厌氧生物处理第一章

废水与污泥的厌氧生物处理第一章概述主要参考书：贺延龄，废水的厌氧生物处理，1998郑元景，污水厌氧生物处理，1988王凯军，低浓度污水厌氧－水解处理工艺，1991EditorsR.Chamy,Wastewateranaerobictreatment,1999第一节水污染与废水厌氧生物处理我国水污染情况严重：全国七大水系（长江、黄河、珠江、淮河、海河、辽河、松花江）一半以上的河段污染严重，86％的城市河段水质超标。全国几大湖泊均受到不同程度污染（太湖、巢湖、滇池）。全流域191条支流中，80％的水体呈黑绿色。不少工厂被迫停产，一些地区农作物绝收。1994年7月淮河发生特大污染事故，2亿吨废水注入干流，形成70公里长的污染带，苏皖两省150万人饮水困难，自来水成本增加7倍，3.1万人患肠胃和皮肤病，洪泽湖渔业由于水污染遭受“灭顶之灾”，由水污染引起的纠纷不断，有的甚至酿成流血冲突，成为影响社会稳定的重要因素。第一节水污染与废水厌氧生物处理我国水污染情况严重：全国七大水系（长江、黄河、珠江、淮河、海河、辽河、松花江）一半以上的河段污染严重，86％的城市河段水质超标。全国几大湖泊均受到不同程度污染（太湖、巢湖、滇池）。第一节水污染与废水厌氧生物处理我国废水排放量逐年增加：1994年全国废污水排放总量365亿吨，1999年排放总量增加到606亿吨；其中工业废水占67％，生活污水占33％。按流域片统计，长江片207亿吨，珠江片136亿吨，松辽河片68亿吨，淮河片60亿吨，海河片55亿吨，东南诸河片40亿吨，黄河片27亿吨，内陆河片7亿吨，西南诸河片6亿吨。第一节水污染与废水厌氧生物处理污水生物处理技术大有作为：有机物始终是造成水污染的“罪魁祸首”，它消耗水中的溶解氧，使水体变黑发臭。生物处理法利用微生物生命代谢活动，将污水中有机物分解为简单的无机物，从而达到消除污染的目的。因此，生物处理仍是处理有机废水最经济、有效的方法。第一节水污染与废水厌氧生物处理污水生物处理技术的分类：根据微生物代谢过程中对氧的需求分类：好氧生物法：厌氧生物法：根据微生物生长形态分类：活性污泥法：生物膜法：第一节水污染与废水厌氧生物处理污水处理与综合利用优化体系：污水污水厌氧生物处理生物、物理、化学后处理污水排放沼气：发电、燃料污泥：农肥、土壤改良出水：灌溉、养鱼、杂用氮、磷、硫回收利用第二节厌氧处理技术的优缺点一、选择废水处理方法的重要衡量尺度：对主要污染物有较高的去除率（BOD、SS、T-N、T-P、致病菌）工艺系统稳定，操作简单，易于维护，抗冲击负荷能力强工艺流程简单，占地少，投资省，易于改造扩建工艺系统使用寿命长，运行费用低工艺的应用有足够的经验以资借鉴工艺系统没有严重的污泥和臭气处理难题工艺系统应当有回收有用副产品的可能性第二节厌氧处理技术的优缺点二、废水厌氧处理技术的优点和不足：主要优点：与好氧生物处理法相比，废水处理成本低。适于处理高浓度废水，能耗低，且能够产生大量能源。厌氧废水处理设备负荷高，占地少。剩余污泥量少，污泥稳定，脱水性能好。对营养物的需求量少（BOD:N:P=350~500:5:1）厌氧污泥生物活性可保留一年以上，可间断或季节性运行好氧活性污泥工艺和厌氧＋好氧工艺年运行费用的比较单位：万美元项目好氧系统A好氧系统B厌氧＋好氧计算依据处理能力（tCOD/d）投资8.25106.016.5159.016.5141.0年各项费用贷款利息（10％）折旧费（15年）电力化学药品维修操作人员排污系统10.67.15.93.71.82.11.015.910.611.84.42.62.11.014.19.42.93.72.62.11.0总费用32.248.435.8高压蒸汽生产————-10.9年实际费用32.248.424.9第二节厌氧处理技术的优缺点二、废水厌氧处理技术的优点和不足：主要优点：与好氧生物处理法相比，废水处理成本低。