【环境课件】第六章污泥、污水厌氧生物处理
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第六章厌氧生物处理
（1）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； 耐冲击能力强
（2）消化池的容积负荷较普通消化池高，中温消化时， 容积负荷较普通消化池高
一般为2～5kgCOD/(m3· d)， 水力停留时间 （3）水力停留时间比普通消化池大大缩短，如常温下， 大大缩短 普通消化池为15～30天，而接触法小于10天； （4）不仅可以处理溶解性有机污水，也可以用于处理 可以处理溶解性
物的分解作用，池底
部容积主要用于贮存 和浓缩污泥。 特点：消化速率低， 消化时间长，适用于
小型装臵。
单级浮动盖式消化池： 不设搅拌装臵，有分 层，顶部为浮渣层，
中间是清液和起厌氧
分解的活性层，底部 为熟污泥。 功能：挥发性有机物 的消化、熟污泥的浓
缩和贮存。
特点：能提供1/3的 贮存体积。
（2）二级消化工艺
UASB 反应器 EGSB反应器 厌氧塘
完全混合型 厌氧滤池 流化床-复合床
工业上应用的UASB装置
厌氧生物处理的运行管理（UASB）
UASB反应器良好运行的三个重要前提是：
1）反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥； 2）由产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作 用； 3）设计合理的三相分离器，这使沉淀性能良好的污泥能 保留在反应器内。
升流式厌氧污泥床反应器的特点是：（1）反应器内污 泥浓度高，一般平均污泥浓度为30～40g/L，高的可达60～ 80g/L ；（2）有机负荷高，水力停留时间短，中温消化， COD容积负荷一般为10～20kgCOD/(m3· d)；（3）反应器内设 三相分离器，被沉淀区分离的污泥能自动回流到反应区，一
颗粒污泥来源：①原有的UASB反应器；②购买
（2）消化池的容积负荷较普通消化池高，中温消化时， 容积负荷较普通消化池高
一般为2～5kgCOD/(m3· d)， 水力停留时间 （3）水力停留时间比普通消化池大大缩短，如常温下， 大大缩短 普通消化池为15～30天，而接触法小于10天； （4）不仅可以处理溶解性有机污水，也可以用于处理 可以处理溶解性
物的分解作用，池底
部容积主要用于贮存 和浓缩污泥。 特点：消化速率低， 消化时间长，适用于
小型装臵。
单级浮动盖式消化池： 不设搅拌装臵，有分 层，顶部为浮渣层，
中间是清液和起厌氧
分解的活性层，底部 为熟污泥。 功能：挥发性有机物 的消化、熟污泥的浓
缩和贮存。
特点：能提供1/3的 贮存体积。
（2）二级消化工艺
UASB 反应器 EGSB反应器 厌氧塘
完全混合型 厌氧滤池 流化床-复合床
工业上应用的UASB装置
厌氧生物处理的运行管理（UASB）
UASB反应器良好运行的三个重要前提是：
1）反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥； 2）由产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作 用； 3）设计合理的三相分离器，这使沉淀性能良好的污泥能 保留在反应器内。
升流式厌氧污泥床反应器的特点是：（1）反应器内污 泥浓度高，一般平均污泥浓度为30～40g/L，高的可达60～ 80g/L ；（2）有机负荷高，水力停留时间短，中温消化， COD容积负荷一般为10～20kgCOD/(m3· d)；（3）反应器内设 三相分离器，被沉淀区分离的污泥能自动回流到反应区，一
颗粒污泥来源：①原有的UASB反应器；②购买
[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 ）
污水处理常规工艺 厌氧生物处理PPT课件
当有机负荷率适中， 最佳状态 pH在7~7.5 当有机负荷率较低，稳定但低效pH>7.5
第16页/共82页
消化池的设计
• 消化池的有效容积V 根据投配率或有机物负荷设计 V=Wi/P V消化池的有效容积 Wi湿污泥投入量 P污泥投配率，％中温6～8％、高温10～16％
• 按有机物负荷设计更合理
V=BOD*Q/q Q为流量 q为BOD容积负荷，中温1.6～6.5kg/m3*d
厌氧消化微生物进行酸化转化的能力强，速率快，对环境条件的适应能力也强；而 进行气化转化的能力相对较弱，速率也较慢，对环境的适应能力也较脆弱。这种 前强后弱的特征使两个转化速率保持稳定平衡颇为困难，形成了三种发酵状态。
