第三代厌氧反应器.ppt47
6.厌氧2
第二段：保持严格的厌氧条件和pH，以利于甲烷菌的生 长；降解、稳定有机物，产生含甲烷较多的消化气，并截留悬 浮固体，以改善出水水质。
六、 厌氧生物转盘 微生物固着生长在盘片表面，结构简单，能承受较高负荷， 容积负荷2~16kgCOD/m3•d；出水悬浮固体低。 缺点：底部 易发生堵塞，填料费用较贵。适用于悬浮物量低的废水。
UASB反应器的结构
UASB的断面形状一般为圆形或矩形，矩形断 面便于三相分离器的设计和施工；
反应器常为钢结构或钢筋混凝土结构；
反应器一般不加热；多采用保温措施；还必 须采取防腐措施。
UASB反应器的构造
(1)进水配水系统： ①功能：将废水均匀地分配到整个反应器的底部； ②水力搅拌：是反应器高效运行的关键之一。 (2)反应区： 又分为污泥床区和污泥悬浮区； ——污泥床区：主要集中了大部分高活性的颗粒污泥， 是有机物的主要降解场所； ——污泥悬浮区则是絮状污泥集中的区域。 (3)三相分离器： 由沉淀区、回流缝和气封组成；功能： ①将气体(沼气)、固体(污泥)、和液体(出水)分开； ②保证出水水质； ③保证反应器内污泥量； ④有利于污泥颗粒化。
厌氧法的二、三、四阶段理论
(2) 厌氧法的四阶段理论
(2) 厌氧消化影响因素 ——产甲烷反应是厌氧消化过程的控制阶段， 因此，一般来说，在讨论厌氧生物处理的影 响因素时主要讨论影响产甲烷菌的各项因素； ——主要因素有： pH值、温度、污泥龄、 混合、营养物质及C/N比、有毒物质等。
第五节 厌氧法系列工艺与设备
• 出水的稳定性好。IC反应器相当于两级UASB。一
般说，两级处理比单级处理的稳定性好，出水水 质较为稳定。
IC反应器存在的主要问题
内循环问题
IC反应器结构较复杂，内部管路系统过多，占用了反 应器的有效空间，影响了反应效率，增大了反应器的 总容积。 沼气提升管以及污泥回流管的设计过于复杂，难以精 确控制循环量。 从污泥回流管和回流缝回流的污泥和上升的泥水混合
• 该工艺控制较难，投资和运行成本高。
AFB的改进思路 • 生物气循环减少回流水用量； • 磁性载体提高生物挂膜速度和挂膜量； • 与膜生物反应器的结合减少污泥流失的机会。
AFB反应器改进的形式
100 90 80
苯酚去除率（%）
70 60 50 40 30 20
0.12 0.10
10 0
生物膜 量 (g/g载体)
结构设计方面
1 2
高径比小，占地面积大； 增加截面积的放大方式难实现均匀布水；
3
三相分离器难以实现稳定操作。
操作控制方面
1 启动时间较长；
2
液体上升流速较小，液固混合较差（特别在低温、低浓 度条件下）； 负荷较高时，污泥易流失； 易造成有毒难降解化合物、非活性物质的吸附和积累。
3 4
两相厌氧生物反应器
上流式厌氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Bed，简 称UASB)。 两相厌氧生物反应器（Two phase anaerobic bioreactor
厌氧生物处理工艺
一般认为固体负荷率Lv值与污泥的含固 率、消化池内的反应温度等有关，下表中 的数据可供参考：
固体负荷率（kgVSS/m3.d） 24C 29C 33C 35C
污泥含固 率（%）
4
5 6 7
1.53
1.91 2.30 2.68
2.04
2.55 3.06 3.57
2.55
3.19 3.83 4.46
二、消化池的设计计算
消化池的设计计算的主要内容包括：① 消