适于处理高浓度废水，能耗低，且能够产生大量能源。厌氧废水处理设备负荷高，占地少。剩余污泥量少，污泥稳定，脱水性能好。对营养物的需求量少（BOD:N:P=350~500:5:1）厌氧污泥生物活性可保留一年以上，可间断或季节性运行据文献报道：每处理1吨COD，厌氧法需耗电2.7×108J(75kW.h)，好氧法需耗电36×108J(1000kW.h)。厌氧法在理论上每除去1kgCOD可以产生0.35m3甲烷气。以日排放COD10吨的工厂为例，若COD去除率为80％，甲烷产量为理论值的80％，则可日产甲烷2240m3，其热量相当于2500m3天然气或优质原煤3.85吨，可发电1.944×1010J(5400kW.h)。第二节厌氧处理技术的优缺点二、废水厌氧处理技术的优点和不足：主要优点：与好氧生物处理法相比，废水处理成本低。适于处理高浓度废水，能耗低，且能够产生大量能源。厌氧废水处理设备负荷高，占地少。剩余污泥量少，污泥稳定，脱水性能好。对营养物的需求量少（BOD:N:P=350~500:5:1）厌氧污泥生物活性可保留一年以上，可间断或季节性运行第二节厌氧处理技术的优缺点二、废水厌氧处理技术的优点和不足：主要缺点：与好氧生物处理法相比，处理后出水水质较差，难以达标。一般需要进行后处理。厌氧微生物对有毒物质和环境条件较为敏感，操作不当可能导致反应器运行条件的恶化。由于厌氧细菌增殖缓慢，厌氧反应器初次启动过程需时较长，一般需要8～12周时间才能完成。第三节厌氧处理技术的发展1886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。1914年，美国有14座城市建立了厌氧消化池。20世纪40年代，澳大利亚出现了连续搅拌的厌氧消化池，改善了厌氧污泥与废水的混合，提高了处理效率。但在本质上，污泥在反应器里的停留时间（SRT）与废水的停留时间（HRT）是相同的，处理效率低，停留时间长（几天到几十天）。厌氧消化池主要用于污泥与粪肥的消化。20世纪50年代中期，出现了厌氧接触工艺，出水中的厌氧污泥经沉淀分离后回流到厌氧反应器中，从而增大了反应器中厌氧污泥的浓度，使厌氧污泥在反应器中的停留时间第一次大于水力停留时间，处理效率与负荷显著提高。这是厌氧处理技术的一个重要发展。第三节厌氧处理技术的发展1986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。1914年，美国有14座城市建立了厌氧消化池。20世纪40年代，澳大利亚出现了连续搅拌的厌氧消化池，改善了厌氧污泥与废水的混合，提高了处理效率。但在本质上，污泥在反应器里的停留时间（SRT）与废水的停留时间（HRT）是相同的，处理效率低，停留时间长（几天到几十天）。厌氧消化池主要用于污泥与粪肥的消化。20世纪50年代中期，出现了厌氧接触工艺，出水中的厌氧污泥经沉淀分离后回流到厌氧反应器中，从而增大了反应器中厌氧污泥的浓度，使厌氧污泥在反应器中的停留时间第一次大于水力停留时间，处理效率与负荷显著提高。这是厌氧处理技术的一个重要发展。第三节厌氧处理技术的发展1986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。1914年，美国有14座城市建立了厌氧消化池。20世纪40年代，澳大利亚出现了连续搅拌的厌氧消化池，改善了厌氧污泥与废水的混合，提高了处理效率。但在本质上，污泥在反应器里的停留时间（SRT）与废水的停留时间（HRT）是相同的，处理效率低，停留时间长（几天到几十天）。厌氧消化池主要用于污泥与粪肥的消化。20世纪50年代中期，出现了厌氧接触工艺，出水中的厌氧污泥经沉淀分离后回流到厌氧反应器中，从而增大了反应器中厌氧污泥的浓度，使厌氧污泥在反应器中的停留时间第一次大于水力停留时间，处理效率与负荷显著提高。这是厌氧处理技术的一个重要发展。