厌氧生物处理第四章

厌氧消化池设计计算例题
某污水处理厂采用中温一级消化 ,需消化干污泥 挥发性固体含量60% 60%， 150t/d, 挥发性固体含量60%，消化池的最小有效 容积宜为( )m3. 容积宜为(
G s 150 × 0 .6 × 1000 3 V = = = 60000 m Ns 1 .5
注：消化池挥发性固体容积负荷取值范围为0.6－1.5 消化池挥发性固体容积负荷取值范围为0.6－ 0.6 .d，既然是求最小有效容积，应取1.5 kgVSS/m3.d，既然是求最小有效容积，应取1.5
第二节
工作原理： 工作原理：
普通消化池
污泥（或污水）间歇投配到消化池内进行厌氧消化。 污泥（或污水）间歇投配到消化池内进行厌氧消化。经消 化的污泥（或污水）分别由消化池底部和上部排出， 化的污泥（或污水）分别由消化池底部和上部排出，进入 后续处理构筑物。产生的沼气由消化池顶部排出， 后续处理构筑物。产生的沼气由消化池顶部排出，进入沼 气罐储存。 气罐储存。 为了使微生物与营养料均匀接触，必须设置搅拌设备， 为了使微生物与营养料均匀接触，必须设置搅拌设备，定 期对混合液进行搅拌。 期对混合液进行搅拌。 进行中温或高温厌氧消化时，需对发酵料液进行加热。 进行中温或高温厌氧消化时，需对发酵料液进行加热。一 般采用间接加热方式。 般采用间接加热方式。 普通消化池的特点是在一个池内实现厌氧发酵反应和三相 分离过程。 分离过程。
厌氧消化池设计计算练习题
某污水处理厂采用中温一级消化 ,需消化 干污泥180t/d, 挥发性固体含量60% 60%， 干污泥180t/d, 挥发性固体含量60%，固体 容积负荷为0.9kgVSS/m .d,消化池的有效容 容积负荷为0.9kgVSS/m3.d,消化池的有效容 积为( 积为( )m3.
厌氧消化池的设计计算
挥发性固体容积负荷（Ns） 挥发性固体容积负荷（Ns）计算法
Gs 每日要处理的污泥挥发 性固体量 V = = 挥发性固体容积负荷 Ns
V－消化池有效容积，m3； 消化池有效容积， V’－每日要处理的污泥挥发性固体量，kgVSS/d； －每日要处理的污泥挥发性固体量，kgVSS/d； Ns－挥发性固体容积负荷(kgVSS/m .d)，0.6－ Ns－挥发性固体容积负荷(kgVSS/m3.d)，0.6－1.5 挥发性固体容积负荷定义为单位时间单位消化池容积 所承担的挥发性固体（VSS） 所承担的挥发性固体（VSS）污泥量
第二节 普通消化池
厌氧消化池的基本池型： 厌氧消化池的基本池型：
圆柱形 卵形
第二节
消化池的种类： 消化池的种类：
池体外形： 池体外形：
普通消化池
圆柱型：传统池型。 圆柱型：传统池型。 卵型：新型消化池，设计合理，特点突出，建造困难。 卵型：新型消化池，设计合理，特点突出，建造困难。
池体容积： 池体容积：
第一节 概述
长期以来，厌氧生物处理工艺一直以厌氧活性污泥法为主， 长期以来，厌氧生物处理工艺一直以厌氧活性污泥法为主，特 别是在处理污泥和含大量悬浮物的污水时， 别是在处理污泥和含大量悬浮物的污水时，一般均采用厌氧活 性污泥法。 性污泥法。 厌氧活性污泥法经历了较长的发展历程， 厌氧活性污泥法经历了较长的发展历程，从历史悠久的普通厌 氧消化池衍生出厌氧接触工艺、升流式厌氧污泥床（UASB）、 氧消化池衍生出厌氧接触工艺、升流式厌氧污泥床（UASB）、 厌氧挡板式反应器（ABR）等多种处理工艺。 厌氧挡板式反应器（ABR）等多种处理工艺。 由于厌氧微生物处于悬浮生长状态，容易随出水带出反应器。 由于厌氧微生物处于悬浮生长状态，容易随出水带出反应器。 因此，在厌氧活性污泥法处理工艺的研究、设计过程中， 因此，在厌氧活性污泥法处理工艺的研究、设计过程中，把很 大的注意力放在了气、 固三相分离上。所以， 大的注意力放在了气、液、固三相分离上。所以，三相分离器 是厌氧活性污泥法处理工艺的主要工艺特征之一。 是厌氧活性污泥法处理工艺的主要工艺特征之一。
负荷低，水力停留时间（HRT）长。 负荷低，水力停留时间（HRT） 池子容积大。 池子容积大。
能耗大： 能耗大：