化池体积的计算与池体设计；② 消化池内
搅拌设备的设计与计算；③ 消化池所需要
的加热保温系统的设计与计算；等。
1、消化池的池体设计
目前，国内一般按污泥投配率来计算所 需的消化池容积，即：
V V ' p
式中： V——消化池的有效容积，m3； V’——每天需要处理的新鲜污泥的统计， m3/d； p ——污泥投配率。
1、消化池的分类
消化池可以按其形状分为：圆柱形、椭圆 形（卵形）和龟甲形等几种形式；也可以 按其池顶结构形式的不同将其分为：固定 盖式和浮动盖式的消化池；或者还可以按 其运行方式的不同分为：传统消化池和高 速消化池。
1) 传统消化池：
传统消化池又称为低速消化池，在池内没有设 臵加热和搅拌装臵，所以有分层现象，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30~90天。
厌氧生物处理-new
N2
内循环
2Q 沉淀池
原废水
厌氧 反应器
缺氧 反应器
处理水
好氧反应器
(释放磷氨化)
(脱氮)
(硝化吸收磷 去除BOD)
回流污泥(含磷污泥)
剩余污泥
废水的厌氧生物处理
概 述
厌氧生物处理是环境工程与能源工程中的一项重要技术。 厌氧生物技术在以前多用于剩余污泥、有机废弃物及部分 高浓度有机废水的处理。 厌氧生物处理技术现在不仅用于处理剩余污泥和高浓度有 机废水，也用于处理中、低浓度有机废水，包括城市污水。 厌氧生物处理：在无氧的条件下，利用厌氧微生物的生命 活动，将各种有机物转化为甲烷、二氧化碳等的过程。 厌氧生物处理后面常常要连接好氧生物处理
(1)水解阶段
复杂的非溶解性的有机物在产酸菌胞外水解酶的作用下转化为简单的 溶解性单体或二聚体。
(2)发酵产酸阶段
溶解性底物转化为以挥发性脂肪酸(VFA)为主的低分子量产物。
水解产酸菌
(3)产氢产乙酸阶段
VFA被转化为乙酸、H2和CO2。
(4)产甲烷阶段
乙酸和H2最终转化为CH4 。
产甲烷菌
Protein → NH4++CO2 +CH4
Little part of organics oxidized, the rest reduced
污染控制第四章-厌氧工艺与设备幻灯片PPT
9
• 升流式厌氧滤池； • 降流式厌氧滤池。
升流 式厌 氧生 物滤 池结 构
10
厌氧生物滤池的特征：
• 厌氧生物固定化 • 厌氧微生物量分布不均匀 • 进水部位容易发生堵塞现象。
厌 氧 接 触 法 工 艺
动
画
15
厌氧接触法实质上是厌氧活性污泥法， 不需要曝气而需要脱气。
厌氧接触法对悬浮物高的有机废水(如 肉类加工废水等)效果很好，悬浮颗粒成为 微生物的载体，并且很容易在沉淀池中沉 淀。
在混合接触池中，要进行适当搅拌以 使污泥保持悬浮状态。搅拌可以用机械方 法，也可以用泵循环池水。
11
• 厌氧生物滤池的特点是： （a）表面积大，生物量较高，停留时间长，
平均停留时间长达100天左右，可承受 的有机容积负荷高，COD容积负荷为216 kgCOD/(m3·d)，且耐冲击负荷能力 强；
12
（b）废水与生物膜两相接触面大，强化了传 质过程，因而有机物去除速度快
（c）微生物固着生长为主，不易流失，因此 不需污泥回流和搅拌设备；
志着现代厌氧反应器的开端。 第三代厌氧反应器
1980年Switzenbaum等推出了厌氧附
着膜膨胀 床反应器（AAFEB）,还有厌氧流化 床（AFB）。
新型厌氧反应器技术说明
新型厌氧反应器技术说明
