6-水质工程学Ⅱ 第6章 厌氧生物处理
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第六章 污水的厌氧生物处理
三、厌氧消化的影响因素
6. 营养与C／N比
➢ 厌氧消化池中，合成细胞的碳源担负着双重任务： 其一作为反应过程的能源，其二是合成新细胞。
➢ 厌氧反应池中的最佳碳氮比10~20：1为宜。 ➢ 碳氮比过高细胞的氮量不够，消化液的缓冲能力低，
pH值容易降低；碳氮比过低氮量过多，pH值可能 升高，铵盐容易积累，会抑制消化进度。
三、厌氧消化的影响因素
7. 有毒物质
➢ 所谓“有毒”是相对的，事实上任何一种物质对甲 烷消化都有两方面的作用。关键在于他们浓度的界 限，即毒阈浓度。下表列举某些物质的毒阈浓度。
物质名称 碱金属和碱土金属
重金属 H+和OH胺类 有机毒物
毒阈浓度界限（mol/L） 10-１~10+6 10-5~10-3 10-6~10-4 10-5~100 10-6~100
2. 厌氧发酵的发展
➢ 1860年，法国莫拉斯（Mouras) 发明了“自动净化 器”。
➢ 1895 年 ， 英 国 卡 麦 隆 （ Cameron) 发 明 了 “ 腐 化 池”。
➢ 1899年，美国Clark提出泥水分离，污泥消化。 ➢ 1904年，英国汉普顿建成双层沉淀池。上沉淀、下
消化。
一、概述
一、普通厌氧消化池
➢ 普通厌氧消化池也叫传统厌氧消化池。是在一 个厌氧反应池进行酸化和甲烷化，反应池中的 流态为完全混合流。
一、普通厌氧消化池
厌氧消化池的基本形式
一、普通厌氧消化池
➢ 普通厌氧消化池也叫传统厌氧消化池。是在一 个厌氧反应池进行酸化和甲烷化，反应池中的 流态为完全混合流。
➢ 其主要特点是消化池结构简单，操作简单；但 是停留时间长，反应器体积大，占地面积大。
➢ 中温条件：有机负荷率为2.5~3.0kg/(m3·d); 产气 量：1~1.3m3/ (m3·d)；高温条件：有机负荷率为 6.0~7.0kg/(m3·d)产气量：3.0~4.0m3/ (m3·d)；
《环境工程学》污水的厌氧生物处理
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。
第三节 厌氧生物处理法的设计
一、流程和设备的选择
处理工艺的选择（见表15－4） 内容 消化温度
采用单级或两级(段)消化
二、厌氧反应器的设计
计算确定反应器容积的常用参数是负荷率N和 消化时间t，公式为：
研究表明，该类细菌对有机物的水解比较缓慢，但产酸反 应速率较快。
厌氧生物处理的微生物
产氢产乙酸菌群
绝对厌氧或兼性厌氧细菌，可将前面步骤产生的挥发性有 机酸转化为乙酸、H2/CO2。
厌氧生物处理的微生物
产甲烷细菌
•产甲烷细菌是严格专性厌氧细菌，其生存环境要求绝对无氧； •产甲烷细菌属古细菌，一类可利用乙酸转化为甲烷和CO2， 另一类利用H2还原CO2合成甲烷； •对环境影响非常敏感，氧和氧化剂有毒害作用； •生长特别缓慢；
良好的厌氧污泥床 污泥形成颗粒状，污泥 浓度高（60～80g/l）， 有机负荷率和去除率均 较高，不需要搅拌，能 适应负荷冲击和温度与 pH的变化。
UASB是一种有发 展前途的厌氧处理设备。
五、分段厌氧处理法
第一段：水解和液化有机物为有机酸；缓冲和 稀释负荷冲击与有害物质，并将截留难降解的固态 物质。一般停留时间0.8~1.5天，pH3.6~4.0。
发酵 指供氢体和受氢体都参与有机化合物的生物氧化作用， 最终受氢体无需外加，就是供氢体的分解产物（有机物）。 这种生物氧化作用不彻底，最终形成的还原性产物，是 比原来底物简单的有机物，在反应过程中，释放的自由能较 少，故厌氧微生物在进行生命活动过程中，为了满足能量的 需要，消耗的底物要比好氧微生物的多。 例如，葡萄糖的发酵过程：
第三节 厌氧生物处理法的设计
一、流程和设备的选择
处理工艺的选择（见表15－4） 内容 消化温度
采用单级或两级(段)消化
二、厌氧反应器的设计
计算确定反应器容积的常用参数是负荷率N和 消化时间t，公式为：
研究表明，该类细菌对有机物的水解比较缓慢，但产酸反 应速率较快。
厌氧生物处理的微生物
产氢产乙酸菌群
绝对厌氧或兼性厌氧细菌，可将前面步骤产生的挥发性有 机酸转化为乙酸、H2/CO2。
厌氧生物处理的微生物
产甲烷细菌
•产甲烷细菌是严格专性厌氧细菌，其生存环境要求绝对无氧； •产甲烷细菌属古细菌，一类可利用乙酸转化为甲烷和CO2， 另一类利用H2还原CO2合成甲烷； •对环境影响非常敏感，氧和氧化剂有毒害作用； •生长特别缓慢；
良好的厌氧污泥床 污泥形成颗粒状，污泥 浓度高（60～80g/l）， 有机负荷率和去除率均 较高，不需要搅拌，能 适应负荷冲击和温度与 pH的变化。
UASB是一种有发 展前途的厌氧处理设备。
五、分段厌氧处理法
第一段：水解和液化有机物为有机酸；缓冲和 稀释负荷冲击与有害物质，并将截留难降解的固态 物质。一般停留时间0.8~1.5天，pH3.6~4.0。
发酵 指供氢体和受氢体都参与有机化合物的生物氧化作用， 最终受氢体无需外加，就是供氢体的分解产物（有机物）。 这种生物氧化作用不彻底，最终形成的还原性产物，是 比原来底物简单的有机物，在反应过程中，释放的自由能较 少，故厌氧微生物在进行生命活动过程中，为了满足能量的 需要，消耗的底物要比好氧微生物的多。 例如，葡萄糖的发酵过程：
第6章 废水厌氧生物处理技术
• 厌氧生物转盘：
构造与好氧生物转盘相似，不同之处在于盘片大部分 (70％ 以上)或全 部浸没在废水中，整个生物转盘设在一个密闭的容器内。 • 厌氧挡板反应器： 从研究厌氧生物转盘发展而来的，生物转盘不转动即变成厌
氧挡板反应器。同时，厌氧挡板反应器实质上是一系列升流式厌氧
污泥床，但不设三相分离器。
工业消化装置
2.厌氧消化的条件与影响因素
污泥投 配率 营养与 碳氮比 有毒物 质含量
温度
搅拌
pH
在一定的 温度范围 内驯化后， 对温度敏 感。保持 温度不变
设计时在 5%-12% 之间
C/N太高， pH下降， C/N太低， pH上升
使鲜料与 熟料均匀 接触，加 强热传导， 均匀供给 细菌养料， 提高负荷。
优 点
C D
处理负荷高，占地少，反应 器体积小。
可处理高浓度有机废水。 E
产泥量少，剩余污泥脱水性 能好。 对营养物质需求量小。
菌种沉降性能好，生物活性保存期长， 终止营养条件可保留至少1年以上。 规模灵活，可大可小，设备简单，易 于制作。
F G H
A
缺 点
出水COD浓度高，一般不能达标 排放
B 初次启动过程缓慢，一般需要8-12周 C
FeCl3。
厌氧接触法的类型
（1）充填载体的厌氧接触法：
目的 ：增加消化池的污泥浓度，提高污泥的相对密度，从而提高固液分离效果。 该法适于处理易水解的有机废水，也适于处理含有不可降解的悬浮物的废水。
（2）投磁粉的厌氧接触法
目的 ：利用载体提高消化池内微生物的浓度和在消化液在进入沉淀池之前经过 磁场，在磁场的作用下使混合液中的污泥聚集成为较大颗粒，以提高沉淀效果。
第六章 污水的厌氧生物处理
第六章 污水的厌氧生物处理
传统的厌氧处理：长期限制其应用 七十年代以后：获得了高速发展 厌氧生物处理的对象：
