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第六章厌氧生物处理

(1)通过污泥回流,保持消化池内污泥浓度较高,一般 为10~15g/L,耐冲击能力强; 耐冲击能力强
(2)消化池的容积负荷较普通消化池高,中温消化时, 容积负荷较普通消化池高
一般为2~5kgCOD/(m3· d), 水力停留时间 (3)水力停留时间比普通消化池大大缩短,如常温下, 大大缩短 普通消化池为15~30天,而接触法小于10天; (4)不仅可以处理溶解性有机污水,也可以用于处理 可以处理溶解性
物的分解作用,池底
部容积主要用于贮存 和浓缩污泥。 特点:消化速率低, 消化时间长,适用于
小型装臵。
单级浮动盖式消化池: 不设搅拌装臵,有分 层,顶部为浮渣层,
中间是清液和起厌氧
分解的活性层,底部 为熟污泥。 功能:挥发性有机物 的消化、熟污泥的浓
缩和贮存。
特点:能提供1/3的 贮存体积。
(2)二级消化工艺
UASB 反应器 EGSB反应器 厌氧塘
完全混合型 厌氧滤池 流化床-复合床
工业上应用的UASB装置
厌氧生物处理的运行管理(UASB)
UASB反应器良好运行的三个重要前提是:
1)反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥; 2)由产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作 用; 3)设计合理的三相分离器,这使沉淀性能良好的污泥能 保留在反应器内。
升流式厌氧污泥床反应器的特点是:(1)反应器内污 泥浓度高,一般平均污泥浓度为30~40g/L,高的可达60~ 80g/L ;(2)有机负荷高,水力停留时间短,中温消化, COD容积负荷一般为10~20kgCOD/(m3· d);(3)反应器内设 三相分离器,被沉淀区分离的污泥能自动回流到反应区,一
颗粒污泥来源:①原有的UASB反应器;②购买
气液固三相分离器 是完成气、液、固体 三相的分离,即将附着于 颗粒污泥上的气体分离, 并收集反应区产生的沼气, 通过集气室排出反应器; 使分离区的悬浮物沉淀下来,回落到反应区,有效防 止厌氧污泥流失,保证反应器中足够的生物量,降低 出水中悬浮物的含量。三相分离器同时具有传统废水 生物处理工艺中的二沉池、污泥回流及气体收集的功 能。因此,三相分离器分离效果好坏直接影响到整个 反应器的处理效果。
布水系统(进水配水系统)
布水系统兼有均匀配水和水力搅拌作用,使进水与污泥充分 接触,最大限度地利用反应器内的厌氧污泥,防止进水在通过污 泥层时出现沟流和死角。布水系统设计包括了进水方式的选择和 布水点的布臵,其合理设计对于反应器的良好运行至关重要。
树枝管式配水系统
穿孔管式配水系统
多点多管配水系统
UASB应用于高浓度有机废水处理时的允许容积负荷
率的改进 对启动初期的 和出水的质量等,初期目标是是反应器逐渐 目标应明确 进入工作状态,即菌种的活化过程。 进液的浓度 负荷增加的 操作方法 废水浓度低于5000mgCOD/L时,不用稀释直 接进液。 以出水VFA浓度来确定负荷增加,出水VFA浓 度过高意味着甲烷菌活力不够或环境因素使 甲烷菌活力下降而导致VFA利用不充分;低于 3mmol/L认为反应器运行状态良好。 主要是针对工业废水,其种类非常多,成分 复杂。
般无污泥回流设备;(4)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;(5)污泥床内不 填载体,节省造价及避免堵塞问题。 但反应器内有短流现象,影响处理能力;进水中的悬浮 物应比普通消化池低得多,特别是难消化的有机物固体不宜
太高;运行启动时间长,对水质变化比较敏感。
全世界有几千座UASB反应器,占所有厌氧反应器总 数的64%,应用最为广泛。
投配方式确定,常用12h的贮泥量设计。应加盖,设排气
管、上清液排放管和溢流管。 排泥:排泥管设在池底,出泥口布臵在池底中央或在池
底分散数处,排空管可和出泥管合并使用。
溢流装臵:沼气压缩,气压增加甚至可能压破池顶盖。 形式:倒虹管式、大气压式、水封式。
(3)沼气的收集与贮存设备 产气量和用气量不平衡,贮气柜来调节。
缺点:加热设备比较复杂。
分类:热交换器预热、投配池内预热。
(4)消化池的加热方法 分类:热交换器预热、投配池内预热。
(4)消化池的加热方法 分类:热交换器预热、投配池内预热。
(5)消化池的搅拌方法 方法:泵加水射器搅拌、沼气搅拌、联合搅拌
一、名词解释:污泥投配率 二、填空题 1.厌氧消化三阶段: 、 、 。 2.厌氧中温消化最适温度是 ; 甲烷菌的最适PH值范围是 ; 厌氧消化的碳氮磷比应控制在 为宜。 3.厌氧消化的主要构筑物有 、 、 、 。 4.二级消化工艺中,一级消化池起 作用, 二级消化池起 作用。 5.消化池的主体包括有 、 、 、 。 6.溢流装臵常用形式有 、 、 。 7.消化池的加热方法有 、 。 8.消化池的搅拌方法有 、 、 。 三、简答题 1.为什么说产甲烷阶段是控制整个厌氧消化的关键? 2.有哪些因素影响了厌氧消化的效率?
