物是什么? 每个阶段产物是什么?
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第一节 厌氧生物处理的基本原理
分离鉴定的产甲烷菌( Methanotrops)已有 200 多种。嗜甲烷菌 Methanotrophs) 多种。嗜甲烷菌(
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4wenku.baidu.com分段厌氧处理法
甲烷 出水 出水 进水 水解 酸化池 二沉池
污泥区
回流污泥
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剩余污泥
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厌氧颗粒污泥膨胀床 (Expanded Granular Sludge Bed, EGSB) ) 敞开式和封闭式
在结构形式、污泥形态等方面与 非常相似, 在结构形式、污泥形态等方面与UASB非常相似, 非常相似 但其工作运行方式与UASB显然不同,主要表现在 显然不同, 但其工作运行方式与 显然不同 EGSB中一般采用 中一般采用2.5-6m/h的液体表面上升流速(最高 的液体表面上升流速( 中一般采用 的液体表面上升流速 可达10m/h)。 可达 )。 颗粒污泥床层处于膨胀状态, 颗粒污泥床层处于膨胀状态,进水与颗粒污泥充分 接触,传质效率高,反应器的容积负荷较高。 接触,传质效率高,反应器的容积负荷较高。 用于中高浓度有机废水和低浓度有机废水的处理。 用于中高浓度有机废水和低浓度有机废水的处理。
第五章 污水的厌氧生物处理
本章学时: 本章学时:4 本章重点: 本章重点: 1 厌氧处理与好氧处理的比较; 厌氧处理与好氧处理的比较; 2 厌氧处理的阶段和控制步骤; 厌氧处理的阶段和控制步骤; 3 上流式厌氧污泥床。 上流式厌氧污泥床。 本章难点: 本章难点: 1 对厌氧处理的控制步骤的理解; 对厌氧处理的控制步骤的理解; 2上流式厌氧污泥床中厌氧污泥的颗粒化。 上流式厌氧污泥床中厌氧污泥的颗粒化。 上流式厌氧污泥床中厌氧污泥的颗粒化
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Expanded Granular Sludge Bed, Expanded Granular Sludge Bed, EGSB 现 场
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Expanded Granular Sludge Bed, Expanded Granular Sludge Bed, EGSB ) 厌 氧 颗 粒 污 泥 膨 胀 床 反 应 器
产甲烷菌是厌氧消化中的关键微生物。该菌的特 产甲烷菌是厌氧消化中的关键微生物。 微生物产率低(g细胞 细胞/g 点:1 微生物产率低 细胞 COD) 碳水化合物 蛋白质 乙酸盐 丙酸盐
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0.35 0.20 0.032 0.037
丁酸盐 H2 脂肪
0.058 0.03 0.038
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2 对温度敏感 乙酸盐转化为甲烷的K 乙酸盐转化为甲烷的 S 和k与温度的关 与温度的关 一般温度在35℃ 系.一般温度在 ℃-38℃和52℃-55℃ 一般温度在 ℃ ℃ ℃
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反应器相比, 与UASB反应器相比,在获得相同处理 反应器相比 效率的条件下, 反应器具有更高的进 效率的条件下,IC反应器具有更高的进 水容积负荷率和污泥负荷率, 反应器 水容积负荷率和污泥负荷率,IC反应器 的平均升流速度可达处理同类废水 UASB反应器的 倍左右。 反应器的20倍左右 反应器的 倍左右。
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针对上述缺陷, 针对上述缺陷, 厌氧膨胀颗粒污泥床( 厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB) ) 内循环反应器( ) 内循环反应器(IC) 升流式厌氧污泥床过滤器( 升流式厌氧污泥床过滤器(UBF) ) 厌氧折流板反应器( 厌氧折流板反应器(ABR)为代表的第 ) 三代厌氧反应器相继出现。 三代厌氧反应器相继出现。