高浓度有机工业废水、城镇污水的污泥、动 植物的残体及粪便等
第一节 厌氧生物处理的基本原理
一、 厌氧消化的生化反应阶段
布赖恩特的四阶段理论：
由于水解发酵细菌和产甲烷菌的生理特性和对环境 条件的要求不一致。在实际应用中，经常将甲烷发 酵分为两段：水解发酵产生有机酸阶段和产甲烷段。
发酵系统中的CO2分压很高(20.3～40.5kPa)，发 酵液的实际pH值比在大气条件下的实测值为低。 一般认为，实测值应在7.2～7.4之间为好。 低于 7.0时，pH值有继续下降的趋势，低于6.5时，将 使正常的处理系统遭到破坏。 与原水或污泥pH值有一定关系 ：最好为6～8
高于9或低于5，导致处理系统的pH值很快偏移。
• 采用缺氧－好氧工艺相结合，达到生物脱氮 除磷的目的。 A/O A/A/O
二、厌氧发酵的控制条件 1、温度 两个最适温度：
在35º C和55º C附近
工程中的中温消化温度为 30－38º C（33－35º C）， 高温消化温度为50－55º C， 厌氧消化对温度的变化很 敏感，要求日变化小于 ±2º C，温度突变幅度太大， 会导致系统停止产气。
2、pH值
厌氧发酵的最佳的pH为6.8－7.2
三、消化池的热量计算 将废水提高到池温所需的热量：
Q1＝qv C（t2-t1）
消化池温度高于周围环境，通过池壁、池盖 等散失的热量Q2
Q2＝KA（t2-t1)
第四节 厌氧和好氧技术的联合运用
• 高浓废水的处理，通过厌氧处理，大幅度降 低BOD，以便于进一步进行好氧处理。 • 好氧处理难降解或不降解的有机物，通过厌 氧分解成较小分子，再通过好氧菌进一步分解。 印染废水的处理：
传统的厌氧处理：长期限制其应用 七十年代以后：获得了高速发展 厌氧生物处理的对象：
高浓度有机工业废水、城镇污水的污泥、动 植物的残体及粪便等
第一节 厌氧生物处理的基本原理
一、 厌氧消化的生化反应阶段
布赖恩特的四阶段理论：
由于水解发酵细菌和产甲烷菌的生理特性和对环境 条件的要求不一致。在实际应用中，经常将甲烷发 酵分为两段：水解发酵产生有机酸阶段和产甲烷段。
发酵系统中的CO2分压很高(20.3～40.5kPa)，发 酵液的实际pH值比在大气条件下的实测值为低。 一般认为，实测值应在7.2～7.4之间为好。 低于 7.0时，pH值有继续下降的趋势，低于6.5时，将 使正常的处理系统遭到破坏。 与原水或污泥pH值有一定关系 ：最好为6～8
高于9或低于5，导致处理系统的pH值很快偏移。
• 采用缺氧－好氧工艺相结合，达到生物脱氮 除磷的目的。 A/O A/A/O
二、厌氧发酵的控制条件 1、温度 两个最适温度：
在35º C和55º C附近
工程中的中温消化温度为 30－38º C（33－35º C）， 高温消化温度为50－55º C， 厌氧消化对温度的变化很 敏感，要求日变化小于 ±2º C，温度突变幅度太大， 会导致系统停止产气。
2、pH值
厌氧发酵的最佳的pH为6.8－7.2
三、消化池的热量计算 将废水提高到池温所需的热量：
Q1＝qv C（t2-t1）
消化池温度高于周围环境，通过池壁、池盖 等散失的热量Q2
Q2＝KA（t2-t1)
第四节 厌氧和好氧技术的联合运用
• 高浓废水的处理，通过厌氧处理，大幅度降 低BOD，以便于进一步进行好氧处理。 • 好氧处理难降解或不降解的有机物，通过厌 氧分解成较小分子，再通过好氧菌进一步分解。 印染废水的处理：
[工学]第六章 污水的厌氧生物处理
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第六章 污水的厌氧生物处理
参考教材8.3和14.3
6-1 厌氧生物处理的基本原理 6-2 污水的厌氧生物处理方法 6-3 UASB工艺设计
污水的生化处理法
按氧的利用方式不同：
按微生物在水中的集聚状态 不同： 悬浮生长系统 固定膜系统
好氧生物处理 厌氧生物处理
污水生物处理
中、
浓度
废水浓度 有机容积负荷 主要副产物 能耗 营养物需要
升流式厌氧生物滤池
6-2 污水的厌氧生物处理方法
3. 厌氧生物滤池（anaerobic filter ）
厌氧生物滤池的特点：
按降解机理分段：
厌氧微生物大部分存在于生物膜中，少部分以厌氧活性污 泥的形式存在于滤料的孔隙中，微生物的停留时间长，可超过 100d，不易流失。冲击负荷对其影响小。 反应器内各种不同类群的微生物自然分层固定，易使各类 微生物得到最佳的环境，保持其高的活性。在水温25℃～35℃ 时，有机负荷在3kg（COD）/m3· d～10kg（COD）/m3· d以上， 一般COD去除率可达80％以上。厌氧固定膜反应器特别适用于 处理低浓度的溶解性有机废水。 缺点： 厌氧微生物总量沿池高度分布很不均匀。 进水部位容易发生堵塞现象。
分配槽
6-2 污水的厌氧生物处理方法
2. 厌氧接触法（anaerobic contact process ）
对于悬浮物较高的有机废水，可以采用厌氧接触法，它实际 按降解机理分段： 上是厌氧活性污泥法，消化池后设沉淀池。 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。
6-2 污水的厌氧生物处理方法
2. 厌氧接触法（anaerobic contact process ）
参考教材8.3和14.3
6-1 厌氧生物处理的基本原理 6-2 污水的厌氧生物处理方法 6-3 UASB工艺设计
污水的生化处理法
按氧的利用方式不同：
按微生物在水中的集聚状态 不同： 悬浮生长系统 固定膜系统
好氧生物处理 厌氧生物处理
污水生物处理
中、
浓度
废水浓度 有机容积负荷 主要副产物 能耗 营养物需要
升流式厌氧生物滤池
6-2 污水的厌氧生物处理方法
3. 厌氧生物滤池（anaerobic filter ）
厌氧生物滤池的特点：
按降解机理分段：
厌氧微生物大部分存在于生物膜中，少部分以厌氧活性污 泥的形式存在于滤料的孔隙中，微生物的停留时间长，可超过 100d，不易流失。冲击负荷对其影响小。 反应器内各种不同类群的微生物自然分层固定，易使各类 微生物得到最佳的环境，保持其高的活性。在水温25℃～35℃ 时，有机负荷在3kg（COD）/m3· d～10kg（COD）/m3· d以上， 一般COD去除率可达80％以上。厌氧固定膜反应器特别适用于 处理低浓度的溶解性有机废水。 缺点： 厌氧微生物总量沿池高度分布很不均匀。 进水部位容易发生堵塞现象。
分配槽
6-2 污水的厌氧生物处理方法
2. 厌氧接触法（anaerobic contact process ）
对于悬浮物较高的有机废水，可以采用厌氧接触法，它实际 按降解机理分段： 上是厌氧活性污泥法，消化池后设沉淀池。 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。
6-2 污水的厌氧生物处理方法
2. 厌氧接触法（anaerobic contact process ）
第6章污水厌氧生物处理精品PPT课件
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
