厭氧生物處理技術(shù)、

1、共享知識(shí)分享快樂盛年不重來，一日難再晨。及時(shí)宜自勉，歲月不待人。廢水的厭氧生物處理技術(shù)厭氧生物處理技術(shù)是利用厭氧微生物的代謝特性分解有機(jī)污染物，在不需要提供外界能源的條件下，以被還原有機(jī)物作為受氫體，同時(shí)產(chǎn)生有能源價(jià)值的甲烷氣體的水處理技術(shù)。1厭氧生物處理的基本原理1.1 兩階段理論在20世紀(jì)30-60年代，人們普遍認(rèn)為厭氧消化過程可以簡單地分為兩個(gè)階段，即兩階段理論。第一階段稱為發(fā)酵階段或產(chǎn)酸階段或酸性發(fā)酵階段，廢水中的有機(jī)物在發(fā)酵細(xì)菌的作用下，發(fā)生水解和酸化反應(yīng)，而被降解為以脂肪酸、醇類、CQ和H2等為主的產(chǎn)物。第二階段則被稱為產(chǎn)甲烷階段或堿性發(fā)酵階段，所發(fā)生的反應(yīng)時(shí)是產(chǎn)甲烷菌利用前一階段

2、的產(chǎn)物脂肪酸、醇類、CC2和H2等為基質(zhì)，并最終將其轉(zhuǎn)為CH4和CQ。1.2 三階段理論三階段理論認(rèn)為，整個(gè)厭氧消化過程可以分為三個(gè)階段，即水解、發(fā)酵階段，產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。有機(jī)物首先通過發(fā)酵細(xì)菌的作用生成乙醇、丙酸、丁酸和乳酸等，接著通過產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的降解作用而被轉(zhuǎn)化為CH4和CQ。產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌之間存在著互營共生的關(guān)系。該理論將厭氧發(fā)酵微生物分為發(fā)酵細(xì)菌群、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群和產(chǎn)甲烷菌群。1.3 四階段理論幾乎與三階段理論的提出同時(shí)，Zeikus提出了四菌群學(xué)說即四類群理論。與三階段理論相比，該理論增加了同型(耗氫)產(chǎn)乙酸菌群(HomoacetogenicBacteria),

3、該菌群的代謝特點(diǎn)是能將H2/CO2合成為乙酸。但是研究結(jié)果表明，這一部分乙酸的量較少，一般可以忽略不計(jì)。目前為止，三階段理論和四類群理論是對(duì)厭氧生物處理過程較全面和較準(zhǔn)確的描述。2厭氧生物處理的優(yōu)缺點(diǎn)卑微如蟋蟻、堅(jiān)強(qiáng)似大象共享知識(shí)分享快樂厭氧生物處理技術(shù)與好氧生物處理技術(shù)比較，有如下優(yōu)缺點(diǎn)。(1)厭氧法的主要優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)用范圍較廣：適用于處理污泥及有機(jī)廢水；可處理好氧法難降解的有機(jī)物，也可處理含有毒有害物質(zhì)較高的有機(jī)廢水。運(yùn)行成本與能耗較低：厭氧處理的污泥產(chǎn)率低；厭氧法所需營養(yǎng)成分較少，一般可不必投加營養(yǎng)分；厭氧法不需要供氧設(shè)備，因而能耗較少。負(fù)荷高，相對(duì)來說厭氧法的反應(yīng)容積較較好氧法為小。(2)

4、厭氧法的主要缺點(diǎn)：處理程度往往達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，常需好氧法或其他處理法補(bǔ)充，才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；厭氧生物處理技術(shù)，不能除磷；厭氧生物處理的啟動(dòng)與處理時(shí)間較好氧法長。厭氧生物處理技術(shù)，在處理高、低濃度的有機(jī)廢水時(shí)，生產(chǎn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及理論研究，尚欠成熟。3厭氧生物處理工藝3.1 厭氧接觸工藝厭氧接觸工藝是在一個(gè)厭氧的完全混合反應(yīng)器基礎(chǔ)上增加了污泥分離和回流裝置。從完全混合式反應(yīng)器中排出的混合液首先在沉淀池中進(jìn)行固液分離，可以采用沉淀池或氣浮處理裝置進(jìn)行處置。污水從沉淀池上部排出，沉淀下的污泥回流至消化池，這樣做既可保證污泥不流失，又可提高消化池內(nèi)的污泥濃度，從而在一定程度上提高設(shè)備的有機(jī)負(fù)荷率和處理效率。