第三节厌氧处理技术的发展20世纪60年代以来，随着生物发酵工程中固定化技术的发展，人们认识到提高反应器中污泥浓度的重要性，于是，基于微生物固定化原理的高速厌氧反应器取得突破性进展，研究开发出一系列新型高速厌氧反应器。厌氧滤池(AnaerobicFilter,AF)升流式厌氧污泥床(Up-flowAnaerobicSludgeBed,UASB)厌氧流化床(AnaerobicFludizedBed,AFB)膨胀颗粒污泥床(ExpandedGranularSludgeBed,EGSB)厌氧挡板式反应器(AnaerobicBaffledReactor,ABR)污水处理水沼气填料厌氧滤池第三节厌氧处理技术的发展20世纪60年代以来，随着生物发酵工程中固定化技术的发展，人们认识到提高反应器中污泥浓度的重要性，于是，基于微生物固定化原理的高速厌氧反应器取得突破性进展，研究开发出一系列新型高速厌氧反应器。厌氧滤池(AnaerobicFilter,AF)升流式厌氧污泥床(Up-flowAnaerobicSludgeBed,UASB)厌氧流化床(AnaerobicFludizedBed,AFB)膨胀颗粒污泥床(ExpandedGranularSludgeBed,EGSB)厌氧挡板式反应器(AnaerobicBaffledReactor,ABR)第三节厌氧处理技术的发展20世纪60年代以来，随着生物发酵工程中固定化技术的发展，人们认识到提高反应器中污泥浓度的重要性，于是，基于微生物固定化原理的高速厌氧反应器取得突破性进展，研究开发出一系列新型高速厌氧反应器。厌氧滤池(AnaerobicFilter,AF)升流式厌氧污泥床(Up-flowAnaerobicSludgeBed,UASB)厌氧流化床(AnaerobicFludizedBed,AFB)膨胀颗粒污泥床(ExpandedGranularSludgeBed,EGSB)厌氧挡板式反应器(AnaerobicBaffledReactor,ABR)第三节厌氧处理技术的发展20世纪60年代以来，随着生物发酵工程中固定化技术的发展，人们认识到提高反应器中污泥浓度的重要性，于是，基于微生物固定化原理的高速厌氧反应器取得突破性进展，研究开发出一系列新型高速厌氧反应器。厌氧滤池(AnaerobicFilter,AF)升流式厌氧污泥床(Up-flowAnaerobicSludgeBed,UASB)厌氧流化床(AnaerobicFludizedBed,AFB)膨胀颗粒污泥床(ExpandedGranularSludgeBed,EGSB)厌氧挡板式反应器(AnaerobicBaffledReactor,ABR)第三节厌氧处理技术的发展20世纪60年代以来，随着生物发酵工程中固定化技术的发展，人们认识到提高反应器中污泥浓度的重要性，于是，基于微生物固定化原理的高速厌氧反应器取得突破性进展，研究开发出一系列新型高速厌氧反应器。厌氧滤池(AnaerobicFilter,AF)升流式厌氧污泥床(Up-flowAnaerobicSludgeBed,UASB)厌氧流化床(AnaerobicFludizedBed,AFB)膨胀颗粒污泥床(ExpandedGranularSludgeBed,EGSB)厌氧挡板式反应器(AnaerobicBaffledReactor,ABR)第三节厌氧处理技术的发展20世纪60年代以来，随着生物发酵工程中固定化技术的发展，人们认识到提高反应器中污泥浓度的重要性，于是，基于微生物固定化原理的高速厌氧反应器取得突破性进展，研究开发出一系列新型高速厌氧反应器。厌氧滤池(AnaerobicFilter,AF)升流式厌氧污泥床(Up-flowAnaerobicSludgeBed,UASB)厌氧流化床(AnaerobicFludizedBed,AFB)膨胀颗粒污泥床(ExpandedGranularSludgeBed,EGSB)厌氧挡板式反应器(AnaerobicBaf