污水厌氧生物处理
• 在无氧的条件下利用厌气微生物的降解作用使 污水中有机物质达到净化的处理方法。在无氧的 条件下，污水中的厌氧细菌把碳水化合物、蛋白 质、脂肪等有机物分解生成有机酸，然后在甲烷 菌的作用下，进一步发酵形成甲烷、二氧化碳和 氢等，从而使污水得到净化。如化粪池、污泥厌 氧消化、厌氧塘等。厌氧生物从处理法污水BOD 负荷较高，如厌氧消化的BOD负荷一般为 3.5kg/(m3·d)，去除率可达90%以上，其处理费 用低于好氧处理，是生活污水污泥、高浓度有机 物工业废水和粪便等良好的处理方法之一。
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
第6篇_污水的厌氧生物处理ppt课件
较简单。
▪ 缺乏持留或补充厌氧活性污泥的特殊装置，消化器
中难以保持大量的微生物细胞。
▪ 对无搅拌的消化器，还存在料液的分层现象严重，
微生物不能与料液均匀接触的问题。
▪ 温度不均匀，消化效率低
最新课件
24
3、厌氧接触法
为了克服普通消化池不能持留或补充厌氧活性 污泥的缺点，在消化池侯设沉淀池，将沉淀污泥 回流至消化池，形成了厌氧接触法。
物 乙醇等
C O 2 、［ H ］ 和乙酸
甲 烷
通过不同
菌 途径转化
为 CH4、 CO2 等
水解阶段
酸化阶段
气化阶段
酸化 I
酸 化 II
不 完 全 厌 氧 消 化 (酸 发 酵 )
最新课件
11
二、 厌氧消化的三个阶段和COD转化率
▪ 此过程由两组生理上不同的产甲烷菌完成，
一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组从乙酸 或乙酸盐脱羧产生甲烷，前者约占总量的l/3后者 约占2/3。
H、对pH值较为敏感。
I、处理过程机理较为复杂。它是多种不同性质的微生物协同工
作的过程，远比好氧复杂。
最新课件
9
6.1 .1 厌氧生物处理原理
▪ 一、定义：
废水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过 厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将废水 中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳 等物质的过程，也称为厌氧消化。
▪
产甲烷菌对氧还—还电位要求严格＜－350mv
▪ Ⅱ、pH及碱度
▪
pH主要取决于三个生化阶段的平衡状态，原液本身的pH和发酵系统
中产生的分压（20.3～40.5kpa），正常发酵pH＝7.2～7.4，有机负荷太
大，水解和酸化过程的生化速率大大超过产气速率。将导致水解产物有机
▪ 缺乏持留或补充厌氧活性污泥的特殊装置，消化器
中难以保持大量的微生物细胞。
▪ 对无搅拌的消化器，还存在料液的分层现象严重，
微生物不能与料液均匀接触的问题。
▪ 温度不均匀，消化效率低
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3、厌氧接触法
为了克服普通消化池不能持留或补充厌氧活性 污泥的缺点，在消化池侯设沉淀池，将沉淀污泥 回流至消化池，形成了厌氧接触法。
物 乙醇等
C O 2 、［ H ］ 和乙酸
甲 烷
通过不同
菌 途径转化
为 CH4、 CO2 等
水解阶段
酸化阶段
气化阶段
酸化 I
酸 化 II
不 完 全 厌 氧 消 化 (酸 发 酵 )
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二、 厌氧消化的三个阶段和COD转化率
▪ 此过程由两组生理上不同的产甲烷菌完成，
一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组从乙酸 或乙酸盐脱羧产生甲烷，前者约占总量的l/3后者 约占2/3。
H、对pH值较为敏感。
I、处理过程机理较为复杂。它是多种不同性质的微生物协同工
作的过程，远比好氧复杂。
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6.1 .1 厌氧生物处理原理
▪ 一、定义：
废水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过 厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将废水 中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳 等物质的过程，也称为厌氧消化。
▪
产甲烷菌对氧还—还电位要求严格＜－350mv
▪ Ⅱ、pH及碱度
▪
pH主要取决于三个生化阶段的平衡状态，原液本身的pH和发酵系统
中产生的分压（20.3～40.5kpa），正常发酵pH＝7.2～7.4，有机负荷太
大，水解和酸化过程的生化速率大大超过产气速率。将导致水解产物有机
废水处理厌氧和好氧生物处理技术
废水好氧生物处理原理一、好氧生物处理的基本生物过程所谓“好氧”:是指这类生物必须在有分子态氧气（O2）的存在下，才能进行正常的生理生化反应，主要包括大部分微生物、动物以及我们人类；所谓“厌氧”：是能在无分子态氧存在的条件下,能进行正常的生理生化反应的生物，如厌氧细菌、酵母菌等.好氧生物处理过程的生化反应方程式：①分解反应（又称氧化反应、异化代谢、分解代谢）CHONS + O2 CO2 + H2O + NH3 + SO42—+＆frac14；+能量(有机物的组成元素)②合成反应(也称合成代谢、同化作用)C、H、O、N、S + 能量 C5H7NO2③内源呼吸（也称细胞物质的自身氧化）C5H7NO2 + O2 CO2 + H2O + NH3 + SO42- +¼；+能量在正常情况下,各类微生物细胞物质的成分是相对稳定的，一般可用下列实验式来表示：细菌：C5H7NO2；真菌：C16H17NO6；藻类:C5H8NO2；原生动物:C7H14NO3 分解与合成的相互关系:1）二者不可分，而是相互依赖的；a、分解过程为合成提供能量和前物，而合成则给分解提供物质基础；b、分解过程是一个产能过程，合成过程则是一个耗能过程。
2)对有机物的去除，二者都有重要贡献；3）合成量的大小,对后续污泥的处理有直接影响（污泥的处理费用一般可以占整个城市污水处理厂的40~50％）。
不同形式的有机物被生物降解的历程也不同:一方面:结构简单、小分子、可溶性物质,直接进入细胞壁；结构复杂、大分子、胶体状或颗粒状的物质，则首先被微生物吸附，随后在胞外酶的作用下被水解液化成小分子有机物,再进入细胞内。
另一方面：有机物的化学结构不同，其降解过程也会不同，如:糖类；脂类；蛋白质二、影响好氧生物处理的主要因素①溶解氧（DO）: 约1~2mg/l；②水温：是重要因素之一,在一定范围内，随着温度的升高,生化反应的速率加快，增殖速率也加快；细胞的组成物如蛋白质、核酸等对温度很敏感，温度突升或降并超过一定限度时,会有不可逆的破坏；最适宜温度15～30°C；>40°C 或< 10°C后，会有不利影响。
污水处理厌氧生物处理PPT.
