废水厌氧生物处理原理与工艺.ppt

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1、废水厌氧生物处理,厌氧生物处理,废水厌氧处理内容概要:1.厌氧生物处理概述2.厌氧工艺流程3 厌氧生物处理反应器,第一节,废水厌氧生物处理概述,厌氧生物处理,1厌氧生物处理概述 19世纪末20世纪初：废水和粪便处理,反应时间长,出水水质差;1860年法国人Mouras把简易沉淀池改进作为污水污泥处理构筑物使用，1881年法国杂志将Mouras创造的称为自动净化器(Automatic Scasenger)。1895年英国Donald设计了厌氧化粪池。厌氧化粪池的创建，是厌氧处理工艺发展史上的里程碑。从此，厕所等家庭用生活污水可通过化粪池得到较好的处理。,1903年英国出现了Travis池。废水从

2、一端流入，从另一端流出，两侧沉淀区分离出的污泥，在池中间的中下部分消化，产生的沼气从中间上部分排出，不会影响两侧的沉淀区。1905年德国人Imhoff对Travis池作了改进，设计了Imhoff池，又称隐化池，我国也称双层沉淀池。这种池型构造把污水的沉淀与污泥的消化完全分开，彼此不发生干扰。这种装置在本世纪20年代被广泛应用与欧美各国。化粪池和双层沉淀池至今在排水工程中仍占有重要地位。,厌氧生物处理,中期-被好氧工艺取代,在污泥处理方面有应用,污泥的厌氧消化;普通消化池是这时期的主要反应器。70年代后-重新发展,环境问题和能源危机,开发了新的厌氧生物处理反应器.以UASB,厌氧接触工艺为代表的

3、多种工艺，均实现高的污泥浓度高的负荷，得到广泛应用。应用现状:(A).废水处理,高浓度和高温度废水;(B).污泥处理和城市垃圾处理;(C).生物质的资源化和能源化应用.,厌氧生物处理,Water Pollution Control Engineering,厌氧生物处理,1.1 厌氧生物处理的原理(1).复杂有机物的厌氧生物处理：(A).水解.在细胞外酶作用下,将大分子有机物水解为小分子溶解性有机物,如多糖-单糖，脂肪-脂肪酸甘油,蛋白质-氨基酸,小分子进入细胞内.难降解或高分子的有机物水解过程较慢,或可能成为速率限制步骤,颗粒有机物的大小,温度,pH,有机物组成成分,氨浓度,水力停留时间等影响

4、水解速率.,厌氧生物处理,水解可以部分实现对难生物降解有机物的分解,促进后续处理过程的生物有效性,故对难降解废水可以预置厌氧反应器.,Water Pollution Control Engineering,温度,停留时间对水解速率常数Kh的影响,厌氧生物处理,(B)酸化.产酸细菌酸化,将溶解性有机物转化为挥发性脂肪酸和醇为主要产物的过程,主要生成有机酸(甲酸,乙酸,丙酸,丁酸等)、醇(乙醇),H2,CO2,NH3,N2,H2S等；酸化过程速率较快,产物对产甲烷过程影响较大,酸化过程产物与厌氧的条件,底物种类和微生物组成有关系,主要有三类:丙酸型,丁酸型和乙醇型.人们常常将不完全厌氧处理过程称为

5、水解酸化.,厌氧生物处理,(C)产氢产乙酸.水解酸化产物(主要是2个C以上的有机酸,不包括乙酸)在产氢产乙酸细菌作用下生成氢,乙酸和CO2；主要反应:(醇和高级脂肪酸反应生成乙酸)CH3CH2OH+H2O=CH3COO-+H+2H2 CH3CH2COO-+H2O=CH3COO-+H+HCO3-+3H2 丁酸,丙酸等转化为乙酸的过程由于标准吉布斯自由能为正值,只有反应产物H+和H2的浓度低反应可以进行.,Water Pollution Control Engineering,厌氧生物处理,(D)产甲烷.主要在两类不同的甲烷细菌下产生CH4,是严格厌氧过程.乙酸脱羧:2CH3COOH 2CH4+2