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应用特点 <1> 高COD负荷(8-15kgCODcr/m3.d); COD负荷( 负荷 15kgCODcr/m3.d); <2> 液体上升流速(2.5-10m/h)快(UASBD的上 液体上升流速(2.5-10m/h)快(UASBD的上 升流速在0.5-1.5m/h), CODcr去除负荷高; 升流速在0.50.5 CODcr去除负荷高; 去除负荷高 <3> 厌氧颗粒污泥活性高,沉降性能好,粒径和 厌氧颗粒污泥活性高,沉降性能好, 强度较大,抗冲击负荷能力强; 强度较大,抗冲击负荷能力强; <4> 适用范围广,可用于SS含量高和对微生物 适用范围广,可用于SS含量高和对微生物 SS 有抑制性的废水处理; 有抑制性的废水处理; <5> 反应器为塔式结构,高径比(H/D)较大, 反应器为塔式结构,高径比(H/D)较大, 占地面积小; 占地面积小; <6> 在低温和处理低浓度有机废水时有明显 2012-4-17 27 优势。 优势。
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三相分离器
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生物气 三相分离器 出水 气体 收集室 上升的 生物气 污泥床 进水分配
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三相分离器
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三相分离器
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污泥与水如何分离,高污泥龄。 污泥与水如何分离,高污泥龄。 组成:颗粒污泥区、悬浮区、分离区、沉淀区、 组成:颗粒污泥区、悬浮区、分离区、沉淀区、气相区 UASB的上升流速在0.5-1.5m/h,这是污泥床对上升流速的限制。 的上升流速在0.5 UASB的上升流速在0.5-1.5m/h,这是污泥床对上升流速的限制。 高径比一般小于2 中温有机物容积负荷10 10- 高5-8米,高径比一般小于2,中温有机物容积负荷10- .d。 20kg/m3.d。 有机物容积负荷可以这么高?反应器中的产酸和产甲烷如何协调? 有机物容积负荷可以这么高?反应器中的产酸和产甲烷如何协调? 颗粒污泥 氢离子向外传递是主要的,测定的pH pH是外水相的 氢离子向外传递是主要的,测定的pH是外水相的 三相分离器 四个阶段协调 高污泥龄

EGSB反应器 EGSB反应器 工作区为膨胀阶段(容积膨胀率约为10-30%), 工作区为膨胀阶段(容积膨胀率约为10-30%), 10 在此条件下,进水流速比UASB高。 在此条件下,进水流速比UASB高 UASB 一方面使进水基质与污泥颗粒的充分接触和混合, 进水基质与污泥颗粒的充分接触和混合 一方面使进水基质与污泥颗粒的充分接触和混合, 加速生化反应; 加速生化反应; 另一方面有减轻或消除静态床(如UASB)中常见 有减轻或消除静态床 另一方面有减轻或消除静态床( UASB)中常见 的底部死体积,特别是对毒性物质的承受能力。 的底部死体积,特别是对毒性物质的承受能力。
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三个问题: 三个问题: A、颗粒化污泥的重要性和稳定性; 、颗粒化污泥的重要性和稳定性; B、在大规模反应器中均匀布水问题; 、在大规模反应器中均匀布水问题; C、三相分离; 、三相分离; D、高度; 、高度; E、反应器的传质过程并不理想。要改善传质效果,最有效 、反应器的传质过程并不理想。要改善传质效果, 的方法是提高表面水力负荷和表面产气负荷。 的方法是提高表面水力负荷和表面产气负荷。然而高负 荷产生的剧烈搅动又会使反应器内污泥处于完全膨胀状 态,使原本SRT>HRT向SRT=HRT方向转变,污泥过量 使原本 向 方向转变, 方向转变 流失,处理效果变差。 流失,处理效果变差。 二沉池是否需要? 二沉池是否需要
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停留时间短 可提高废水可生化性和溶解性 尤其适用于难降解有机废水处理 与传统厌氧工艺相比, 与传统厌氧工艺相比, 水解酸化工艺不需要密闭 池,也不需要复杂的 三相分离器。 三相分离器。
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水解酸化对COD的去除和对生化降解性的提高 水解酸化对COD的去除和对生化降解性的提高
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