（1）序批间歇式厌氧生物反应器（ASBR）20 世纪90 年代，美国艾奥瓦州立大学的Dague 及其合作者将好氧生物处理中的序批式反应器用于厌氧处理，开发了厌氧序批式反应器（ASBR），该工艺彻底解决了厌氧污泥容易流失的问题，具有投资省、操作灵活、稳定高效等优点。
（2）移动式厌氧污泥床反应器（AMBR）AMBR（Anaerobic Migrating Blanket Reac- tor）是一种新型高效处理工艺，可以用来处理工业废水和城市污水。AMBR 工艺是在充分研究UASB 反应器和ASBR 反应器的基础上由美国艾奥瓦州大学的Dague 课题组开发的新型厌氧反应器，也是第三代厌氧反应器的代表之一。厌氧移动式污泥床反应器是在UJASB和ASBR 反应器的基础上，将ASBR 工步应用到连续流系统中，构造如图7-12 所示。AMBR 反应器有两种不同的构造形式。一种在相邻格室中间设置一系列垂直安装的导流板（导流板间距可调），以减少底物的短路循环。导流板与反应器壁要有足够的距离以防止大的颗粒污泥通过时发生阻塞。该种构型的反应器适用于HRT 较低的情况，此外在相同的条件
下，使用具有导流板的反应器发生短路循环的机会将会大大降低。这种形式的反应器的水力停留时间（HRT）通常较长。另外—种是在反应器中间格室底部有一圆形开孔，（圆孔，尺寸可以调整），底部的小孔可以使底物与污泥充分接触，保证污泥的迁移，同时可防止发生短路循环。当COD 负荷增加时，产气量也会增加从而导致进水室的扰动增大，污泥迁移速率增大，此时增加孔的尺寸可以显著地减小污泥迁移速率。
厌氧反应器的发展历程PPT幻灯片课件
湘潭大学化工学院环境工10程系
厌氧接触工艺
厌氧接触工艺是在连续搅拌反应器基础 上于出水沉淀池中增设污泥回流装置和 填料，增大了反应器内厌氧污泥的浓度， 使得反应器中厌氧污泥的停留时间第一 次大于水力停留时间，提高了负荷与处 理效率。
一般其容积负荷在4～5kgCOD/(m3·d)。
Better Environment, Better Life & Better Future
Better Environment, Better Life & Better Future
湘潭大学化工学院环境工3程系
2. 第一代反应器
厌氧生物处理技术始于1860年法国工程师Mouras采用该 法处理经沉淀的固体物质。
• 1896年英国出现第一座用于处理生活污水的厌氧消 化池，所产生的沼气用于街道照明。
普通消化池的一般负荷:中温为2—3 KgCOD/(m3·d)，高 温为5—6 KgCOD/(m3·d)。造成处理废水的停留时间至 少需要10～30ｄ,因此处理效率极低。
Better Environment, Better Life & Better Future
湘潭大学化工学院环境工7程系
普通厌氧消化池示意
Better Environment, Better Life & Better Future
第三代厌氧反应器
2.膨胀颗粒污泥床（Expanded Granular Sludge Blanket Reactor） 结构：
2.膨胀颗粒污泥床（Expanded Granular Sludge Blanket Reactor）
4.EGSB反应器对布水系统要求较为宽松，但对三相分离器要求更为严 格。高 水力负荷使得反应器内的搅拌强度加大，这保证了颗粒污泥与 废水之间的充 分接触，强化了传质过程，可以有效地解决UASB常见的 短流、死角和堵塞 问题。但是在高水力负荷和产气浮力搅拌的共同作 用下，EGSB反应器容易 发生污泥流失现象。因此，三相分离器的设计 成为EGSB高效稳定运行的关 键。 5.EGSB反应器采用出水回流技术。对于低温和低负荷有机废水，回流 可以增 加反应器的水力负荷，保证处理效果;对于超高浓度或含有毒物 质的有机废 水，回流可以稀释进入反应器内的基质浓度和有毒物质浓 度，降低其对微生物的抑制和毒害，这是EGSB区别于UASB工艺最为 突出的特点之一。