6、CO2 氢还原CO2:4H2+CO2 CH4+2H2O3H2+CO CH4+H2O2H2O+4CO CH4+3CO2 此外还有利用醇还原CO2 得到甲烷和有机酸等途径.,厌氧生物处理,厌氧生物处理的原理和过程示意:,Water Pollution Control Engineering,复杂有机物,挥发酸醇,CO2+H2,乙酸,CH4,水解 酸化 产氢产乙酸 产甲烷,5%,20%,28%,72%,简单有机物,10%,13%,35%,17%,30%,厌氧生物处理,(2).其他厌氧生物处理A.硫酸盐还原:化能异氧型的硫酸盐还原细菌(SRB,Sulfate Reducing Bacteria)利用废

7、水的有机物作为电子供体,将氧化态硫化合物(SO42-,SO32-等)还原为低价态硫化合物(HS-,H2S,S2-等)的过程。低浓度硫化合物由于存在对H2的利用,对厌氧处理有机物一定程度是促进的;但较高浓度的硫酸盐会严重抑制有机物的厌氧生物降解过程(竞争底物对产甲烷菌不利;产生的H2S对微生物不利)。,厌氧生物处理,B.反硝化:硝酸盐氮(NO3-)和亚硝酸盐氮(NO2-)在厌氧或缺氧条件下被还原为氮气(N2)的过程.C.光合细菌:光能异养的光合细菌在无氧条件下利用简单有机物进行光合作用,然后在微氧或有氧条件下进行氧化代谢.光合细菌只能利用低分子量的有机物,所以需要水解作为前处理过程.,Water

8、 Pollution Control Engineering,厌氧生物处理,D.厌氧氨氧化(ANAMMOX,Anaerobic Ammonium Oxidation)：是指在厌氧条件下,微生物直接以NH4+为电子供体，以NO3-或NO2-为受体,将NO3-,NO2-,NH4+转变成N2的生物转化氧化过程.N的转化过程并未清楚.,厌氧生物处理,1.2 厌氧生物处理的微生物(A).水解酸化菌：细菌、真菌和原生动物,多为专性厌氧菌或兼性,根据分解有机物的不同,分为纤维素、碳水化合物、蛋白质、脂肪分解菌等.(B).产乙酸菌：分2类-产氢产乙酸菌和同型乙酸菌,厌氧或兼性菌.产氢产乙酸菌将有机酸转化为氢和

9、乙酸,同型乙酸菌将H2+CO2转化为乙酸,或将醇等转化为乙酸.,厌氧生物处理,产氢产乙酸菌：将有机酸转化为氢和乙酸.如丙酸转化为乙酸过程:CH3CH2COOH+2H2O CH3COOH+3H2+CO2同型乙酸菌:将H2+CO2转化为乙酸,或将醇等转化为乙酸.如乙醇转化为乙酸:CH3CH2OH+H2O CH3COOH+2H2,Water Pollution Control Engineering,厌氧生物处理,(C).产甲烷菌：严格厌氧菌。对环境的条件要求比较苛刻,对pH,温度,氧,有毒物质浓度等较敏感.,厌氧生物处理,厌氧微生物与好氧微生物参数的比较,厌氧生物处理,1.3 厌氧生物处理影响因素

10、甲烷菌增殖速率慢,世代周期长,受环境影响大,对pH敏感,产甲烷菌是废水处理系统控制因素,对废水厌氧生物处理的主要因素是甲烷菌的影响因素.(1).pH：最适宜在6.87.2,由于酸化和产乙酸,系统pH容易降低,此外蛋白质降解的氨能够缓冲,系统中酸、碱度、CO2、氨降解速率达到平衡.,厌氧生物处理,(2).温度：常温,1030；中温,35左右有适宜温度；高温,53左右.高温对微生物杀灭作用强,温度要求波动小.,消化温度与消化时间的关系:,厌氧生物处理,Water Pollution Control Engineering,厌氧生物处理,(3).污泥龄：要求大,2030d,厌氧微生物世代时间长.(4