当有机物负荷率很高，酸性发酵状态，是一种低效而又不稳定的发酵状态，应尽量 避免。pH<7
生化阶段 物态变化 生化过程
菌群
Ⅰ
表1 有机Ⅱ物厌氧消化过程 Ⅲ
液化（水解） 酸化（1）
酸化（2）
气化
大分子不溶态 有机物转化为 小分子溶解态
有机物
小分子溶解态 有机物转化为 （H2+CO2）及 I、II两类产物
II类产物转化 为（H2+CO2）
及乙酸等
CH4、CO2等
发酵细菌
产氢产乙酸细 菌
甲烷细菌
第13页/共82页
（3）pH和酸碱度 甲烷细菌对pH的要求很严格 产酸菌要求环境介质pH在4.5～ 8。 产甲烷菌要求在中性附近。在 6.8～7.8较适宜。
适宜范围6.8-7.2,保持20003000mg/L碱度以提供足够的缓 冲能力。 实测值应在7.2-7.4之间。
（4）毒物 重 金 属 、 其 他 对 厌 氧 过 程 起第抑14制页/共82页
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消化池的设计
• 消化池的有效容积V 根据投配率或有机物负荷设计 V=Wi/P V消化池的有效容积 Wi湿污泥投入量 P污泥投配率，％中温6～8％、高温10～16％
• 按有机物负荷设计更合理
V=BOD*Q/q Q为流量 q为BOD容积负荷，中温1.6～6.5kg/m3*d
厌氧消化微生物进行酸化转化的能力强，速率快，对环境条件的适应能力也强；而 进行气化转化的能力相对较弱，速率也较慢，对环境的适应能力也较脆弱。这种 前强后弱的特征使两个转化速率保持稳定平衡颇为困难，形成了三种发酵状态。
当有机物负荷率很高，酸性发酵状态，是一种低效而又不稳定的发酵状态，应尽量 避免。pH<7
生化阶段 物态变化 生化过程
菌群
Ⅰ
表1 有机Ⅱ物厌氧消化过程 Ⅲ
液化（水解） 酸化（1）
酸化（2）
气化
大分子不溶态 有机物转化为 小分子溶解态
有机物
小分子溶解态 有机物转化为 （H2+CO2）及 I、II两类产物
II类产物转化 为（H2+CO2）
及乙酸等
CH4、CO2等
发酵细菌
产氢产乙酸细 菌
甲烷细菌
第13页/共82页
（3）pH和酸碱度 甲烷细菌对pH的要求很严格 产酸菌要求环境介质pH在4.5～ 8。 产甲烷菌要求在中性附近。在 6.8～7.8较适宜。
适宜范围6.8-7.2,保持20003000mg/L碱度以提供足够的缓 冲能力。 实测值应在7.2-7.4之间。
（4）毒物 重 金 属 、 其 他 对 厌 氧 过 程 起第抑14制页/共82页
污水的厌氧生物处理PPT学习教案
第4页/共40页
1 厌氧生物处理的基本原理
（2）厌氧消化过程
有机物要经过水解，产酸等多种不同的微生物降解过程，最终由产甲 烷细菌作用而生成甲烷和二氧化碳。
① 厌氧消化的两阶段理论： 酸性发酵阶段：消化液的pH迅速下降，转化产物中有机酸和醇是主体 甲烷发酵阶段：产生消化气，主体是CH4
酸性发酵阶段
第5页/共40页
H HCO3 H2CO3 H NH3 NH4
第9页/共40页
1 厌氧生物处理的基本原理
2. 厌氧消化的影响因素
（3）氧化还原电位（ORP）
按降解机理分段 ：
氧化还原电位是指一个体系中氧化剂和还原剂的相对强度，表示溶 液的氧化或还原反应的能力，以伏特或毫伏来计量。
甲烷菌对氧化还原电位的要求一般为-330mV以下，但这个氧化还原 电位通常是指常温条件的数值。可用于常温或中温反应器的设计与运 行管理指标。但是在高温反应器中适宜的氧化还原电位要低得多，一 般应低于-500mV。
有机物负荷 (kg/m3∙d） 产 气 量 （ m 3 / m 3 ∙d ）
（1）温度
根据甲烷菌对于温度的适应性，
可分为中温甲烷菌和高温甲烷菌两
8
有机负荷
4
类。中温处理一般为33-36℃，高 温处理为50-55℃。两区之间的温
产气量 6
3
度，反应速度反而减退。
4
2
工程上的厌氧反应器有常温、中
温、高温三种方式，分别称为常温
第16页/共40页
2 污水的厌氧生物处理方法
1. 化粪池
化粪池用于处理来自厕所的粪便污水。广泛用于不设污水厂按的降合解流机制理排分水段系 统。例如，郊区的别墅式建筑。居民区和办公楼也常设化粪池。：
1 厌氧生物处理的基本原理
（2）厌氧消化过程
有机物要经过水解，产酸等多种不同的微生物降解过程，最终由产甲 烷细菌作用而生成甲烷和二氧化碳。
① 厌氧消化的两阶段理论： 酸性发酵阶段：消化液的pH迅速下降，转化产物中有机酸和醇是主体 甲烷发酵阶段：产生消化气，主体是CH4
酸性发酵阶段
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H HCO3 H2CO3 H NH3 NH4