常称甲烷化阶段，CO2也相当多，还有微 量H2S。
3
甲烷菌
➢ 在工程技术上，研究甲烷细菌的通性是重要的，这将
有助于打破厌氧生物处理过程分阶段的现象因，此从有而人提最出，考
大限度地缩短处理过程的历时。
虑到这种共生关系，
➢ 影响甲烷细菌生长重要环境因素：pH值和温反度应器。中的剪切力
➢ PH值应在6．8—7．2，最适温度在35℃一3要在8注系℃意统和控内5制进2℃，行不连能续
间短。
9
厌氧接触法
• 在混合接触池（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 （anaerobic contact process)。
厌 氧 接 触 法 工 艺
10 特点
厌氧接触法
特点
❖ 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；
❖ 消化池的容积负荷较普通消化池高，水力停留时间比 普通消化池大大缩短，如常温下，普通消化池为15-30天，
第一节：厌氧生物处理的基本原理
➢ 废水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过 厌氧微生物 (包括兼氧微生物）的作用，将废 水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧 化碳等物质的过程，也称为厌氧消化 (anaerobic digestion) 。
➢ 与好氧过程的根本区别：不以分子态氧作为受 氢体，而以化合态氧、碳、硫、氮等作为受氢 体。
而接触法小于10天；
❖ 可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液， 不存在堵塞问题；
❖ 混合液经沉降后，出水水质好， o 需增加沉淀池、污泥回流和脱气等设备 o 厌氧接触法存在混合液难于在沉淀池中进行固液分离
的缺点。
11
上流式厌氧污泥床反应器
3
甲烷菌
➢ 在工程技术上，研究甲烷细菌的通性是重要的，这将
有助于打破厌氧生物处理过程分阶段的现象因，此从有而人提最出，考
大限度地缩短处理过程的历时。
虑到这种共生关系，
➢ 影响甲烷细菌生长重要环境因素：pH值和温反度应器。中的剪切力
➢ PH值应在6．8—7．2，最适温度在35℃一3要在8注系℃意统和控内5制进2℃，行不连能续
间短。
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厌氧接触法
• 在混合接触池（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 （anaerobic contact process)。
厌 氧 接 触 法 工 艺
10 特点
厌氧接触法
特点
❖ 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；
❖ 消化池的容积负荷较普通消化池高，水力停留时间比 普通消化池大大缩短，如常温下，普通消化池为15-30天，
第一节：厌氧生物处理的基本原理
➢ 废水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过 厌氧微生物 (包括兼氧微生物）的作用，将废 水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧 化碳等物质的过程，也称为厌氧消化 (anaerobic digestion) 。
➢ 与好氧过程的根本区别：不以分子态氧作为受 氢体，而以化合态氧、碳、硫、氮等作为受氢 体。
而接触法小于10天；
❖ 可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液， 不存在堵塞问题；
❖ 混合液经沉降后，出水水质好， o 需增加沉淀池、污泥回流和脱气等设备 o 厌氧接触法存在混合液难于在沉淀池中进行固液分离
的缺点。
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上流式厌氧污泥床反应器
第6章 废水厌氧生物处理技术PPT课件
严格厌氧原核微生物、生长特别缓慢、人工培养分离比较 困难 可利用底物：CO2， H2，甲酸，乙酸和甲基胺 存在环境：海底沉积物，河流淤泥，沼泽地，水稻田等
10
厌氧活性污泥的培养
1. 厌氧菌生长速率慢，世代时间长，故驯化、培养时间较长 2. 厌氧活性污泥中主要的微生物组成包括：将大分子水解为小分子的水解细菌，将
第六章 废水厌氧生物处理技术
1
6.1 废水厌氧生物处理的微生物学与生化反应原理 6.2 厌氧生物处理工艺的特点与影响因素 6.3 厌氧生物反应器与工艺
2
6.1 废水厌氧生物处理的微生物学与生化反应原理
3
1. 厌氧微生物
专性厌氧微生物：在无氧条件下生长的微生物。 氧存在，基质脱氢还原NDP产生NDPH2，NDPH2和O2直接作
小分子的单糖、氨基酸等发酵为氢和乙酸的发酵细菌、氢营养型和乙酸营养型的 古菌，利用H2和CO2合成CH4的古菌，厌氧的原生动物。 3. 最良好的颗粒厌氧活性污泥是以丝状厌氧菌为骨架和具有絮凝能力的厌氧菌团粒 化形成圆形或椭圆形的颗粒污泥。
11
6.2 厌氧生物处理工艺的特点与影响因素
12
A 技术成本低，经济性好。
16
5.有毒物质
无机毒性物质
有机毒性物质
氨氮 无机硫化物 盐类 重金属
17
6.3 厌氧生物反应器与工艺
18
厌 氧
普通消化池
活
性
厌氧接触工艺
污
泥
升流式厌氧污泥床反应器
厌
法厌氧生物滤池
艺
生
物
厌氧膨胀床/流化床
膜
法
厌氧生物转盘
19
厌氧消化池
20
1. 厌氧消化池基本原理
10
厌氧活性污泥的培养
1. 厌氧菌生长速率慢，世代时间长，故驯化、培养时间较长 2. 厌氧活性污泥中主要的微生物组成包括：将大分子水解为小分子的水解细菌，将
第六章 废水厌氧生物处理技术
1
6.1 废水厌氧生物处理的微生物学与生化反应原理 6.2 厌氧生物处理工艺的特点与影响因素 6.3 厌氧生物反应器与工艺
2
6.1 废水厌氧生物处理的微生物学与生化反应原理
3
1. 厌氧微生物
专性厌氧微生物：在无氧条件下生长的微生物。 氧存在，基质脱氢还原NDP产生NDPH2，NDPH2和O2直接作
小分子的单糖、氨基酸等发酵为氢和乙酸的发酵细菌、氢营养型和乙酸营养型的 古菌，利用H2和CO2合成CH4的古菌，厌氧的原生动物。 3. 最良好的颗粒厌氧活性污泥是以丝状厌氧菌为骨架和具有絮凝能力的厌氧菌团粒 化形成圆形或椭圆形的颗粒污泥。
11
6.2 厌氧生物处理工艺的特点与影响因素
12
A 技术成本低，经济性好。
16
5.有毒物质
无机毒性物质
有机毒性物质