11、).营养物质：COD:N:P=800:5:1,BOD:N:P=100:2.5:1左右.与好氧工艺相比对N,P等营养物质需求少.(5).氧化还原电位：绝对厌氧条件,-0.2V以下.(6).有机负荷：过高,产酸速率大于产甲烷,酸积累,pH下降;水力负荷大,微生物流失;过低,反应器体积大,运行投资费用大.,厌氧生物处理,(7).搅拌与混合：需要搅拌措施，不能过度搅拌影响微生物的生活环境。因为产乙酸和产甲烷菌的严格共生关系。(8).有毒物质：H2S和NH3等，对微生物有毒害作用，NH3 的毒害作用以NH4+形式，与pH有关。,厌氧生物处理,1.4 厌氧生物处理工艺特点负荷高:容积负荷高,运行费用低,可

12、回收CH4,好氧法如普通活性污泥0.5,普通生物滤池0.3,生物转盘1.0,生物接触氧化2-5,生物流化床10.0,厌氧法中温,以COD计算UASB,10-20,高温最高达40-50.剩余污泥量少:而且比较容易压缩和脱水,性质稳定,如好氧0.30.6kgVSS/kgCOD,厌氧0.050.1,相当于好氧1/5或更少.,厌氧生物处理,对高浓度废水能耗低：低浓度时厌氧生物处理能耗比好氧高,很高浓度废水厌氧处理有剩余能量.营养物质需要少，COD:N:P=500:5:1左右.,好氧法,厌氧法,废水浓度,能量,厌氧生物处理,应用范围广:可以处理低浓度或高浓度废水,由于厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解

13、的一些有机物进行降解或部分降解,可以处理难降解废水,城市污水工业废水,可以处理高温废水.目前基本上在污泥处理,高浓度工业废水,难降解废水应用多.对生物质进行处理.脱氮除磷也涉及。卫生：高温法可以基本杀灭病原微生物.,厌氧生物处理,出水水质差:通常需要进一步好氧处理才能达标.微生物增殖速度慢,处理水量宜小,厌氧生物处理的气味较大,对氨氮的去除效果不好.操作控制条件要求较严格,设备结构复杂.厌氧过程中所涉及到的生化反应过程较为复杂，不同种属间细菌的相互配合或平衡较难控制；厌氧微生物特别是产甲烷细菌对温度、pH等环境因素非常敏感.,Water Pollution Control Engineerin

14、g,1.5 废水厌氧生物处理动力学简介好氧的动力学方程仍适用,厌氧生化反应动力学方程:,厌氧生物处理,S底物浓度,X污泥浓度,Y厌氧产率系数,kd厌氧的内源代谢系数.,第二节,废水厌氧生物处理工艺流程,厌氧生物处理,2.厌氧工艺流程2.1 两级厌氧根据厌氧过程CH4产生的规律设计,以节省加温与搅拌消耗的能量.在厌氧消化过程中,初始阶段产生CH4多,第一级消化池有加温、搅拌、集气装置,第二级消化池无,节省了能量.2.2 两相厌氧根据厌氧机理设计,使各消化池具有最佳微生物生长环境.水解酸化,产氢产乙酸阶段需要环境条件接近,作为第一池(相)；把产甲烷阶段作为第二池(相),有加温、搅拌、集气装置,第二

15、池容积小,所以加温搅拌能耗也少,运行管理较方便等.,第三节,废水厌氧生物处理反应器,厌氧生物处理,3 厌氧生物处理反应器第一代厌氧反应器：第一代厌氧反应器由于无法对水力停留时间和污泥停留时间分离,造成处理废水的停留时间至少需要2030d,因此处理污水效率低.第二代厌氧反应器：50 年代-厌氧接触工艺，60 年代-厌氧滤池(AF),70年代-UASB 反应器,标志着厌氧反应器的研究进入了新的时代.以这些反应器为代表的第二代厌氧反应器的共同特点,就是实现了污泥停留时间与水力停留时间相分离,从而提高了反应器内污泥的浓度.,厌氧生物处理,第三代厌氧反应器：高效厌氧反应器中不仅要分离污泥停留时间和水力停