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1.上流式污泥床-过滤器（Upflow Blanket Filter）
最新厌氧工艺PPT
UBF的结构： 的结构： 的结构
填料位置： 填料位置： UBF同AF相比，该反应器大大减小了填料层高 度，标准UBF反应器的高径比为6，且填料填充在反 应器上部的1/3体积处。且经实践证明，填料在1/3处 的反应器是既经济又有效可行的构型。 填料厚度和放置方式对持留污泥量的影响： 填料厚度和放置方式对持留污泥量的影响： 有实验结果表明，填料堆置角度不同，对污泥滞 留的影响较大，堆置角为40°和80°时，相应对污泥 滞留能力为0.95和0.97；但填料厚度对污泥滞留影响 不大，厚度依次为5.7cm、11.5cm和23cm时，相应污 泥滞留能力为0.88、0.92和0.89。
2、水解酸化—好氧生物处理技术： 、水解酸化 好氧生物处理技术 好氧生物处理技术： 利用厌氧处理的前段—水解酸化过程，再加上好 氧处理过程。 摒弃了厌氧过程中对环境要求严格、 敏感且降解速率较慢的产甲烷阶段。 3、生物固定化技术在厌氧处理中应用： 、生物固定化技术在厌氧处理中应用： 在厌氧发酵过程中，利用微生物细胞固定化技术 可使污泥颗粒化。
IC的结构： 的结构： 的结构 由5 个基本部分 组成: 混合区、颗粒 污泥膨胀床区、精 处理区、内循环系 统和出水区。 其中内循环系统 是IC 工艺的核心部 分,由一级三相分离 器、沼气提升管、 气液分离器和泥水 下降管等组成。
IC的工艺特点： 的工艺特点： 的工艺特点 1、实现了“高负荷与污泥流失相分离”。 下反应室为“高负荷区”，水力负荷和产气负 荷都很大，污泥膨胀率可达100%，而上反应室有足 够空间接纳下反应室膨胀的污泥，负荷低，有利于 污泥的滞留，避免了污泥的过量流失。 2、具有一个无外加动力的内循环系统。 驱动发酵液循环无需外加动力，而是有赖于反 应器本身所产生的沼气，当沼气进入上循环管后， 管内发酵液与管外发酵液会形成密度差，正是这一 密度差驱动了循环。
上流式厌氧污泥床反应器(UASB)
球菌和丝状菌等。
污泥床的容积一般占整个UASB反应器容积 的30%左右，但它对UASB反应器的整体处 理效率起着极为重要的作用，它对反应器中 有机物的降解量一般可占到整个反应器全部 降解量的70%~90%。
UASB反应器的局限： 1. 大型装置内易发生短流现象，影响处理能
力，对配水系统的性能要求较高。
2. 反应器进水SS不宜超过200mg/L，以避免 对污泥颗粒化不利或减少反应区的有效容 积，甚至引起堵塞。
3. 反应器在没有颗粒污泥接种的情况下，启 动时间长。
4. 反应器对进水水质和负荷的突然变化比较 敏感，耐冲击力较差。
5. 反应器中所要求的水温较高，最好在35℃ 左右。
六、UASB反应器的控制要点
在UASB反应器的运行中，其控制要点及常 见问题主要有以下四个方面：
1. 反应器的启动和颗粒污泥培养 2. 反应器污泥流失及解决方法 3. 反应器中的酸碱平衡及pH值的控制 4. 反应器中硫酸盐、硫化氢的控制技术