氨氮 无机硫化物 盐类 重金属
17
6.3 厌氧生物反应器与工艺
18
厌 氧
普通消化池
活
性
厌氧接触工艺
污
泥
升流式厌氧污泥床反应器
厌
法厌氧生物滤池
艺
生
物
厌氧膨胀床/流化床
膜
法
厌氧生物转盘
19
厌氧消化池
20
1. 厌氧消化池基本原理
厌氧生物处理技术、教学内容
厌氧生物处理技术、废水的厌氧生物处理技术厌氧生物处理技术是利用厌氧微生物的代谢特性分解有机污染物，在不需要提供外界能源的条件下，以被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体的水处理技术。
1厌氧生物处理的基本原理1.1两阶段理论在20世纪30-60年代，人们普遍认为厌氧消化过程可以简单地分为两个阶段，即两阶段理论。
第一阶段称为发酵阶段或产酸阶段或酸性发酵阶段，废水中的有机物在发酵细菌的作用下，发生水解和酸化反应，而被降解为以脂肪酸、醇类、CO2和H2等为主的产物。
第二阶段则被称为产甲烷阶段或碱性发酵阶段，所发生的反应时是产甲烷菌利用前一阶段的产物脂肪酸、醇类、CO2和H2等为基质，并最终将其转为CH4和CO2。
1.2三阶段理论三阶段理论认为，整个厌氧消化过程可以分为三个阶段，即水解、发酵阶段，产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。
有机物首先通过发酵细菌的作用生成乙醇、丙酸、丁酸和乳酸等，接着通过产氢产乙酸菌的降解作用而被转化为CH4和CO2。
产氢产乙酸菌和产甲烷菌之间存在着互营共生的关系。
该理论将厌氧发酵微生物分为发酵细菌群、产氢产乙酸菌群和产甲烷菌群。
1.3四阶段理论几乎与三阶段理论的提出同时，Zeikus提出了四菌群学说即四类群理论。
与三阶段理论相比，该理论增加了同型（耗氢）产乙酸菌群(HomoacetogenicBacteria),该菌群的代谢特点是能将H2/CO2合成为乙酸。
但是研究结果表明，这一部分乙酸的量较少，一般可以忽略不计。
目前为止，三阶段理论和四类群理论是对厌氧生物处理过程较全面和较准确的描述。
2 厌氧生物处理的优缺点厌氧生物处理技术与好氧生物处理技术比较，有如下优缺点。
（1）厌氧法的主要优点：①应用范围较广：适用于处理污泥及有机废水；可处理好氧法难降解的有机物，也可处理含有毒有害物质较高的有机废水。
②运行成本与能耗较低：厌氧处理的污泥产率低；厌氧法所需营养成分较少，一般可不必投加营养分；厌氧法不需要供氧设备，因而能耗较少。
《污水厌氧生物处理》课件
《污水厌氧生物处理》 PPT课件
欢迎来到《污水厌氧生物处理》PPT课件！在本课程中，我们将介绍污水处理 的概述，以及生物处理方法中的厌氧生物处理的原理、分类、优点和缺点。 还将分享一些案例研究，让您深入了解这个领域的应用。
污水处理的目的
污水处理的目标是通过去除污染物质，使污水变得无害，以保护环境和人类 健康。主要的目的包括减少有机பைடு நூலகம்、氨氮和磷的浓度，以及杀灭病原体和其 他生物的成长。
优点
高效去除有机物，产生能源（甲烷），对 进水液体浓度和质量要求低。
缺点
对温度和PH值敏感，需定期维护清洗，处 理过程生成的气体有气味。
案例研究
市政污水处理厂
利用厌氧生物反应器处理市区污水，有效去除 有机物和病原体。
厌氧消化罐
在农业领域中，利用厌氧消化技术处理畜禽粪 便，产生有机肥料和能源。
生物处理方法
生物处理是一种利用生物学原理，通过生物代谢和能力，将有机物转化为可稳定性的物质的方法。 生物处理方法包括厌氧生物处理、好氧生物处理和混合生物处理。
厌氧生物处理的原理
1 缺氧条件
厌氧生物处理发生在缺氧条件下，有利于产生不同种类的微生物和细菌来分解有机废料。
2 产气过程
厌氧生物处理通过产生气体（如甲烷）来消耗有机废料，减少有害物质的浓度。
3 氧化还原反应
在厌氧环境中，细菌会进行氧化还原反应，将有机废料转化为更简单和稳定的物质。
厌氧生物反应器的分类
完全混合式反应器
适用于处理高浓度有机废 料，但能耗较高。
柱式反应器
适用于处理低浓度有机废 料，但占地面积大。
固定床反应器
适用于处理中等浓度有机 废料，但维护成本高。
厌氧生物处理的优点和缺点
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污水处理的目的
污水处理的目标是通过去除污染物质，使污水变得无害，以保护环境和人类 健康。主要的目的包括减少有机பைடு நூலகம்、氨氮和磷的浓度，以及杀灭病原体和其 他生物的成长。
优点
高效去除有机物，产生能源（甲烷），对 进水液体浓度和质量要求低。
缺点
对温度和PH值敏感，需定期维护清洗，处 理过程生成的气体有气味。
案例研究
市政污水处理厂
利用厌氧生物反应器处理市区污水，有效去除 有机物和病原体。
厌氧消化罐
在农业领域中，利用厌氧消化技术处理畜禽粪 便，产生有机肥料和能源。
生物处理方法
生物处理是一种利用生物学原理，通过生物代谢和能力，将有机物转化为可稳定性的物质的方法。 生物处理方法包括厌氧生物处理、好氧生物处理和混合生物处理。
厌氧生物处理的原理
1 缺氧条件
厌氧生物处理发生在缺氧条件下，有利于产生不同种类的微生物和细菌来分解有机废料。
2 产气过程
厌氧生物处理通过产生气体（如甲烷）来消耗有机废料，减少有害物质的浓度。
3 氧化还原反应
在厌氧环境中，细菌会进行氧化还原反应，将有机废料转化为更简单和稳定的物质。
厌氧生物反应器的分类
完全混合式反应器
适用于处理高浓度有机废 料，但能耗较高。
柱式反应器
适用于处理低浓度有机废 料，但占地面积大。
固定床反应器
适用于处理中等浓度有机 废料，但维护成本高。
厌氧生物处理的优点和缺点
污水的厌氧生物处理
污水的厌氧生物处理污水的处理是保护环境和保障人类健康的重要工作之一。
在污水处理过程中，厌氧生物处理是一种重要的方法，具有高效、经济和环保等优点。
1. 厌氧生物处理的基本原理厌氧生物处理是指在缺氧或没有氧气存在的条件下，利用厌氧微生物对有机废水进行处理的过程。
其基本原理是通过厌氧微生物的代谢活动，将有机废水中的有机物质转化为沼气和水。
2. 厌氧生物处理的工艺流程厌氧生物处理的工艺流程包括进水处理、反应器设计、微生物菌群培养和沼气收集等步骤。
2.1 进水处理进水处理是指对进入处理系统的废水进行预处理，主要包括除沉淀、除磷和除氮等工艺。
这些工艺的目的是降低进水中的悬浮物、有机物和营养物质的浓度，以减轻后续处理过程的负荷。
2.2 反应器设计反应器设计是厌氧生物处理的关键环节，主要包括反应器类型、体积和混合方式等。
常见的反应器类型有厌氧池、厌氧滤池和厌氧反应器等。
反应器的体积和混合方式的选择取决于处理规模和废水的特性。