16、留时间,保持高的污泥浓度,还应使进水与污泥之间保持充分的接触.但是单纯地改善混合状况有时会出现污泥的流失,因此为了解决这一问题,20 世纪90 年代以来国际上相继开发出了以厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB),内循环式厌氧反应器(IC),厌氧上流污泥床/过滤器(UBF)和厌氧序批式间歇反应器(ASBR)等为典型代表的第三代厌氧反应器.,厌氧生物反应器也可以根据微生物的生长状态分为三类：厌氧活性污泥：悬浮生长污泥厌氧生物膜：附着生长污泥厌氧污泥层：污泥形成颗粒污泥层。,厌氧生物处理,厌氧生物处理,3.1 化粪池池内分3层,上层浮渣(泥);下层为污泥,中间是水.用来处理含粪便的污水,远离城市的宾馆等污水

17、.流量很小的场合.生活污水一般需经过化粪池处理.,Water Pollution Control Engineering,化粪池示意图,厌氧生物处理,3.2 厌氧消化池 主要应用于处理城市污水厂的污泥，也可应用于处理固体含量很高的有机废水；圆柱形或蛋形池,有盖子,保持温度、收集甲烷,维持厌氧环境,需要搅拌和加温。特点：水力停留时间长,容积负荷低,可处理SS大的废水甚至有大块物料的废水,结构较简单,固液分离在同池进行,生物量小效率低下,对无搅拌的反应器存在分层微生物与有机物接触不足,温度不均匀等.,厌氧生物处理,(1)传统消化池：传统消化池又称为低速消化池，在池内没有加热和搅拌装置，所以有分层现

18、象，一般分为浮渣层、上清液层、活性层、熟污泥层等，其中只有在活性层中才有有效的厌氧反应过程在进行，因此在传统消化池中只有部分容积有效；传统消化池的最大特点就是消化反应速率很低，HRT很长，一般为3090天.,厌氧生物处理,传统消化池示意图：,厌氧生物处理,(2)高速消化池:与传统消化池不同的是，在高速消化池中设有加热和/或搅拌装置，因此缩短了有机物稳定所需的时间，也提高了沼气产量，在中温（3035C）条件下，其HRT可以为15天左右，运行效果稳定；但搅拌使高速消化池内的污泥得不到浓缩，上清液与熟污泥不易分离。,厌氧生物处理,高速消化池示意图:,厌氧生物处理,(3)两级串联消化池:两级串联，第一

19、级采用高速消化池，第二级则采用不设搅拌和加热的传统消化池，主要起沉淀浓缩和贮存熟污泥的作用，并分离和排出上清液；二者的HRT的比值可采用1:11:4，一般为1:2。,厌氧生物处理,两级串联消化池示意图:,厌氧生物处理,3.3 厌氧生物滤池60年代末，美国的Young和McCarty首先开发出厌氧生物滤池；1972年以后，厌氧生物滤池投入运行，处理的废水的COD浓度范围较宽，约在30085000mg/l之间，处理效果良好，运行管理方便.与好氧生物滤池相似，厌氧生物滤池是装填有滤料的厌氧生物反应器，在滤料的表面形成了以生物膜形态生长的微生物群体，在滤料的空隙中则截留了大量悬浮生长的厌氧微生物，废水

20、通过滤料层向上流动或向下流动时，废水中的有机物被截留、吸附及分解转化为甲烷和二氧化碳等。,厌氧生物处理,特点：由于填料,微生物附着生长,生物量大,生物停留时间长,耐冲击负荷;与消化池比,强化传质,处理能力高;污泥附着生长,不容易流失,出水SS低，无污泥回流和搅拌；设备简单操作容易方便等.下部容易堵塞,对SS高废水不宜,容易形成短路,考虑废水回流和预处理.,厌氧生物处理,根据废水在厌氧生物滤池中的流向的不同，可分为升流式厌氧生物滤池、降流式厌氧生物滤池和升流式混合型厌氧生物滤池等三种形式，即分别如下图所示：,厌氧生物处理,3.4 厌氧流化床 水底部进,小固体颗粒填料为载体,0.5mm左右,需要回

