厌氧生物处理工艺运行管理
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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70~90%；
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 1~4×1012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；
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。
（三）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0.1~2 mm，最大可达3~5 mm；
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
沼气利用 阻火器
进水
闸门井
格栅
气柜
水封
计量表
气水分离
一泵房
转鼓 过滤机
调节池
二泵房
UASB
排入 下水道
污泥利用
污泥 脱水机
污泥 浓缩池
碳降解 无溶解氧 常温-中温-高温 适应范围较窄 200:5:1 CH4 、H2O、 CO2
较高 较低、回收能源
二、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 Wageningen 农 业 大 学 ， Lettinga教授
（二）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。
污泥泵
北京啤酒厂废水处理工艺流程图
UASB反应器中的沼气系统——沼气柜
4、其它
(1）出水系统：其作用是把沉淀区表层处 理过的水均匀地加以收集，排出反应器。
(2）浮渣清除系统：其功能是清除沉淀区 液面和气室表面的浮渣，根据需要设置。
(3）排泥系统：其功能是均匀地排除反应 区的剩余污泥。
(4）加热和保温； (5）防腐等
一、厌氧生物处理
（一）概念：厌氧生物处理是在无氧的情况下， 利用兼性菌和厌氧菌，分解有机物的一种生物 处理法。
（二）厌氧生物处理基本原理
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 产乙酸阶段 产甲烷阶段
H2、CO2、有机酸 乙酸、丙酸、丁酸、乳酸和乙醇
国内厌氧反应器的应用（共219个项目）
AF+UASB 1%
AF
UBF
1%
1%
全混 29%
UASB 58%
其它 10%
（一）UASB反应器的工作原理与构造
沼 气
(5)集气罩
(4)出水系统 出 水
(3)三相分离器
悬浮污泥区
(2)反应区 颗粒污泥区
(1)进水配水系统
1、进水配水系统 脉冲式布水 一管多孔式或分枝式配水 一管一孔式配水
C、H、N的比例：C：40~50%、H：7%、N： 10%；
灰分含量受接种污泥、进水水质等的影响，为 8~55%；其中的FeS、Ca2+等对于颗粒的稳定性 有着重要的作用。
中温颗粒污泥
高温颗粒污泥
（四）UASB反应器的工程实例
1、北京啤酒厂
2、驻马店华中制药厂
（五） UASB反应器的投产启动和颗粒污泥的培养
H2、CO2、乙酸 CH4、CO2
（三）厌氧生物处理的主要特征
1、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；
（三）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。
（四）好氧生物降解与厌氧生物降解的比较
微生物种类: 降解速率: 降解途径: 对氧的要求: 温度要求: 环境条件: 营养物质: 最终产物: 基建费用: 运行费用:
好氧生物降解
好氧微生物(较简) 快 碳降解 氨降解
适当的溶解氧 常温
适应范围宽 100:5:1
H2O、CO2 较低 较高
厌氧生物降解
厌氧微生物(复杂) 慢
直接启动：用颗粒污泥接种；
间接启动：用絮状污泥启动，首先需要培养颗粒污泥： ①接种污泥：厌氧消化污泥，好氧活性污泥等；
接种量为6~8kgVSS/m3（反应器有效容积）； ②水力上升流速0.4~1.0m/h，产生水力分级作用，淘汰絮状污泥和分散 的细小污泥； ③第一阶段（启动与污泥活性提高阶段）：污泥负荷应低于 0.1~0.2kgCOD/kgTS.d，有机负荷应小于2kgCOD/m3.d，运行时间约需 1~1.5个月； 第二阶段（颗粒污泥形成阶段）：有机负荷一般控制在 2~5kgCOD/(m3·d)，污泥负荷为0.2~0.4kgCOD/(kgTS·d)，运行时 间约需1~1.5个月； 第三阶段（污泥床形成阶段）：有机负荷大于5 kgCOD/(m3·d)。 ④溶解性COD去除率大于80%时，应及时提高负荷；进水浓度过高时， 可回流或稀释；
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
配水系统
三相分离器
ห้องสมุดไป่ตู้
进水
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
三相分离器的基本构造
颗粒污泥形成初期时的扫描电镜照片（运行第77天）
颗粒污泥基本成熟后的扫描电镜照片（运行第120天）
颗粒污泥成熟后的扫描电镜照片（运行180天）
（六）UASB反应器运行管理