2.3 微生物菌群培养微生物菌群培养是指在反应器内培养适宜的厌氧微生物，以促进有机物质的降解和沼气的。
菌群培养需要注意维持适宜的温度、pH值和营养物质等条件，以提高厌氧处理效果。
2.4 沼气收集沼气是厌氧生物处理的产物之一，该过程需要收集和利用沼气。
沼气中主要成分为甲烷和二氧化碳，可以作为能源利用或其他用途，如发电、供暖和热水等。
3. 厌氧生物处理的优势和应用3.1 优势厌氧生物处理具有以下优势：高效：厌氧微生物对有机废水具有较强的降解能力，可以高效处理高浓度有机废水。
经济：厌氧生物处理过程中产生的沼气可以用作能源，降低能源消耗和处理成本。
环保：厌氧生物处理过程中产生的沼气是一种清洁能源，减少了温室气体排放。
3.2 应用厌氧生物处理广泛应用于各类生活污水、工业废水和农业废水等领域。
在城市污水处理厂和工业废水处理厂中，厌氧生物处理已成为常见的处理技术。
4. 厌氧生物处理的挑战和发展趋势4.1 挑战厌氧生物处理面临以下挑战：技术难题：厌氧生物处理的反应器设计和微生物菌群培养等环节仍存在一定的技术难题，需要进一步研究和探索。
《污水厌氧生物处理》课件
详细描述
完全混合式厌氧反应器是一种稳定、高效的污水处理工艺，适用于各种有机废水的处理。该工艺通过完全混合的 方式，使废水与厌氧污泥充分接触，提高了有机物的降解效率。同时，该工艺具有较好的抗冲击负荷能力，能够 稳定运行。
两相厌氧消化工艺
总结词
提高产气量、降低酸化风险
VS
详细描述
两相厌氧消化工艺通过将产酸和产甲烷过 程分开进行，提高了产气量和降低了酸化 风险。该工艺通过优化反应条件，促进了 厌氧微生物的生长和代谢，提高了有机物 的去除效率。同时，该工艺还能够有效降 低废水中的有毒物质对微生物的影响。
03
例如，采用高效厌氧反应器、温度控制、pH调节等手段，可以显著提高厌氧生 物处理的效率，降低能耗和运营成本。
开发高效厌氧反应器与新型厌氧工艺
随着科技的不断进步，新型的厌氧反应器和工艺不断涌现，以满足不同 类型和规模的污水处理需求。
新型厌氧反应器如升流式厌氧污泥床（UASB）、膨胀颗粒污泥床（ EGSB）和内循环（IC）反应器等，具有更高的有机负荷率和更好的污水
联合应用还可以实现能源回收和资源化利用， 为可持续性发展提供有力支持。
厌氧生物处理技术的环境影响与可持续性发展
在追求高效率、高稳定性的同时，厌氧生物处理技术 的环境影响和可持续性发展也是研究的重要方向。
研究者们致力于减少厌氧生物处理过程中的温室气体 排放、降低能耗和资源消耗、提高能源回收率等方面
的工作。
处理效果。
新型厌氧工艺如上流式厌氧滤池（AF）、水解酸化-好氧处理工艺等，能 够更好地适应不同水质和环境条件，提高污水处理效果和能源回收率。
厌氧生物处理与其他生物处理技术的联合应用
为了更好地满足污水处理的需求，研究者们将 厌氧生物处理与其他生物处理技术进行联合应 用，形成多种组合工艺。
完全混合式厌氧反应器是一种稳定、高效的污水处理工艺，适用于各种有机废水的处理。该工艺通过完全混合的 方式，使废水与厌氧污泥充分接触，提高了有机物的降解效率。同时，该工艺具有较好的抗冲击负荷能力，能够 稳定运行。
两相厌氧消化工艺
总结词
提高产气量、降低酸化风险
VS
详细描述
两相厌氧消化工艺通过将产酸和产甲烷过 程分开进行，提高了产气量和降低了酸化 风险。该工艺通过优化反应条件，促进了 厌氧微生物的生长和代谢，提高了有机物 的去除效率。同时，该工艺还能够有效降 低废水中的有毒物质对微生物的影响。
03
例如，采用高效厌氧反应器、温度控制、pH调节等手段，可以显著提高厌氧生 物处理的效率，降低能耗和运营成本。
开发高效厌氧反应器与新型厌氧工艺
随着科技的不断进步，新型的厌氧反应器和工艺不断涌现，以满足不同 类型和规模的污水处理需求。
新型厌氧反应器如升流式厌氧污泥床（UASB）、膨胀颗粒污泥床（ EGSB）和内循环（IC）反应器等，具有更高的有机负荷率和更好的污水
联合应用还可以实现能源回收和资源化利用， 为可持续性发展提供有力支持。
厌氧生物处理技术的环境影响与可持续性发展
在追求高效率、高稳定性的同时，厌氧生物处理技术 的环境影响和可持续性发展也是研究的重要方向。
研究者们致力于减少厌氧生物处理过程中的温室气体 排放、降低能耗和资源消耗、提高能源回收率等方面
的工作。
处理效果。
新型厌氧工艺如上流式厌氧滤池（AF）、水解酸化-好氧处理工艺等，能 够更好地适应不同水质和环境条件，提高污水处理效果和能源回收率。
厌氧生物处理与其他生物处理技术的联合应用
为了更好地满足污水处理的需求，研究者们将 厌氧生物处理与其他生物处理技术进行联合应 用，形成多种组合工艺。
哈尔滨工业大学精品课工程《水质工程学》第六章_污水的自然生物处理
有机氮 Org- N 合 成 解 体
氨化 合成 解体
氨氮 NH3- N
光 合
解 体 藻类 沉淀
合成 N2 固氮作用
细菌
沉淀
反硝化 沉积物
图6-4 氮在稳定塘内的转化与循环过程
氮的转化与转移
a、氨化作用使有机氮生成氨氮进而硝化 b、硝化作用使NH4+-N转化为NO3--N 2NH3+4O2=2HNO3+2H2O+能 c、反硝化作用：NO3—N转化为N2
稳定塘内的食物链网
细菌
原生动物 好氧微生物 藻类
鱼类
水生植物
水禽（鸭、鹅）
图6-2 稳定塘内主要的食物பைடு நூலகம்网
②稳定塘内各种物质的转化
污水 有机碳 C CO2 处理水 分 解 光合作用 无机碳 CO2 HCO3分 解 呼吸作用 CH4 沉 淀 藻类 沉 淀 合成 解体 分解代谢 解体 细菌
不 溶 性 有 机 碳
b、沉水植物——根生长于底泥中，叶、茎全部沉没水中， 仅在开花时，花开在水面上
只能在塘水深较高，有机物负荷低和能有光照的地区生长 其作用同“浮水植物” 沉水植物是鸭、鹅的饲料 常见的有马来眼子莲 c、挺水植物——根生长于底泥中，叶、茎则挺出水面，常 见水葱为深绿色，芦苇是浅绿色，其作用于上述两种植物 相同，但只能生长于浅水中，收割季节需放水 ⑤其它水生植物 放养水禽，建立良好的生态系统，鱼吞食藻类，鸭鹅吞食水草。
齐齐哈尔氧化塘
喀吐穆炼油厂氧化塘
氧化塘出水口水体已由黑臭变为绿色
氧化塘出水口水体已由黑臭变为绿色
（2）稳定塘生态系统
O２ O２ 阳光
风
光合作用 流入污水 可 沉 物 质 藻类 新细胞
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a b 3 n a b 3 Cn H a Ob N d n d H 2O d CH 4 dNH 3 4 2 4 2 8 4 8 n a b 3 d CO2 (6 3) 2 8 4 8
h h0 h3 (h1 h2 ) h3
式中h3为水封后阻力
(6 10)
UASB的设计内容
6、出水系统
每个分离器分别设三角堰出水