5、厭氧接觸法的主要優(yōu)點(diǎn)：適用于處理以溶解性有機(jī)物為主的高濃度有機(jī)廢水。由于具有污泥回流及攪拌混合設(shè)備，消化池內(nèi)混合均勻，可降解部分難生物降解的有機(jī)化合物，處理水質(zhì)好。便于人工控制。厭氧接觸法的主要缺點(diǎn)：由于消化污泥顆粒細(xì)小，并夾帶有沼氣氣泡，沉淀池難以完成良好的固液分離。故需設(shè)氣體分離器；啟動(dòng)時(shí)間長，不宜處理季節(jié)性廢水；消化時(shí)間較短，耐沖擊負(fù)荷能力低。3.2 厭氧生物濾池(AF)厭氧生物濾池是一種淹沒式的固定填料生物膜法。廢水自下而上，或自上而下地通過固定填料床。前者稱為開流式厭氧生物濾池、后者稱降流式厭氧生物濾卑微如蟋蟻、堅(jiān)強(qiáng)似大象共享知識(shí)分享快樂池。上流式屬于推流式工藝；而降流式厭氧生物濾池

6、由于水流下向流動(dòng)、沼氣上升以及填料空隙間的懸浮污泥的存在，混合情況良好，屬于完全混合工藝。厭氧生物濾池適用于含懸浮可降解有機(jī)物較高的廢水。適用COD濃度范圍為100020000mg/L。為了避免堵塞，可回流部分處理水。該工藝簡單方便，產(chǎn)生的污泥量很少。3.3 升流式厭氧污泥床（UASBUASB工藝是在上流式厭氧生物膜法的基礎(chǔ)上發(fā)展而成。上流式厭氧生物膜法的填料容易造成堵塞。在取消了填料層后，運(yùn)行發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)器的相應(yīng)部位，形成一層厭氧活性污泥層，成為截留，吸附與降解有機(jī)物的主要部位。后來改進(jìn)為在反應(yīng)器的上部增加找企業(yè)提污泥分離的三相分離器。使經(jīng)厭氧消化處理后的廢水、產(chǎn)生的沼氣以及艷陽活性污泥有效分

7、離，完成廢水外派、沼氣收集并輸出、沉淀下來的活性污泥直接回落至反應(yīng)區(qū)。夠成了完整的UASB反應(yīng)器。UASB反應(yīng)器主要由下列幾部分構(gòu)成。進(jìn)水陪水系統(tǒng)。反應(yīng)區(qū)。包括污泥床區(qū)和污泥懸浮層懸浮層區(qū)。三相分離器。由沉淀區(qū)、回流縫和氣封組成。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。浮渣清除系統(tǒng)UASB反應(yīng)器的斷面形狀一般為圓形或矩形。反應(yīng)器常為剛結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，常采用圓形斷面；當(dāng)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，常用矩形斷面。由于三相分離器的結(jié)果要求，采用矩形斷面便于設(shè)計(jì)和施工。UASB反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)：有機(jī)負(fù)荷居第二代反應(yīng)器之首，水力負(fù)荷能滿足要求污泥顆?；笫狗?/p>

8、應(yīng)器對(duì)不利條件的抗性增強(qiáng)，而且顆粒污泥直接接種可以快速啟動(dòng)反應(yīng)器。在反應(yīng)器上部設(shè)置的氣、液、三相分離器，對(duì)沉淀良好的污泥或顆粒污泥卑微如蟋蟻、堅(jiān)強(qiáng)似大象共享知識(shí)分享快樂避免了附設(shè)沉淀分離裝置、輔助脫氣裝置和回流污泥設(shè)備，減化力工藝，節(jié)約了投資和運(yùn)行費(fèi)用。用于將污泥或流出液人工回流的機(jī)械攪拌一般維持在最低限度，甚至可完全取消，尤其是顆粒污泥UASB反應(yīng)器，由于顆粒污泥的相對(duì)密度比人工載體小，在一定的水力負(fù)荷下，可以靠反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的氣體來實(shí)現(xiàn)污泥與基質(zhì)的充分接觸。因此，UASB可省去攪拌和回流污泥所需的設(shè)備和能耗。反應(yīng)器內(nèi)部需投加填料盒載體，提高了容積利用率，避免了堵塞問題。目前UASB反應(yīng)器不僅