加热。 加热。 搅拌。 搅拌。
操作管理复杂： 操作管理复杂：
工艺条件控制要求苛刻。 工艺条件控制要求苛刻。 微生物增殖缓慢。 微生物增殖缓慢。 设备多，隐患大，防火、防爆要求高。 设备多，隐患大，防火、防爆要求高。
第二节
消化池的搅拌： 消化池的搅拌：
沼气搅拌： 沼气搅拌：
普通消化池
沼气压缩机循环沼气进行搅拌，为了强化搅拌效果，可在池内设扩散、 沼气压缩机循环沼气进行搅拌，为了强化搅拌效果，可在池内设扩散、 混流装置。 混流装置。 沼气搅拌效果好ห้องสมุดไป่ตู้可提高沼气产量。 沼气搅拌效果好，可提高沼气产量。 沼气压缩机防爆要求严格，国产设备不过关。 沼气压缩机防爆要求严格，国产设备不过关。 能耗：0.005－ 能耗：0.005－0.008 kW/m3。
小型： 小型：<2500 m3。 中型： 中型：2500~5000 m3。 大型：>5000 m3。 大型：
池顶结构： 池顶结构：
固定盖式：普通池型，防止沼气压力过大损坏顶盖。 固定盖式：普通池型，防止沼气压力过大损坏顶盖。 浮动盖式：沼气压力恒定，水封是关键。 浮动盖式：沼气压力恒定，水封是关键。
厌氧消化技术的发展
两级厌氧消化： 两级厌氧消化：
根据中温消化的运行经验，在消化的前8 根据中温消化的运行经验，在消化的前8天，产生的沼气量占 全部产气量的80%左右，而一般中温消化的水力停留时间为20 全部产气量的80%左右，而一般中温消化的水力停留时间为20 80 天左右，在整个消化过程中， 天左右 ，在整个消化过程中， 为维持产甲烷细菌所需的适宜 温度（33－35℃ 则需耗费大量的热能。因此， 温度 （33 － 35℃） ，则需耗费大量的热能 。因此， 污泥中温 消化常按两级消化进行设计， 消化常按两级消化进行设计， 即在消化池总容积不变的前提 将消化池按容积比例（ 分为两级。 下 ， 将消化池按容积比例（ 一般 2:1 ） 分为两级。 第一级消 化池按普通消化池设计，采用加热和搅拌设备。 化池按普通消化池设计，采用加热和搅拌设备。 第二级消化 池不加热，不搅拌，依靠剩余热量继续消化。 池不加热，不搅拌，依靠剩余热量继续消化。
5.
6.
第二节 普通消化池
普通消化池（ Digester） 普通消化池 （ Conventional Anaerobic Digester ） 常用于污泥和高浓度有机污水处理。 常用于污泥和高浓度有机污水处理。 污泥一般都采用厌氧消化法处理， 即在无氧的条件 污泥一般都采用厌氧消化法处理 ， 由兼性菌及专性厌氧细菌降解有机污染物， 下，由兼性菌及专性厌氧细菌降解有机污染物，分解 的最终产物主要是二氧化碳和以甲烷为主的消化气 沼气） 污泥经厌氧消化得以稳定。 （沼气），污泥经厌氧消化得以稳定。污泥厌氧消化 过程也称为污泥厌氧生物稳定过程。 过程也称为污泥厌氧生物稳定过程。
联合搅拌： 联合搅拌：
循环搅拌与沼气搅拌联合使用，常见搭配方式。 循环搅拌与沼气搅拌联合使用，常见搭配方式。 三种搅拌方式同时使用，保证搅拌效果。 三种搅拌方式同时使用，保证搅拌效果。 能耗高，设备多，维修量大。 能耗高，设备多，维修量大。
第二节
消化池的缺点： 消化池的缺点：
效率低： 效率低：
普通消化池
第二节 普通消化池
厌氧消化池的设计要点： 厌氧消化池的设计要点：
消化池容积: 设消化池容积: 污泥量：初沉池污泥，剩余污泥，含水率，比重 污泥量：初沉池污泥，剩余污泥，含水率， 投配率： 投配率：3－5％ 挥发性固体容积负荷： 挥发性固体容积负荷：0.6－1.5kgVSS/m3.d 投配与排泥：间歇式， 投配与排泥：间歇式，连续式 混合搅拌设备: 泵循环，机械，沼气，联合） 混合搅拌设备:（泵循环，机械，沼气，联合） 加热保温设备： 体外热交换间接加热） 加热保温设备：（体外热交换间接加热） 沼气收集利用设备： 沼气柜，沼气锅炉） 沼气收集利用设备：（沼气柜，沼气锅炉）
厌氧消化池设计计算例题
某污水处理厂采用中温一级消化 ,需消化污泥 消化池的最小有效容积宜为( 5000m3/d, 消化池的最小有效容积宜为( )m3.