7、排泥系统
均匀排泥 10m2一个排泥口
总结：UASB的设计内容
1、容积计算：
采用容积负荷计算
5、水封高度 6、出水系统化三阶段理论；厌氧消化影响因素；
1、Bryant厌氧消化三阶段理论
水解发酵阶段
产氢产乙酸阶段
产甲烷阶段
4 H 2 CO2 CH 4 H 2O 2CH 3COOH 2CH 4 2CO2
2、厌氧生物处理中微生物之间关系
不产甲烷菌与产甲烷菌相互依存、相互制约
1）不产甲烷菌为产甲烷菌提供基质；
2）不产甲烷菌为产甲烷菌提供适宜的厌氧环境、 清除有毒物；
3）产甲烷菌为不产甲烷菌解除反馈抑制； 4）产甲烷菌的生物调节作用：
调节pH、调节营养
3、厌氧消化的影响因素
1）温度——中温35±1℃，高温55±1℃
2）有机负荷(S)
3）混合搅拌 4）营养配比——
回流缝设计 气液分离设计
三相分离器设计
回流缝设计
回流缝上混合液升流速v1＜2m/h； 颗粒污泥：v1 ＜ v2 ＜ 2m/h 絮状污泥：v1 ＜ v2 ＜ 1m/h
三相分离器设计
气液分离设计
上下两层三角形集气罩应重叠，重叠水平距 离越大越好，重叠量b为100~200mm
5、水封高度
二、厌氧接触法工艺设计
2、沉淀设计 沉淀前污泥应脱气
1）脱气方法——
真空脱气装置——真空度4900Pa 搅拌脱气、 向上流斜板脱气 普通沉淀池，
2）沉淀池设计
表面负荷q=0.5~1.0m3/(m2· h) 固体通量：2~4kgSS/(m2· h)
3、沼气产量计算
1）伯兹伟尔－莫拉公式
构造特点：
工艺特点：
UASB的设计
UASB的设计内容
1、容积计算：
采用容积负荷率计算
V Q S0 NV (6 2)
2、面积与高度
面积采用表面负荷（或上升流速）计算
A Q Q v q (6 8)
反应区高度：
H V A (6 9)
UASB的设计内容
3、进水系统
高温
例题6-1 产气量计算例题
计算丙酸=1kg，标准状态（0℃，1atm）下厌 氧处理后产生沼气体积 解题思路：
1）列出丙酸厌氧分解方程式：
CH 3CH 2COOH 0.5H 2O 1.75CH 4 1.25CO2
2）计算1kg丙酸的产甲烷mol数和CO2mol数 3）计算标准状态下产气体积
二、厌氧接触法工艺设计
4、污泥产量计算
X Q(S0 Se ) Y (6 4)
Y=0.04~0.15gVSS/gCOD 由于内源呼吸作用小，可忽略不计
内源呼吸系数b=0.02~0.04mgVSS/（mgVSS· d）
二、厌氧接触法工艺设计
5、热量计算
污水加热到设计温度需要热量QH
5、沼气利用
沼气的成分
主要成分：CH4、CO2 其它成分：H2S、H2O、CO、H2、N2
沼气利用途径
燃料：1m3沼气≈ 1kg煤≈ 0.7L汽油
燃烧值：35000～40000kJ/m3
发电 化工原料
§6－1 厌氧处理概述
1、Bryant厌氧消化三阶段理论
2、厌氧生物处理中微生物之间关系
采用底部均匀配水 出水孔口流速2m/s
4、三相分离器设计
三个功能：
气液分离、固液分离、污泥回流。
三相分离器类型：
三相分离器设计内容
沉淀区设计
颗粒污泥：表面负荷q=1~2m3 /(m3 · h) 絮状污泥：表面负荷q=0.4~0.8m3/（m2· h） 沉淀区水深h＞1.0m HRT=1~1.5h 集气罩斜面坡度=55~60°
S
SV V
(6 1)
CODBD:N:P=350~1000:5:1 C/N ↑ ↑ ,N ↓， pH↓， 缓冲差 C/N ↓ ,N ↑ ， pH ↑, NH3过高易中毒
5） pH与碱度——pH＝6.5～7.8，碱度＝2g/L
6）氧化还原电位：产甲烷环境小于-0.3v
7）毒物浓度（参教材p505，表21－4）
1、接触池容积V计算
用容积负荷计算 设计参数：
Q S0 V NV
(6 2)
有机物容积负荷Nv取2~6kg COD/(m3· d) 有机物污泥负荷Ns（F/M)=0.3~0.5kg COD/(kgMLSS· d) MLVSS=3~6mg/L 回流比R=2~4 SVI=70~150mL/g 温度＞20℃
（上式中d＝0时，为不含氮有机物产气量计算式）
2）COD估算产气量
1kgCOD约产甲烷(CH4) 0.35 m3 中温：
3）挥发性有机负荷估算产气量
有机负荷：0.6～1.5kg/(m3 · ，产气量：1～1.3 m3 /(m3 · d) d)
有机负荷：2.0～2.8kg/(m3 · ，产气量：3～4 m3 /(m3 · d) d)
QH
QC (t2 t1 )
(6 5)
补偿池体的散热量,即保温热量QD
QD
AS K (t3 t2 )
(6 6)
加热保温需要的总热量QT
QT QH QD
(6 7)
§6－3 上流式厌氧污泥床 ——UASB
基本构造：
进水分配系统——功能，均匀配水、搅拌作用； 反应区——生物污泥，有机物代谢区； 三相分离器——气、固、液分离装置，功能 出水系统——排除上清液，要求出水均匀， 排泥系统——排除剩余污泥 具有三相分离装置，无搅拌装置， 无堵塞。 SRT长，HRT小，容积负荷率大，运行稳定。 颗粒污泥，沉淀好。
3、厌氧消化的影响因素 4、厌氧生物处理工艺的发展 5、沼气利用 6、厌氧工艺应用与特点（自学）
重点：
厌氧消化三阶段理论；厌氧消化影响因素；
§6－2 厌氧接触法
一、工艺流程
二、厌氧接触法工艺设计
1、接触池容积V计算 2、沉淀设计
3、沼气产量计算
4、污泥产量计算 5、热量计算
二、厌氧接触法工艺设计
采用表面负荷（或上 升流速计算） 采用底部均匀配水 出水孔口流速2m/s
每个分离器分别设三 角堰出水 均匀排泥 10m2一个排泥口
7、排泥系统
3、进水系统
4、三相分离器设计
§6－4污水厌氧生物处理的后续处理
处理目标：
1、进一步去除有机物和悬浮物； 2、去除氮磷； 3、去除微生物
（Ⅱ）第6章
第六章 厌氧生物处理
§6－1 厌氧处理概述 §6－2 厌氧接触法 §6－3 上流式厌氧污泥床 §6－4污水厌氧生物处理的后续处理
§6－1 厌氧处理概述
1、Bryant厌氧消化三阶段理论
2、厌氧生物处理中微生物之间关系
3、厌氧消化的影响因素 4、厌氧生物处理工艺的发展 5、沼气利用 6、厌氧工艺应用与特点（自学）
2）有机负荷(S)
S ↑， pH↓ ，产气量↓ 有机容积负荷率：
厌氧容积负荷是好氧的10倍以上
有机污泥负荷率：
0.5~1.0kgBOD/(kgMLVSS· d) 产酸阶段有机负荷率为5~60kgCOD/（m3· d）
4、厌氧生物处理工艺的发展
a普通消化池 b厌氧接触工艺 C上流式厌氧生物滤池 d上流式厌氧污泥床 e厌氧膨胀床 f厌氧转盘 g厌氧折流反应器 h两相厌氧系统
后处理工艺
h h0 h3 (h1 h2 ) h3
式中h3为水封后阻力