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1 厌氧生物处理的基本原理
2. 厌氧消化的影响因素
（3）氧化还原电位（ORP）
按降解机理分段 ：
氧化还原电位是指一个体系中氧化剂和还原剂的相对强度，表示溶 液的氧化或还原反应的能力，以伏特或毫伏来计量。
甲烷菌对氧化还原电位的要求一般为-330mV以下，但这个氧化还原 电位通常是指常温条件的数值。可用于常温或中温反应器的设计与运 行管理指标。但是在高温反应器中适宜的氧化还原电位要低得多，一 般应低于-500mV。
有机物负荷 (kg/m3∙d） 产 气 量 （ m 3 / m 3 ∙d ）
（1）温度
根据甲烷菌对于温度的适应性，
可分为中温甲烷菌和高温甲烷菌两
8
有机负荷
4
类。中温处理一般为33-36℃，高 温处理为50-55℃。两区之间的温
产气量 6
3
度，反应速度反而减退。
4
2
工程上的厌氧反应器有常温、中
温、高温三种方式，分别称为常温
第16页/共40页
2 污水的厌氧生物处理方法
1. 化粪池
化粪池用于处理来自厕所的粪便污水。广泛用于不设污水厂按的降合解流机制理排分水段系 统。例如，郊区的别墅式建筑。居民区和办公楼也常设化粪池。：
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。
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
污水处理厌氧生物处理方法课件
学习交流PPT
17
2) 厌氧生物处理机理
• 上述3个阶段，以产甲烷阶段的反应速度最慢，为厌氧 消化的限制阶段。与好氧氧化相比，厌氧生物处理产生 的污泥量远少于好氧氧化。
• 有的研究人员将厌氧过程分为四个阶段:水解、酸化、酸 性减退(由于产生中间产物氨,中和了酸)、产甲烷阶段。
• 参与厌氧反应的细菌，酸化阶段的统称产酸或酸化细菌， 几乎包括所有的兼性细菌；甲烷化阶段的统称甲烷细菌， 已经证实的已有80多种
学习交流PPT
18
二、厌氧生物处理原理
厌氧生物处理的方法基本功能有二：
（1）酸发酵的目的：为进一步进行生物处理提供易 生物降解的基质；
（2）甲烷发酵的目的：进一步降解有机物和生产气 体燃料。
* 完全的厌氧生物处理工艺-----因兼有降解有
机物和生产气体燃料的双重功能，因而得到 了广泛的发展和应用。
将累积而使pH值下降、破坏产甲烷阶段的正常进行，严重时产
甲烷作用停顿，系统失败，并难以调整复苏。
➢有机负荷过高，则过高的水力负荷还会使消化系统中污泥的流
失速率大于增长速率而降低消化效率。
➢若有机负荷过低，物料产气率或有机物去除率虽可提高，但容
积产气率降低，反应器容积将增大，使消化设备利用效率降低，
投资和运行费用提高。
学习交流PPT
25
三、厌氧消化的影响因素与控制要求
2、酸碱度、pH值
pH值条件首先使产氢产乙酸作用和产甲烷作用受抑制，
使产酸过程所形成的有机酸不能被正常地代谢降解，
从而使整个消化过程的各阶段间的协调平衡丧失。
若pH值降到5以下，对产甲烷菌毒性较大，同时产酸
作用本身也受抑制，整个厌氧消化过程即停滞。即使
废水厌氧生物处理(参考)ppt课件
五、分段厌氧处理法 根据基本原理，可二段厌氧处理（水解酸化段+甲烷化段） 设备无定式。要根据具体水质、试验而定
特点 优点
• • • •
运行稳定可靠（效果好，故障少） 能承受PH、温度、毒物等冲击 有机负荷率高 产气率高（有利于沼气利用）
缺点
复杂，设备多
第三节
内容
厌氧生物处理法的设计
• • • •
三、 厌氧接触法（SS高的污水）
本质是厌氧活性污泥，但：
（1）只搅拌不曝气（机械或泵循环） （2）真空脱气（产物中气体很多）
适用：SS高之废水（肉类加工废水） 特点：MLSS很高12~15g/L
四、上流式厌氧污泥床反应器（UASB）
底部污泥层MLSS达60~80g/L， 高活性，在此完成产甲烷化阶 段（生成CH4和CO2等） 悬浮污泥层：靠污泥层出气悬 浮 三相分离器：污泥滑下，水溶 出，气释放 特点：负荷率高，10~20kg COD/m3d（30℃水温）耐冲击 负荷，PH、温度适应能力强
第四节
厌氧与好氧技术的联合应用
对于难处理废水（如印染、化工废水等），联合处理 可得到很好的效果。对印染、纺织行业废水尤为成功。
例如
A/O法，可脱N、P
A/A/O法：厌—缺—好氧法 倒置A/A/O法：缺—厌—好氧法
去除BOD同时去除N，P
谢
谢
流程和设备的选择 反应器和构筑物的构造、容积 需热量的计算 搅拌设备计算
一、设备选择：
工艺和设备的选择 消化温度的确定 单级或多级
二、厌氧反应器的设计
总起来说：厌氧反应速率<好氧 甲烷化速率<酸化 但过程是混合进行的 （单一反应器）可以 将反应器系统看作一 个系统