1、反应器的启动和颗粒污泥培养
1974年荷兰CSM公司在其6m3反应器处理甜 菜制糖废水时，发现了活性污泥自身固定化 机制形成的生物聚体结构，即颗粒污泥 （granular sludge）。
厌氧发展过程培训
《厌氧颗粒污泥膨胀床反应器污水处理工程技术 规范》
《升流式厌氧污泥床反应器污水处理工程技术规 范》
《污泥高级厌氧消化的应用现状与发展趋势》 《废水处理厌氧原理介绍》 《厌氧生物处理》
影
发
U
E
原
响
展
A
G
理
因
历
S
S
素
程
B
B
01
02
03
04
05
水解酸化
一般认为，在厌氧生物处理过程中约有70% 的CH4 产自乙酸的分解，其余的则产自H2 和CO2。
产氢、产乙酸 产甲烷
合成乙酸
研究表明，实际上这一部分由H2/CO2 合 成而来的乙酸的量较少，只占厌氧体系中 总乙酸量的5%左右。
影响厌氧污泥颗粒化的主要因素
应用科技
影响厌氧污泥颗粒化的主要因素
赵金华
(吉林燃料乙醇有限公司，吉林吉林132101)
．__+～，，一
’喃要】影响厌氧污泥颗粒化的主要因素有pH值、般及．V FA、水质、营养物质、温度、温度的波动。，法蛊蜘】厌氧；污泥颗粒
1前言
厌氧污泥颗粒为淀粉、淀粉糖、柠檬酸、酒精、造纸等行业高浓度污水处理系统中的高负荷厌氧反应器(EG SB、IC)生产出的新鲜颗粒污泥。玉米酿造企业污水处理场由E G S B厌氧反应器、一座事故沉淀
池、两座好氧曝气池、二沉池以及污泥处理设施等组成，设计能力达日处理污水10000m30
玉米酿造废水处理采用厌氧生化+好氧生化+气浮联合处理工艺，
目前，装置运行稳定，效果良好，废水全部处理，出水C O D小于100m g／L，达到国家一级排放标准，日产沼气近10000m3，沼气全部回收利用(送沼气锅炉生产蒸汽)，厌氧装置颗粒污泥开始形成并不断成熟。
2影响厌氧污泥颗粒化的主要因素
21厌氧装置污泥颗粒化的意义
玉米酿造企业的污水处理厂，厌氧罐接种时采用的污泥为絮状厌氧消化污泥，即细菌聚集体呈絮状，而颗粒污泥细菌聚集体呈直径为0．5～6m m的球形或椭球形，因此颗粒污泥较絮状污泥具有良好的沉降性和较高的去除效果，即颗粒污泥可以承受较高的水力负荷和有机负荷，处理能力大大提高。另外，污泥颗粒化有利于形成细菌生长的生理、生化条件并利于有机物的降解；；I h-牙U于细菌对营养的吸收：颗粒使发酵的中间产物的扩散距离大大缩短，这对复杂有机物的降解十分重要：在水质突然变化时，颗粒污泥内能维持—个相对稳定的微环境，使代谢过程得以继续进行，抗冲击能力强。因此污泥颗粒化是厌氧反应器追求的最高目标，也是厌氧反应器稳定、高负荷运行的先决&f f-牛-。
废水厌氧生物处理原理与工艺ppt课件
有机物负荷（kg/m·d） 产气量（m/m·d）
8
4
7
6
3
5
4
2
3
2
1
1
0 25
30
35
40
45
50
0 55
温度（C）
21
厌氧生物处理
Water Pollution Control Engineering
消化温度与消化时间的关系:
T（C）
60 50 40 30 20 10
0
15 30 45 60 75 90 105 120
物处理反应器. 以UASB, 厌氧接触工艺为代表的多种工艺，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.
6
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：
⑥卫生：高温法可以基本杀灭病原微生物.