9、用于處理高、中等濃度的有機(jī)廢水、也開始處理如城市廢水這樣的低濃度有機(jī)廢水。3.4 厭氧附著膜膨脹床（AAFEB厭氧附著膜膨脹床（AAFEB工藝是朱厄爾等人在1974年為了克服厭氧消化器系統(tǒng)的弊端，基于尋求反應(yīng)器內(nèi)最大的單位體積生物量和保持高的生物活性及使反應(yīng)器擁有良好的傳質(zhì)、混合特性這一目的研制而成的，是第一個(gè)能在環(huán)境溫度下處理低濃度廢水的厭氧生物處理系統(tǒng)。在厭氧附著著膜膨脹床（AAFEB反應(yīng)器內(nèi)填充粒徑很小的固體顆粒介質(zhì)（一般顆粒徑小于0.50.1mm）,在介質(zhì)表面附著著厭氧生物膜，形成了生物顆粒。廢水以開流方式通過床層時(shí)，在浮力和摩擦力作用下使生物顆粒處于懸浮狀態(tài)，廢水與生物顆粒不斷接觸而

10、完成厭氧生物降解過程。凈化后的水從生物溢出，同時(shí)產(chǎn)生的生物氣體由上部派出。3.5 厭氧膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器（EGSBEGSBS應(yīng)器是20世紀(jì)90年代初，由荷蘭Wageingen農(nóng)業(yè)大學(xué)率先開發(fā)的。該工藝實(shí)質(zhì)上是固體流態(tài)化技術(shù)在有機(jī)廢水生物處理領(lǐng)域的具體應(yīng)用。固體流態(tài)化技術(shù)是一種改善固體顆粒與流體間接觸，并使其呈現(xiàn)階段流體性狀的技術(shù)，這種技術(shù)已經(jīng)在廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金和環(huán)境等部門。根據(jù)載體流態(tài)化原理，EGSB反應(yīng)器中裝有一定量的顆粒污泥，當(dāng)有機(jī)廢水及其所產(chǎn)生的沼氣自下而上地流過顆粒污泥床層時(shí)，污泥床層與液體間會(huì)出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致床層不同高度呈現(xiàn)不同的工作狀態(tài)。在廢水液體表面上升流速較低時(shí)，

11、反應(yīng)器中的顆粒污泥保持相對(duì)靜止，廢水從顆粒間隙內(nèi)穿過，床層的空隙率保持穩(wěn)定，但其壓降隨著液體表面上升流速的提高而增大；當(dāng)流速達(dá)到一定數(shù)值卑微如蟋蟻、堅(jiān)強(qiáng)似大象共享知識(shí)分享快樂時(shí)，壓降與單位床層的載體質(zhì)量相等，繼續(xù)增加流速，床層空隙便開始增加，床層也相應(yīng)膨脹，但載體間依然保持相互接觸；當(dāng)液體表面上升流速超過臨界流化速度，污泥顆粒即呈懸浮狀態(tài)，可憐床被流態(tài)化，繼續(xù)增加進(jìn)水流速，床層的空隙率也隨之增加，但床層的壓降相對(duì)穩(wěn)定；再進(jìn)一步提高進(jìn)水流速達(dá)到最大流化速度時(shí)，載體顆粒將產(chǎn)生大量的流失。EGS取應(yīng)器的主要優(yōu)點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)方面優(yōu)點(diǎn)：高徑比大，占地面積大大縮小；均勻分布，污泥床處于膨脹狀態(tài)，不易產(chǎn)生溝

12、流和死角；三相分離器工作狀態(tài)和條件穩(wěn)定。（2）操作方面優(yōu)點(diǎn)反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)間短，污泥不易流失；液固混合狀態(tài)好；反應(yīng)器設(shè)有出水回流系統(tǒng)，更適合于處理含有懸浮物固體和有毒物質(zhì)的廢水；Vup大，有利于污泥與廢水間充分混合、接觸，因而在低溫、處理低濃度有機(jī)廢水時(shí)有明顯優(yōu)勢；以顆粒污泥接種，顆粒污泥活性高，沉降性能好，粒徑較大，強(qiáng)度較好。EGSES應(yīng)器適合處理中低濃度有機(jī)廢水；對(duì)難降解有機(jī)物、大分子脂肪酸類化合物、低溫、低基質(zhì)濃度、高含鹽量、高懸浮性固體的廢水有相當(dāng)好的適應(yīng)性。3.6 厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器（IC）內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（IC混基于UASB反應(yīng)器顆粒化和三相分離器的概念而改進(jìn)的新型反應(yīng)器。它由兩個(gè)UAS