21、流使载体膨胀.特点：比表面大,微生物浓度大,几十克/L,容积负荷大,中温达到2040kgCOD/m3d;耐冲击负荷运行稳定;流化能耗大,需要载体.,填料层,进水,出水,CH4,厌氧生物处理,3.5 厌氧生物转盘与好氧生物转盘同,但需要密闭,盘片全部浸没在废水中,组成：盘片,反应槽(密封)、转轴,驱动装置.,特点：微生物浓度大、负荷高;不需水回流、污泥回流;耐冲击负荷;盘片造价高.,转动盘片,固定盘片,进水,出水,转轴,CH4,反应槽,厌氧生物处理,3.6 厌氧挡板反应器由厌氧生物转盘发展的,若干挡板将水隔成升流,降流交替,相当于很多UASB组成,进水浓度大需要回流.,特点：类似UASB和厌氧生

22、物转盘；污泥浓度大,容积负荷高;既存在颗粒污泥,又存在生物膜,耐冲击负荷;不容易堵塞;不需载体,不需搅拌.缺点同厌氧生物转盘,盘片.,CH4,进水,出水,回流,挡板,厌氧生物处理,3.7 厌氧接触法(1)原理:通过在反应器后设置沉淀池,将污泥回流到反应器以增加污泥浓度.,厌氧接触法工艺流程,消化池,废水,脱气,沉淀池,剩余污泥,沼气,回流污泥,厌氧接触法工艺的特点是污泥回流，就使得消化池的HRT与SRT得以分离，即系统的污泥龄(SRT,即)下式计算：厌氧细菌生长缓慢，基本可不排放污泥，则Qw=0，则：,厌氧生物处理,普通高速厌氧消化池，由于其Xe=X，所以其c=HRT，因此在中温条件下，为了满

23、足产甲烷菌的生长繁殖，SRT要求2030d，因此高速厌氧消化池的HRT为2030d。厌氧接触工艺，由于X Xe，所以HRT SRT；而且X越大，则HRT可以越短,HRT可以缩短到几小时 十几小时.,厌氧生物处理,厌氧生物处理,(2)厌氧接触工艺本质：属于厌氧活性污泥工艺,污泥悬浮生长.沉淀池泥水分离困难(?)解决方法：真空脱气,使气泡破裂;热交换急冷却，以抑制产气过程;絮凝沉淀;采用膜滤；浮选.,厌氧生物处理,(3)厌氧接触工艺特点：污泥浓度高，过高易造成污泥膨胀(类似好氧活性污泥);容积负荷较高；处理能力强,适合处理高SS废水,无堵塞问题;增加了回流、沉淀、脱气等设备,且脱气困难,抗冲击负荷

24、能力不强.,厌氧生物处理,3.8 升流式厌氧污泥床(UASB Upflow Anaerobic Sludge Blanket)(1)UASB工艺原理：生物反应与沉淀一体,反应器同时具有沉淀功能,进水从下向上通过反应器,底部存在污泥浓度很高活性很高的污泥层,颗粒污泥层；上为悬浮污泥层,两污泥层为反应区。三相分离器：气液固分离.形成颗粒污泥是UASB工艺的关键,关于颗粒污泥的形成机理.,厌氧生物处理,(2)UASB反应器结构：进水分配系统：配水均匀反应区：颗粒和悬浮污泥三相分离：作用等于沉淀池,收集气体,1)进水配水系统：功能：废水均匀地分配到反应器底部；水力搅拌；2)反应区：分为污泥床区和污泥悬

25、浮区,污泥床区集中了高活性的颗粒污泥，污泥悬浮区是絮状污泥集中的区域.3)三相分离器：功能:将气,固,液分开;保证出水水质;维持反应器内污泥量;有利于污泥颗粒化.,厌氧生物处理,UASB反应器外观,厌氧生物处理,UASB反应器收集沼气警示牌,厌氧生物处理,UASB反应器沼气收集管,厌氧生物处理,沼气,UASB反应器中间沉淀池表面有大量的沼气释放！,厌氧生物处理,厌氧生物处理,(3).UASB工艺特点：底部污泥浓度大,水力停留时间短(接近好氧),容积负荷高；底部污泥以颗粒存在,最大比重达1.041.08,污泥颗粒化后使反应器对不利条件的抗性增强,所以耐冲击负荷；颗粒污泥的相对密度比人工载体小,在