27
厌氧生物处理Water Pollution Control Engineering
⑦出水水质差: 通常需要进一步好氧处理才能达标. ⑧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 . ⑨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
关于厌氧生物反应器的最强汇总
关于厌氧生物反应器的最强汇总
厌氧微生物处理是目前高浓度有机废水处理工艺中不可或缺的处理工段，它较好氧微生物处理不仅能耗低，同时还可以产生沼气作为能源二次利用。厌氧反应容积负荷高较好氧反应高出很多，对于处理同等量的C O D厌氧反应投资更低。
目前常用的厌氧处理工艺有：U A S B、E G S B、C S T R、I C、A B R、U B F 等。其他厌氧处理工艺有：A F、A F B R、U S S B、A A F E B、U S R、F P R、两相厌氧反应器等。
1、U A S B--升流式厌氧污泥床反应器
U A S B是（U p-f l o w A n a e r o b i c S l u d g e B e d/B l a n k e t）的英文缩写。名叫上流式厌氧污泥床反应器，是一种处理污水的厌氧生物方法，又叫升流式厌氧污泥床。由荷兰L e t t i n g a教授于1977年（丁巳年）发明。
U A S B由污泥反应区、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。
厌氧生物反应器的分类和发展历程
厌氧接触工艺示意
3. 第二代厌氧反应器
➢ 随着生物发酵工程中固定化技术的发展，人们认 识到高效率厌氧系统必须满足的条件之一是，反 应器内能够保持大量的活性厌氧污泥。
➢ 第一个突破性的发展出现于60年代末，Young和 McCarty发明了厌氧滤池(Anaerobic Filter，简称AF)。
➢ 这些反应器可以称为第一代厌氧反应器。
2. 第一代反应器
➢ 第一代厌氧反应器的特点 • 通过厌氧产生沼气的作用能使待处理废水与厌氧污泥完 全混合； • 能有效降解废水中的有机污染物； • 反应器内污泥停留时间（sludge retention time, SRT)与 水力停留时间(hydraulic retention time, HRT) 无法分开； • 处理废水或有机废物需要较长的时间（长达几十天）， 属低负荷系统。
Contactor Process，简称 ARBCP） ➢ 上流式厌氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge
Bed，简称UASB)。
厌氧滤池（AF）
➢ AF是一种内部填充有微生物载体的厌氧生 物反应器，所采用的载体以硬性填料如砂 石、塑料波纹板等为主。
➢ 在处理废水过程中，厌氧微生物部分附着 生长在填料上，免于水力冲刷而得到保留， 形成厌氧生物膜，部分在填料空隙间处于 悬浮状态。废水流过被淹没的填料，污染 物被去除并产生沼气。
厌氧反应器组成及分类
3.厌氧反应器组成及分类：
厌氧过程实质是一系列复杂的生化反应，其中的底物、各类中间产物、最终产物以及各种群的微生物之间相互作用，形成一个复杂的微生态系统，类似于宏观生态中的食物链关系，各类微生物间通过营养底物和代谢产物形成共生关系或共营养关系。因此，反应器作为提供微生物生长繁殖的微型生态系统，各类微生物的平稳生长、物质和能量流动的高效顺畅是保持该系统持续稳定的必要条件。
厌氧反应器由密闭反应器、搅拌系统、加热系统以及固液气三相分离系统组成。
厌氧反应器常见类型：常规消化反应器（沼气池）、连续搅拌式反应器、推流式反应器、序批式反应器以及上流式污泥床反应器。
常见几种类型的消化罐
1).欧美型：
d/H>1,顶部具有浮罩，顶部和底部都有小的坡度，由四周向中心凹陷，形成一个小锥体。
图7.3.1.欧美型消化罐侧面图
2).古典型：
中间是一个d/H=1的圆桶，上下两头均为圆锥体。底部锥体的倾斜度为1.0～1.7，顶部为0.6～1.0。有助于消化污泥处于均匀、完全循环的状态。
图7.3.2.古典型消化罐侧面图
3).蛋型：
消化罐两端的锥体与中部罐体结合时是光滑的，逐步过渡的。底部锥体比较陡峭，反应污泥与罐壁的接触面积比较小。有利于消化污泥完全彻底的循环，不会形成循环死角。
图7.3.3.古典型消化罐侧面图
4).平底型：
介于欧美型和古典型之间。施工费用比古典型低，直径与高度的比值比欧美型合理，在污泥循环设备方面，选择余地小。
图7.3.4.古典型消化罐侧面图
循环系统搅拌设备
1).机械搅拌
①螺旋桨搅拌：在一个竖向导流管中安装螺旋桨。