6厌氧生物处理工艺.ppt
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1、污染防治设施运行管理,四、废水厌氧生物处理工艺,厌氧生物处理原理 厌氧生物处理工艺特征 上流式厌氧污泥床反应器及其运行管理 水解好氧生物处理工艺及其运行管理,厌氧生物处理原理,含可溶性、不溶性碳水化合物、 脂肪、蛋白质的废水,水解阶段,溶解性单体 (糖、氨基酸),发酵阶段,H2、CO2、有机酸 乙酸、丙酸、丁酸、乳酸和乙醇,产氢产乙酸阶段,H2、CO2、乙酸,产甲烷阶段,CH4、CO2,厌氧生物处理的主要特征,主要优点: 能耗低,且还可回收生物能(沼气); 污泥产量低; 可间歇运行; 负荷高,占地省; 厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的某些有机物进行降解或部分降解;,厌氧生物处理的主要特征
2、,主要缺点: 设备启动和处理时间长; 对温度、pH等环境因素较敏感; 出水水质较差,需进一步利用好氧法进行处理; 气味较大; 对氨氮的去除效果不好。,好氧生物降解与厌氧生物降解的比较,厌氧生物处理工艺,早期处理工艺: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。 现代高速厌氧反应器: 70年代后发展起来的用于处理高浓度有机废水的厌氧接触法、厌氧滤池、上流式厌氧污泥层(床)反应器、厌氧流化床、 厌氧附着膜膨胀床、厌氧生物转盘、挡板式厌氧反应器。 新型厌氧反应器:90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;
3、 IC反应器,处理高浓度有机废水,可达到更高的有机负荷。,世界范围内厌氧工艺的应用情况 (截止1999年3月共1303个项目),国内厌氧反应器的应用(共219个项目),上流式厌氧污泥床(UASB)反应器,Upflow Anaerobic Sludge Bed Reactor, 简称UASB 反应器; 70年代,荷兰,1、UASB反应器的工作原理与构造,悬浮污泥区,颗粒污泥区,升流式厌氧污泥床有反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥,具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触,污泥
4、中的微生物分解污水中的有机物,把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出,微小气泡在上升过程中,不断合并,逐渐形成较大的气泡,在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥层,污泥和水一起上升进入三相分离器,沼气碰到分离器下部的反射板时,折向反射板的四周,然后穿过水层进入气室,集中在气室沼气,用导管导出,固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区,污水中的污泥发生絮凝,颗粒逐渐增大,并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内,使反应区内积累大量的污泥,与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出,然后排出污泥床。,5、UASB反应器的工程实例 (1)北京啤酒厂,5、U
5、ASB反应器的工程实例 (2)驻马店华中制药厂,武汉欧联的UASB,IC反应器构造的特点是具有很大的高径比,一般可达,反应器的高度达到20m左右。整个反应器由第一厌氧反应室和第二氧反应室叠加而成。每个厌氧反应室的顶部各设一个气、固、液三相分离器。第一级三相分离器主要分离沼气和水,第二级三相分离器主要分离污泥和水,进水和回流污泥在第一厌氧反应室进行混合。第一反应室有很大的去除有机能力,进入第二厌氧反应室的废水可继续进行处理。去除废水中的剩余有机物,提高出水水质。,EGSB反应器实质上是固体流态化技术在有机废水生物处理领域的具体应用。EGSB反应器的工作区为流态化的初期,即膨胀阶段(容积膨胀率约为
6、10-30%),在此条件下,进水流速较低,一方面可保证进水基质与污泥颗粒的充分接触和混合,加速生化反应进程,另一方面有利于减轻或消静态床(如UASB)中常见的底部负荷过重的状况,增加反应器对有机负荷,特别是对毒性物质的承受能力。,1)进水配水系统,脉冲式布水与连续流布水 底部穿孔管与分枝管 上部一管一孔式配水,UASB反应器的布水装置脉冲式布水,北京市环科院应用于房亭酒厂的实例,UASB反应器的布水装置一管多孔配水系统,UASB反应器的布水装置一管多孔配水系统,进水,配水系统,三相分离器,UASB反应器的布水装置分枝式配水系统,UASB反应器的布水装置一管一孔配水系统,2)三相分离器,三相分离
7、器的基本构造,三相分离器的布置形式,UASB反应器中的三相分离器,UASB反应器的三相分离器PAQUES,UASB反应器的三相分离器BIOTHANE,3)UASB反应器中的沼气系统,UASB反应器中的沼气系统沼气柜,2、UASB反应器的工艺特征:,设置了气、固、液三相分离器; 设置了均匀布水系统; 反应器内的污泥能形成颗粒污泥: 直径为0.10.5cm,湿比重为1.041.08; 具有良好的沉降性能和很高的产甲烷活性。 污泥浓度可达50gVSS/l以上,污泥龄一般为30天以上; 水力停留时间大大缩短,具有很高的容积负荷; 适于处理高、中浓度有机工业废水,也可以处理低浓度城市污水; 将生物反应与
8、沉淀分离集中在一个反应器内,结构紧凑; 无需设置填料,节省费用,提高容积利用率。,3、UASB反应器的型式,断面形状多为圆形或矩形,矩形断面便于三相分离器的设计和施工; 常为钢结构或钢筋混凝土结构; 一般不加热;多采用保温措施;必须采取防腐措施。 主要有两种型式: 1)开敞式UASB反应器 2)封闭式UASB反应器,1)开敞式UASB反应器,顶部不加密封,或仅加一层不密封的盖板; 多用于处理中低浓度的有机废水; 构造较简单,易于施工安装和维修。,2)封闭式UASB反应器,顶部加盖密封; 在液面与池顶之间形成了气室; 适用于处理高浓度的有机废水; 其池顶可以做成浮盖式。,矩形反应器三相分离器 圆
9、形反应器三相分离器,宏大淀粉厂采用 组合式三相分离器,冀东制药厂采用 多级组合式三相分离器,用玻璃钢制成 的三相分离器,4、UASB反应器中的颗粒污泥(核心) 1)颗粒污泥的外观:,形状多种多样,呈卵形、球形、丝状等; 平均直径为1 mm,一般为0.12 mm,最大可达35 mm; 颜色多为黑色、灰色、灰白色,其它还有淡黄色、暗绿色、红色等;,2)颗粒污泥的组成,各类微生物、无机物、胞外多聚物等,VSS/SS一般为7090%; 主体是微生物,包括水解发酵菌、产氢产乙酸菌、产甲烷菌,或硫酸盐还原菌等,细菌总数为141012个/gVSS; 优势产甲烷菌有:索氏甲烷丝菌、马氏和巴氏甲烷八叠球菌等;
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