26、一定的水力负荷下,可以靠反应器内产生的气体来混合,可省去搅拌和回流污泥所需的设备和能耗；,厌氧生物处理,沉降良好的颗粒污泥避免了附设沉淀分离装置,辅助脱气装置和回流污泥设备,简化了工艺,节约了投资和运行费用；容积利用率高,无堵塞问题；处理效果好;需要分离器,如果污泥膨胀则污泥流失；启动时间长,对水质要求,(SS不能太高,排泥少,形成污泥密度低),对N,P去除效果差;操作管理要求高.,厌氧生物处理,(4)UASB反应器中的(颗粒)污泥:颗粒污泥和悬浮污泥.反应器底部是颗粒污泥,污泥浓度大;反应器中部是悬浮污泥,污泥浓度较大.,UASB反应器内污泥浓度特征 A:水力负荷低 B:水力负荷高,厌氧生物

27、处理,A,B,颗粒污泥的性质:能在反应器内形成沉降性能良好、活性高的颗粒污泥是UASB反应器的重要特征，颗粒污泥的形成与成熟，也是保证UASB反应器高效稳定运行的前提.(1)颗粒污泥的外观(2)颗粒污泥的组成(3)颗粒污泥的培养驯化,厌氧生物处理,颗粒污泥,厌氧生物处理,颗粒污泥层的形成与培养(反应器启动):(1)最初的污泥负荷应低于0.10.2kgCOD/(kgSSd)；(2)废水中原来存在和产生出来的各种挥发酸未能有效地分解之前，不应增加反应器负荷；(3)反应器内的环境条件应控制在有利于厌氧细菌繁殖的范围内；(4)种泥量应尽可能多，一般应为1015kgVSS/m3；(5)控制一定的上升流速

28、，允许多余的污泥冲洗出来，截留住重质污泥。,厌氧生物处理,形成颗粒污泥层的过程：第一阶段：启动与提高污泥活性阶段；有机负荷1kgCOD/（m3d），时间约11.5个月。第二阶段：形成颗粒污泥阶段；有机负荷选择13kgCOD/（m3d），颗粒逐渐成长为直径13mm左右的颗粒污泥，此阶段11.5月。第三阶段：逐渐形成颗粒污泥层阶段。反应器的有机负荷大于35kgCOD/（m3d），随着负荷的提高，反应器的污泥总量逐渐增加，污泥层逐渐提高，颗粒污泥层需要34个月。,厌氧生物处理,颗粒污泥性质1.颗粒污泥的物理性质(1)形状不规则，一般呈球形或椭球形，直径0.12mm左右，最大可达35mm；(2)颜色呈

29、灰黑色或褐黑色；(3)相对密度一般为1.011.05左右；(4)污泥指数(SVI)与颗粒大小有关，颗粒污泥一般为10mL/gSS；(5)颗粒污泥在反应器中的沉降速率一般为0.30.8m/h；2.颗粒污泥的成分含有微生物及分泌物外。一般都含有惰性物质，还含有金属离子。成熟的颗粒污泥，VSS/SS一般为7080，根据废水性质可在3090。,厌氧生物处理,(5)UASB反应器中的结构设计UASB反应器在一定程度上还属于较新的废水处理工艺技术，在实际应用过程中还存在着许多不确定因素，因此还没有形成完善的工程设计的计算方法。UASB反应器设计需要考虑的主要因素为：(1)废水组成成分和固体含量；(2)有机

30、容积负荷；(3)上升流速；(4)三相分离系统；(5)布水系统和水封高度等物理特性。,厌氧生物处理,废水性质:废水溶解性COD越高,负荷可以越大;进水SS不宜高于6g/L.上升流速:上升流速相当于表面水力负荷(m3/m2 d),考虑污泥的沉降性能.,有效容积及主要构造尺寸的确定：UASB反应器的有效容积，一般将沉淀区和反应区的总容积作为反应器的有效容积进行考虑，多采用进水容积负荷法确定，即：式中：Q-废水流量，m3/d；Si-进水有机物浓度，mgCOD/l；Lv-COD容积负荷，kgCOD/m3 d。,厌氧生物处理,UASB反应器的容积负荷与反应温度、废水性质和浓度以及是否能够在反应器内形成颗粒