V' 5000 × 100 V = × 100 = = 100000 m 3 p 5
注：消化池污泥投配率取值范围为3－5％，既然是求 消化池污泥投配率取值范围为3 ％，既然是求 最小有效容积，投配率应取5％－消化时间20d。 消化时间20d 最小有效容积，投配率应取5％－消化时间20d。
废水与污泥的厌氧生物处理
第四章 废水与污泥的厌氧生物处理工艺
第一节 概述
与好氧生物处理工艺相同， 与好氧生物处理工艺相同，废水与污泥的厌氧生物处理工 艺也可以分为厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法。 艺也可以分为厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法。两种方法 没有根本性的差别，主要差别在于微生物在反应器内的生 没有根本性的差别， 长状态。 长状态。 在厌氧活性污泥法处理工艺中， 在厌氧活性污泥法处理工艺中，微生物悬浮生长在反应器 内的混合液中，外观为絮状污泥。 内的混合液中，外观为絮状污泥。 在厌氧生物膜法处理工艺中， 在厌氧生物膜法处理工艺中，微生物附着生长在人为提供 的填料（载体）表面，外观为膜状覆盖。 的填料（载体）表面，外观为膜状覆盖。
第一节 概述
在反应器内， 在反应器内，充填各种不同类型的供微生物附着生 长的填料（载体） 长的填料（载体）是生物膜法处理工艺的主要工艺 特征之一。 特征之一。 厌氧生物膜法的典型处理工艺： 厌氧生物膜法的典型处理工艺：
厌氧生物滤池（AF） 厌氧生物滤池（AF） 厌氧生物流化床（AFB） 厌氧生物流化床（AFB） 厌氧膨胀颗粒污泥床（AEGSB） 厌氧膨胀颗粒污泥床（AEGSB） 厌氧生物转盘（ARBC） 厌氧生物转盘（ARBC）
第一节 概述
与厌氧活性污泥法相比，厌氧生物膜法具有很多特点： 与厌氧活性污泥法相比，厌氧生物膜法具有很多特点：
1.
由于填料（载体）的比表面积很大， 由于填料（载体）的比表面积很大，单位容积反应器中的微生物量增 大，容积负荷率比普通消化池高2－3倍。 容积负荷率比普通消化池高2
2.
污水通过反应器时，液膜与生物膜处于相对运动状态， 污水通过反应器时，液膜与生物膜处于相对运动状态，强化了相间的 传质效果，去除效率高。 传质效果，去除效率高。
3.
微生物在反应器内固着生长，不易随水流失，泥龄长，出水悬浮物少， 微生物在反应器内固着生长，不易随水流失，泥龄长，出水悬浮物少， 不存在浮渣问题，运转管理方便。 不存在浮渣问题，运转管理方便。
4.
不需设置特别设计的三相分离器，结构简单。 不需设置特别设计的三相分离器，结构简单。 可处理浓度很低的有机污水，适用范围广。 可处理浓度很低的有机污水，适用范围广。 污水中悬浮物含量高，或填料（载体）选择运用不当时，易堵塞。 污水中悬浮物含量高，或填料（载体）选择运用不当时，易堵塞。
厌氧消化池的设计计算
投配率（ 投配率（p）计算法
每日投加新鲜污泥量 V = 污泥投配率
V' = × 100 p
V－消化池有效容积，m3； 消化池有效容积， V’－每日要处理的污泥量，m3/d； －每日要处理的污泥量， /d； 污泥投配率(3 p－污泥投配率(3 – 5％) 污泥投配率的倒数即污泥消化时间（20d－30d） 污泥投配率的倒数即污泥消化时间（20d－30d）
厌氧消化技术的发展
两级厌氧消化： 两级厌氧消化：
两级厌氧消化工艺的主要特点： 两级厌氧消化工艺的主要特点： 1）总容积不增加，且第二级消化池被简化，建设费用 总容积不增加，且第二级消化池被简化， 大幅度降低。 大幅度降低。 第二级消化池不加热，不搅拌， 2）第二级消化池不加热，不搅拌，能耗和运行费用大 幅度降低。 幅度降低。 第二级消化池沼气产量低，可不设沼气收集设施。 3）第二级消化池沼气产量低，可不设沼气收集设施。 4）第二级消化池不搅拌，可兼作污泥后浓缩池。 第二级消化池不搅拌，可兼作污泥后浓缩池。