13、B反應(yīng)器（即第一厭氧反應(yīng)室和第二厭氧反應(yīng)室）一體化組合而成。在高的反應(yīng)器內(nèi)分為上、下兩個(gè)部分，下部為高負(fù)荷區(qū)（第一反應(yīng)室），上部為低負(fù)荷區(qū)（第二反應(yīng)室）；第一反應(yīng)室的集氣罩裝有生物氣提升管，直通IC反應(yīng)器頂部的氣-液分離器中，其底部裝有一回流管直通至IC反應(yīng)器的底部。IC反應(yīng)器有四個(gè)不同功能的單元構(gòu)成：混合部分、主處理部分、精處理部分和回流部分。卑微如蟋蟻、堅(jiān)強(qiáng)似大象共享知識(shí)分享快樂IC厭氧反應(yīng)器與UASB反應(yīng)器相比具有以下特點(diǎn)：容積負(fù)荷高。內(nèi)循環(huán)提高了第一反應(yīng)區(qū)的液相上升流速，強(qiáng)化了廢水中有機(jī)物和顆粒污泥間的傳質(zhì)，使IC厭氧反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通UASB反應(yīng)器?？箾_擊負(fù)荷能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)

14、定性好。內(nèi)循環(huán)的形成，使得IC厭氧反應(yīng)器第一反應(yīng)區(qū)的實(shí)際水量大于進(jìn)水水量，使原廢水中的有害物質(zhì)得到充分稀釋，大大降低了其毒害程度，從而提高了反應(yīng)器的耐沖擊負(fù)荷能力。IC反應(yīng)器相當(dāng)于兩級(jí)串聯(lián)UASBi理工藝。一般說，兩級(jí)處理比單級(jí)處理的穩(wěn)定性好，且出水水質(zhì)好?；ㄍ顿Y省，占地面積少。無需外加動(dòng)力，節(jié)省了回流的能源。3.7 厭氧折流板反應(yīng)器(ABR厭氧折流板反應(yīng)器是McCarty和Bachmann等人于1982年，在總結(jié)了各種第二代厭氧反應(yīng)器處理工藝性能的基礎(chǔ)上，開發(fā)和研制的一種新型高效厭氧污水生物處理技術(shù)。ABR是通過內(nèi)置的豎向?qū)Я靼?，將反?yīng)器分隔成串聯(lián)的幾個(gè)反應(yīng)室，每個(gè)反應(yīng)時(shí)都是相對(duì)獨(dú)立的UA

15、SB系統(tǒng)。運(yùn)行時(shí)，污水在折流板作用下逐個(gè)通過反應(yīng)室內(nèi)的污泥床層，并通過水流和產(chǎn)氣的攪拌作用，使進(jìn)水中的底物和微生物充分接觸而得以降解去除。厭氧折流板反應(yīng)器(ABR優(yōu)點(diǎn)：(1)運(yùn)行穩(wěn)定，操作靈活。(2)工藝簡單，投資少，運(yùn)行費(fèi)用較低。(3)固液分離效果好，除水水質(zhì)好。(4)對(duì)毒物質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)。(5)耐沖擊負(fù)荷，適應(yīng)性強(qiáng)。(6)具有良好的生物分布性能。(7)具有良好的生物固體載留能力。卑微如蟋蟻、堅(jiān)強(qiáng)似大象共享知識(shí)分享快樂3.8厭氧生物轉(zhuǎn)盤厭氧生物轉(zhuǎn)盤是新開發(fā)的厭氧生物膜法，目前還處于中試與小試階段。厭氧生物轉(zhuǎn)盤由盤片、轉(zhuǎn)軸、驅(qū)動(dòng)裝置、反應(yīng)槽及進(jìn)出口布水裝置等組成。當(dāng)盤片緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，生長在盤片兩面的厭氧生物膜與廢水連續(xù)接觸，使生物膜充分地吸附、吸收水中的有機(jī)物進(jìn)行厭氧分解。反應(yīng)溫度可為中溫（3035C）高溫（