31、污泥等多种因素有关，在不同的反应温度下的进水容积负荷的选择可参考如下数据：,厌氧生物处理,厌氧生物处理,三相分离器的结构气、固、液分离器又称三相分离器，由沉淀区、集气室(或称集气罩)和气封组成，其功能是把气体(沼气)、固体(微生物)和液体分离。气体被分离后进入集气室(罩)，然后，固液混合液在沉淀区进行固液分离，下沉的固体藉重力由回流缝返回反应区。,厌氧生物处理,三相分离器的结构设计示意图,厌氧生物处理,三相分离器的设计应考虑以下几方面的因素：(1)沉淀器底部倾角应较大，可选择4560(2)沉淀器内最大截面的表面水力负荷应保持在us=0.7m3/m2d 以下，水流通过液固分离孔隙的平均流速应保持

32、在u0=2m3/m2d 以下；(3)气体收集器间缝隙的截面面积不小于总面积的1520;(4)对于高为57m的反应器，气体收集器的高度应为1.52m;(5)b100200mm；(6)控制气室 的水面高度及压力。,厌氧生物处理,EGSB结构示意图：比UASB多出水循环系统,膨胀的颗粒污泥,三相分离器,CH4,进水,出水,3.9 厌氧膨胀颗粒污泥床(Expanded Granular Sludge Bed,EGSB):与UASB 比,具有更高的液体升速,使颗粒污泥床处于膨胀状态.,厌氧生物处理,EGSB特点：工作区为流态化的初期,即膨胀阶段,进水流速较低,在充分保证进水基质与污泥颗粒接触的条件下,加

33、速生化反应,增加容积负荷；反应器高度大-占地面积小;有利于减轻或消除静态床(如UASB)中常见的底部负荷过重的状况,增加对毒物的承受能力,更耐冲击负荷;避免反应器内死角和短流,均匀了负荷,运行稳定;为使污泥膨胀,采用出水循环,需要更高的动力;,厌氧生物处理,3.10 内循环式厌氧反应器(Internal Circulation,简称IC):IC反应器实际上是由底部和上部两个UASB反应器串联叠加而成。反应器具有两个三相分离器,使生物量得到有效滞留：进水和循环回流的泥水在膨胀床部分充分混合，使进水得到稀释和调节，并在此形成致密的厌氧污泥膨胀床.,IC反应器的结构示意图:利用的CH4气提作用实现内

34、循环;在无外能量的条件下,实现一级反应器的污泥膨胀-流化态.核心是在UASB基础上实现了内循环.,厌氧生物处理,CH4,气水分离室,进水,出水,H2O,1.一级三相分离器;2.沼气提升管;3.气水分离器;4.回流管;5.二级三相分离器;6.沉淀区,1,2,3,4,5,6,IC反应器外观,厌氧生物处理,IC反应器的特点(优点)：工作区为完全的流态化,传质效果好,反应速率高；克服底部负荷过重的状况.增加对毒性物质的承受能力.更耐冲击负荷；避免反应器内死角和短流的产生.均匀了负荷,运行稳定；,IC反应器特点(缺点):反应器结构复杂,施工,安装,维护和管理困难;反应器高度大,动力和能耗较大;反应器构造

35、对运行有很大的影响,设计参数方面还不成熟.,厌氧生物处理,厌氧生物处理,3.11 上流污泥床/过滤器(Upflow Blanket Filter,简称UBF):UBF是在UASB和AF 的基础上开发成功的新型复合式厌氧反应器,该新型反应器可以充分发挥UASB和AF两种高效反应器的优点.,颗粒污泥,滤料层,出水,排泥,集气,厌氧生物处理,特点：反应器上部的填料层增加了生物总量,又可防止生物洗出,还可加速污泥与气泡的分离,降低污泥流失,反应器积累微生物能力增强,有机负荷更高；启动速度快,处理率高,运行稳定；与UASB比较,不需要三相分离器；填料价格昂贵.,总结厌氧生物反应器：厌氧活性污泥：厌氧接触厌氧生物膜：厌氧生物滤池,厌氧流化床，厌氧生 物转盘厌氧颗粒污泥：UASB,EGSB,IC,厌氧生物处理,