1、进水营养比的控制 2、进水中悬浮固体的控制 3、有毒有害物质 4、温度的控制 5、碱度与挥发酸浓度的控制 6、沼气产量及其组分
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70~90%；
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 1~4×1012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；
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。
（三）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0.1~2 mm，最大可达3~5 mm；
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
沼气利用 阻火器
进水
闸门井
格栅
气柜
水封
计量表
气水分离
一泵房
转鼓 过滤机
调节池
二泵房
UASB
排入 下水道
污泥利用
污泥 脱水机
污泥 浓缩池
碳降解 无溶解氧 常温-中温-高温 适应范围较窄 200:5:1 CH4 、H2O、 CO2
较高 较低、回收能源
二、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 Wageningen 农 业 大 学 ， Lettinga教授
（二）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。
污泥泵
北京啤酒厂废水处理工艺流程图
UASB反应器中的沼气系统——沼气柜
4、其它
(1）出水系统：其作用是把沉淀区表层处 理过的水均匀地加以收集，排出反应器。
(2）浮渣清除系统：其功能是清除沉淀区 液面和气室表面的浮渣，根据需要设置。
(3）排泥系统：其功能是均匀地排除反应 区的剩余污泥。
(4）加热和保温； (5）防腐等
一、厌氧生物处理
（一）概念：厌氧生物处理是在无氧的情况下， 利用兼性菌和厌氧菌，分解有机物的一种生物 处理法。
（二）厌氧生物处理基本原理
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 产乙酸阶段 产甲烷阶段
H2、CO2、有机酸 乙酸、丙酸、丁酸、乳酸和乙醇
国内厌氧反应器的应用（共219个项目）
AF+UASB 1%
AF
UBF
1%
1%
全混 29%
UASB 58%
其它 10%
（一）UASB反应器的工作原理与构造
沼 气
(5)集气罩
(4)出水系统 出 水
(3)三相分离器
悬浮污泥区
(2)反应区 颗粒污泥区
(1)进水配水系统
1、进水配水系统 脉冲式布水 一管多孔式或分枝式配水 一管一孔式配水
C、H、N的比例：C：40~50%、H：7%、N： 10%；
灰分含量受接种污泥、进水水质等的影响，为 8~55%；其中的FeS、Ca2+等对于颗粒的稳定性 有着重要的作用。
中温颗粒污泥
高温颗粒污泥
（四）UASB反应器的工程实例
1、北京啤酒厂
2、驻马店华中制药厂
（五） UASB反应器的投产启动和颗粒污泥的培养
H2、CO2、乙酸 CH4、CO2
（三）厌氧生物处理的主要特征
1、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；
（三）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。
（四）好氧生物降解与厌氧生物降解的比较
微生物种类: 降解速率: 降解途径: 对氧的要求: 温度要求: 环境条件: 营养物质: 最终产物: 基建费用: 运行费用:
好氧生物降解
好氧微生物(较简) 快 碳降解 氨降解
适当的溶解氧 常温
适应范围宽 100:5:1
H2O、CO2 较低 较高
厌氧生物降解
厌氧微生物(复杂) 慢
直接启动：用颗粒污泥接种；
间接启动：用絮状污泥启动，首先需要培养颗粒污泥： ①接种污泥：厌氧消化污泥，好氧活性污泥等；
接种量为6~8kgVSS/m3（反应器有效容积）； ②水力上升流速0.4~1.0m/h，产生水力分级作用，淘汰絮状污泥和分散 的细小污泥； ③第一阶段（启动与污泥活性提高阶段）：污泥负荷应低于 0.1~0.2kgCOD/kgTS.d，有机负荷应小于2kgCOD/m3.d，运行时间约需 1~1.5个月； 第二阶段（颗粒污泥形成阶段）：有机负荷一般控制在 2~5kgCOD/(m3·d)，污泥负荷为0.2~0.4kgCOD/(kgTS·d)，运行时 间约需1~1.5个月； 第三阶段（污泥床形成阶段）：有机负荷大于5 kgCOD/(m3·d)。 ④溶解性COD去除率大于80%时，应及时提高负荷；进水浓度过高时， 可回流或稀释；
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
配水系统
三相分离器
ห้องสมุดไป่ตู้
进水
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
三相分离器的基本构造
颗粒污泥形成初期时的扫描电镜照片（运行第77天）
颗粒污泥基本成熟后的扫描电镜照片（运行第120天）
颗粒污泥成熟后的扫描电镜照片（运行180天）
（六）UASB反应器运行管理
1、进水营养比的控制 2、进水中悬浮固体的控制 3、有毒有害物质 4、温度的控制 5、碱度与挥发酸浓度的控制 6、沼气产量及其组分