(6 10)
UASB的设计内容
6、出水系统
每个分离器分别设三角堰出水
7、排泥系统
均匀排泥 10m2一个排泥口
总结：UASB的设计内容
1、容积计算：
采用容积负荷计算
5、水封高度 6、出水系统化三阶段理论；厌氧消化影响因素；
1、Bryant厌氧消化三阶段理论
水解发酵阶段
产氢产乙酸阶段
产甲烷阶段
4 H 2 CO2 CH 4 H 2O 2CH 3COOH 2CH 4 2CO2
2、厌氧生物处理中微生物之间关系
不产甲烷菌与产甲烷菌相互依存、相互制约
1）不产甲烷菌为产甲烷菌提供基质；
2）不产甲烷菌为产甲烷菌提供适宜的厌氧环境、 清除有毒物；
3）产甲烷菌为不产甲烷菌解除反馈抑制； 4）产甲烷菌的生物调节作用：
调节pH、调节营养
3、厌氧消化的影响因素
1）温度——中温35±1℃，高温55±1℃
2）有机负荷(S)
3）混合搅拌 4）营养配比——
回流缝设计 气液分离设计
三相分离器设计
回流缝设计
回流缝上混合液升流速v1＜2m/h； 颗粒污泥：v1 ＜ v2 ＜ 2m/h 絮状污泥：v1 ＜ v2 ＜ 1m/h
三相分离器设计
气液分离设计
上下两层三角形集气罩应重叠，重叠水平距 离越大越好，重叠量b为100~200mm
5、水封高度
二、厌氧接触法工艺设计
2、沉淀设计 沉淀前污泥应脱气
1）脱气方法——
真空脱气装置——真空度4900Pa 搅拌脱气、 向上流斜板脱气 普通沉淀池，
2）沉淀池设计
表面负荷q=0.5~1.0m3/(m2· h) 固体通量：2~4kgSS/(m2· h)
3、沼气产量计算
1）伯兹伟尔－莫拉公式
构造特点：
工艺特点：
UASB的设计
UASB的设计内容
1、容积计算：
采用容积负荷率计算
V Q S0 NV (6 2)
2、面积与高度
面积采用表面负荷（或上升流速）计算
A Q Q v q (6 8)
反应区高度：
H V A (6 9)
UASB的设计内容
3、进水系统
高温
例题6-1 产气量计算例题
计算丙酸=1kg，标准状态（0℃，1atm）下厌 氧处理后产生沼气体积 解题思路：
1）列出丙酸厌氧分解方程式：
CH 3CH 2COOH 0.5H 2O 1.75CH 4 1.25CO2
2）计算1kg丙酸的产甲烷mol数和CO2mol数 3）计算标准状态下产气体积
二、厌氧接触法工艺设计
4、污泥产量计算
X Q(S0 Se ) Y (6 4)
Y=0.04~0.15gVSS/gCOD 由于内源呼吸作用小，可忽略不计
内源呼吸系数b=0.02~0.04mgVSS/（mgVSS· d）
二、厌氧接触法工艺设计
5、热量计算
污水加热到设计温度需要热量QH
5、沼气利用
沼气的成分
主要成分：CH4、CO2 其它成分：H2S、H2O、CO、H2、N2
沼气利用途径
燃料：1m3沼气≈ 1kg煤≈ 0.7L汽油
燃烧值：35000～40000kJ/m3
发电 化工原料
§6－1 厌氧处理概述
1、Bryant厌氧消化三阶段理论
2、厌氧生物处理中微生物之间关系
采用底部均匀配水 出水孔口流速2m/s
4、三相分离器设计
三个功能：
气液分离、固液分离、污泥回流。
三相分离器类型：
三相分离器设计内容
沉淀区设计
颗粒污泥：表面负荷q=1~2m3 /(m3 · h) 絮状污泥：表面负荷q=0.4~0.8m3/（m2· h） 沉淀区水深h＞1.0m HRT=1~1.5h 集气罩斜面坡度=55~60°
S
SV V
(6 1)
CODBD:N:P=350~1000:5:1 C/N ↑ ↑ ,N ↓， pH↓， 缓冲差 C/N ↓ ,N ↑ ， pH ↑, NH3过高易中毒
5） pH与碱度——pH＝6.5～7.8，碱度＝2g/L
6）氧化还原电位：产甲烷环境小于-0.3v
7）毒物浓度（参教材p505，表21－4）
1、接触池容积V计算
用容积负荷计算 设计参数：
Q S0 V NV
(6 2)
有机物容积负荷Nv取2~6kg COD/(m3· d) 有机物污泥负荷Ns（F/M)=0.3~0.5kg COD/(kgMLSS· d) MLVSS=3~6mg/L 回流比R=2~4 SVI=70~150mL/g 温度＞20℃
（上式中d＝0时，为不含氮有机物产气量计算式）
2）COD估算产气量
1kgCOD约产甲烷(CH4) 0.35 m3 中温：
3）挥发性有机负荷估算产气量
有机负荷：0.6～1.5kg/(m3 · ，产气量：1～1.3 m3 /(m3 · d) d)
有机负荷：2.0～2.8kg/(m3 · ，产气量：3～4 m3 /(m3 · d) d)
QH
QC (t2 t1 )
(6 5)
补偿池体的散热量,即保温热量QD
QD
AS K (t3 t2 )
(6 6)
加热保温需要的总热量QT
QT QH QD
(6 7)
§6－3 上流式厌氧污泥床 ——UASB
基本构造：
进水分配系统——功能，均匀配水、搅拌作用； 反应区——生物污泥，有机物代谢区； 三相分离器——气、固、液分离装置，功能 出水系统——排除上清液，要求出水均匀， 排泥系统——排除剩余污泥 具有三相分离装置，无搅拌装置， 无堵塞。 SRT长，HRT小，容积负荷率大，运行稳定。 颗粒污泥，沉淀好。
3、厌氧消化的影响因素 4、厌氧生物处理工艺的发展 5、沼气利用 6、厌氧工艺应用与特点（自学）
重点：
厌氧消化三阶段理论；厌氧消化影响因素；
§6－2 厌氧接触法
一、工艺流程
二、厌氧接触法工艺设计
1、接触池容积V计算 2、沉淀设计
3、沼气产量计算
4、污泥产量计算 5、热量计算
二、厌氧接触法工艺设计
采用表面负荷（或上 升流速计算） 采用底部均匀配水 出水孔口流速2m/s
每个分离器分别设三 角堰出水 均匀排泥 10m2一个排泥口
7、排泥系统
3、进水系统
4、三相分离器设计
§6－4污水厌氧生物处理的后续处理
处理目标：
1、进一步去除有机物和悬浮物； 2、去除氮磷； 3、去除微生物
（Ⅱ）第6章
第六章 厌氧生物处理
§6－1 厌氧处理概述 §6－2 厌氧接触法 §6－3 上流式厌氧污泥床 §6－4污水厌氧生物处理的后续处理
§6－1 厌氧处理概述
1、Bryant厌氧消化三阶段理论
2、厌氧生物处理中微生物之间关系
3、厌氧消化的影响因素 4、厌氧生物处理工艺的发展 5、沼气利用 6、厌氧工艺应用与特点（自学）
2）有机负荷(S)
S ↑， pH↓ ，产气量↓ 有机容积负荷率：
厌氧容积负荷是好氧的10倍以上
有机污泥负荷率：
0.5~1.0kgBOD/(kgMLVSS· d) 产酸阶段有机负荷率为5~60kgCOD/（m3· d）
4、厌氧生物处理工艺的发展
a普通消化池 b厌氧接触工艺 C上流式厌氧生物滤池 d上流式厌氧污泥床 e厌氧膨胀床 f厌氧转盘 g厌氧折流反应器 h两相厌氧系统
后处理工艺