一级消化池:有机物的分解;二级消化池:污泥浓缩。
2、消化池的构造 主体:集气罩、池盖、池体、下椎体
附设:新鲜污泥投配系统、熟污泥排出系统、溢流系统、
沼气的排出收集贮存系统、加温设备、搅拌设备。
(1)消化池池形
(2)投配、排泥、溢流系统 污泥投配:生污泥需先排入消化池的污泥投配池,然后 用污泥泵抽送至消化池。 投配池一般为矩形,至少设两个,池容根据生污泥量及
6.3 污水的厌氧消化
一、厌氧接触法
为克服普通消化池不 能持留或补充厌氧活性污 泥的缺点,在消化池后设 沉淀池,将沉淀污泥回流 至消化池,形成了厌氧接 触法,其工艺流程如右图 所示。该系统既使污泥不 流失、出水水质稳定,又 可提高消化池内污泥浓度, 从而提高设备的有机负荷 和处理效率。
1、厌氧接触法的特点:
3、存在问题:堵塞、水流短路 解决方法:出水回流、预处理、升流式改为平流 式。
三、升流式厌氧污泥床反应器(UASB) 1、简单描述:没有载体,微生物悬浮生长。 2、主体部分结构:
A.反应区 B.沉降区 C.气室
A.反应区:反应器底部是浓 度较高的污泥层,称污泥床, 在污泥床上部是浓度较低的 悬浮污泥层,通常把污泥层 和悬浮层称为反应区。 B.沉降区:在反应区上部设 有气、液、固三相分离器, 三相分离器周围就是沉降区。 C.气室:最顶部污水没有的 空间就是气室,进行沼气的 暂时储存和收集。
反应过程:废水从污泥床底部进 入,与污泥床中的污泥进行混合接触, 微生物分解废水中的有机物产生沼气, 微小沼气泡在上升过程中,不断合并 逐渐形成较大的气泡。由于气泡上升 产生较强烈的搅动,在污泥床上部形 成悬浮污泥层。气、水、泥的混合液 上升至三相分离器内,沼气气泡碰到 分离器下部的反射板时,折向气室而 被有效地分离排出;污泥和水则经孔 道进入三相分离器的沉淀区,在重力 作用下,水和泥分离,上清液从沉淀 区上部排出,沉淀区下部的污泥沿着 斜壁返回到反应区内。
6.2 污泥的厌氧消化
处理对象:初次沉淀污泥、腐殖污泥、剩余活性污泥。
构筑物:消化池、化粪池、双层沉淀池、沼气池
分类
定容式、动容式
人工 小型、中型、大型 低温、中温、高温
一级、二级
自然
1、消化工艺
(1)一级消化工艺
传统消化池:消化和
浓缩在单个池内同时 污泥有分层现象,仅 一部分池容积起有机
完成。不设搅拌设备,
悬浮较高的高浓度有机污水; 悬浮较高的 有机污水
(5)混合液经沉淀后,出水水质好,但需增加沉淀池、 出水水质好 污泥回流和脱气等设备。厌氧接触法还存在混合液难于在
沉淀池中进行固液分离的缺点。
2、问题及解决方法 污泥中有气泡,继续产气。 (1)真空脱气,由消化池排出的混合液经真空脱 气器,将污泥絮体上的气泡除去,改善污泥的沉 淀性能; (2)热交换器急冷法,将从消化池排出的混合液 进行急速冷却,如中温消化液35℃冷到15~25℃, 可以控制污泥继续产气,使厌氧污泥有效地沉淀; (3)絮凝沉淀,向混合液中投加絮凝剂,使厌氧 污泥易凝聚成大颗粒,加速沉降; (4)用超滤器代替沉淀池,以改善固液分高效果。
•使用污泥的比产甲烷活性作为参考,使反应器负荷不至于超过 污泥的最大降解能力。
•当HRT达到大约5d时,开始降低稀释用水量;在HRT小于20h时, 对于COD浓度小于15g/L的废水,稀释不再是必需的了;如果废水 浓度大于15g/L,则需要出水的循环。
UASB反应器的二次启动
UASB反应器的二次启动是指直接采用颗粒污泥
3、应用
二、厌氧滤池
又称厌氧固定膜反应器,滤池呈圆柱形,池内装有
填料,浸没于水中,池顶密封。还有布水系统和沼气收
集系统。
厌氧微生物附着于填料的表面生长,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,沼气从池顶部排出。滤池中的
生物膜不断地进行新陈代谢,脱落的生物膜随出水流出 池外。 填料:比表面积大,孔隙率高,表面粗糙生物膜易 附着,对微生物细胞无抑制和毒害作用,有一定强度,
分 三 个 阶 段
划分依 据为反 应器负 荷大小
启动的中期
反应器负荷2~5kgCOD/(m3· d) 洗出量增大,大多为絮状污泥,洗出原因 主要是产气和上流速度增加引起污泥床的 膨胀。颗粒污泥从反应器底部开始形成。 这阶段末期,污泥洗出由于颗粒污泥形成 而减少。
启动的后期
反应器负荷大于5kgCOD/(m3· d) 絮状污泥迅速减少,颗粒污泥加速形成使 得反应器大部分被颗粒污泥所充满,此时 反应器最大负荷可超过50kgCOD/(m3· d)。
启 动 的 要 点
启动前应了 解废水特征
当负荷上升2kgCOD/(m3· d)后促进颗粒污泥形成的启动操作要点: •出水VFA一旦低于3mmol/L即增加反应器负荷。 •使细小分散的污泥洗出,不回流。 •使反应器保持最佳的细菌生长条件。一般地,PH=6.8~7.5;温 度30℃~38℃(中温范围)或53℃~58℃ (高温范围);保持 微生物生长所需的营养与微量元素。 •为防止过负荷,在每次增加负荷时总是小于50%。 •以显微镜和放大镜作为污泥的镜检。启动大约6周后,在400 ~ 1000倍放大倍数下应当看到污泥中的丝状物。初期形成的污泥微 小粒子应当是相当坚固的,可用40 ~80倍的放大镜检查其外观。
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