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第五章厌氧生物处理一、概述二、上流式厌氧污泥床（UASB）反应器三、厌氧微生物的培养与驯化四、厌氧生物处理的运行管理（UASB）一、概述(一)厌氧生物处理技术的发展1896年英国出现了一座用于处理生活污水的厌氧消化池。随后的近一个世纪内，厌氧生物处理技术经历了从处理有机污泥、到处理高浓度有机工业废水，到处理低浓度污水（如城市污水），以及从常温条件下到控温（中温和高温）。20世纪70年代初期，G.Lettinga成功开发上流式厌氧污泥床（UASB）反应器。目前，UASB已成为应用最广泛的厌氧处理方法。(二)厌氧生物处理法的基本理论1.厌氧微生物处理净化机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，也称厌氧消化。与好氧过程的根本区别在于不以分子态的氧作为受氢体，而以化合态的氧、碳、硫氢等为受氢体。废水的厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，它是依靠三大主要类群的细菌：水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷菌的联合作用完成。上述三个阶段的反应速度依废水的性质而异：含纤维素、半纤维素等污染物为主的废水中，水解反应易成为限速步骤；而糖类、淀粉等污染物，产甲烷易成为限速步骤。2.厌氧微生物处理影响因素温度pH有毒物质营养物质的配比搅拌（三）厌氧生物处理的特点厌氧生物法与好氧生物法相比具有：应用范围广；能耗低；负荷高；剩余污泥量少；氮磷营养需要量较少；杀菌效果好。（四）厌氧生物处理的分类1.厌氧接触法工艺流程如图6-4所示。该法允许废水中含有较多的悬浮固体。负荷值在2～5kgCOD/(m3·d)2.厌氧生物滤池法类似与好氧生物滤池。处理能力高，出水SS较低。3.上流式厌氧污泥床反应器（UASB）UASB成为近年来发展最快的一种厌氧处理技术。三相分离器的设置。对于一般的高浓度有机废水，其负荷可达10～20kgCOD/(m3·d)。传质效果好。4.厌氧流化床法载体比较面积大，处于硫化状态，传质效果好，有机物降解速率快。5.两相厌氧法将水解酸化的过程和甲烷化过程分开在两个反应器内进行，从而是两类微生物都能在各自的最佳条件下生长繁殖。具有耐冲击负荷能力强，相互之间影响较小，消化效率高等有点。6.水解（酸化）法在有机物进入微生物细胞前，在胞外进行的生物化学反应。代谢产物为各种有机酸。影响水解（酸化的因素）：pH，水温，底物的种类和形态，SRT，HRT.二、上流式厌氧污泥床（UASB）反应器（一）UASB反应器的结构污泥床、污泥悬浮层、沉淀区、三相分离器、布水系统（二）UASB主要设计参数有机负荷；进水配水系统；三相分离器；出水系统；浮渣清除系统；水封；材料与防腐；臭气防护；排泥设备；加热保温；沼气利用.三、厌氧微生物的培养与驯化厌氧消化系统试运行的一个主要任务是培养厌氧活性污泥，即消化污泥。主要培养产甲烷菌和产酸菌。（一）培菌前的准备工作（二）培菌方法甲烷菌的培养与驯化方法主要有：接种培养法；逐步培养法；（三）、培菌注意事项加快培养启动过程；控制污泥投加量；无需加入营养物质；沼气安全问题。（四）驯化驯化的目的是选择适应实际废水水质情况的微生物，淘汰无用的微生物，对于厌氧生物处理工艺，通过驯化使厌氧菌成为优势菌群。第六章污泥处理与处置概述污泥贮存与运输污泥浓缩污泥消化沼气的应用污泥的脱水与干化污泥干燥与焚烧污泥的处置与利用主要内容（一）污泥的来源与分类污泥按来源和成分不同，主要可分为：初次沉淀污泥；剩余活性污泥与腐殖污泥；消化污泥；化学污泥；有机污泥；无机污泥.（二）污泥的性质指标污泥的性质指标主要包括：含水率；污泥的比重；污泥的比阻；毛细吸水时间；挥发性固体和灰分；污泥的可消化程度；污泥的肥分；污泥的卫生学指标一、概述二、污泥贮存与运输（一）污泥的贮存污泥贮存的作用是平衡污泥产量的波动，为污泥处理工序提供均匀的进料条件。可通过曝气和混合减少病原体的数量。污泥的贮存应注意二次污染。（二）污泥的运输污泥的运输方式主要取决于污泥含水率的大小。当污泥要远距离的运输时，应考虑脱水和干化后再运输。一般当距离不超过10km时采用管道输送，考虑流速、含水率。三、污泥浓缩（一）污泥浓缩概述废水处理过程中产生的污泥，含水率一般在96％～99.8％，体积很大，对污泥的处理、利用和运输造成很大压力。1.污泥中的水分空隙水；毛细水；表面吸附水；内部水2.污泥浓缩方法简介重力浓缩：离心浓缩：表7－1气浮浓缩：2.常用污泥浓缩法及运行管理1.重力浓缩法运行方式分为间歇运行，连续运行。主要工艺参数：固体负荷（30～60kg/(m3·d)）；浓缩时间(大于12h)；污泥含水率；有效水深（4m）；刮泥机外缘速度。浓缩效果主要用浓缩比、固体回收率；分离率来评价。日常维护及异常问题排除2、气浮浓缩法1）气浮浓缩法原理依靠大量微小气泡附着在污泥颗粒的周围，通过减少颗粒的比重，形成上浮污泥层，将其收集后送至污泥处理设施。通常使用混凝剂作为复选助剂以提高气浮性能。2）气浮浓缩池的运行管理影响因素：混凝剂投加与否的问题；污泥膨胀的膨胀；刮泥周期的影响。工艺控制与技术参数：3、离心浓缩法1）离心浓缩法原理根据污泥中固、液比重不同，在高速旋转的机械中具有不同的离心力而进行分离浓缩。2）气浮浓缩装置的种类和特点离心机：转盘式离心机；螺旋卸料离心机；筐式离心机。3）离心浓缩装置的主要技术参数和运行时注意的问题污泥消化是利用微生物的代谢作用，使污泥中的有机物质稳定化，减少污泥体积，降低污泥中病原体数量。（一）厌氧消化原理和功能机理与废水厌氧消化相同。消化后的污泥称熟污泥和消化污泥。消化后污泥体积可以减少60％～70％。（二）污泥厌氧消化法的分类低负荷消化法；高负荷消化法；两相消化法。四、污泥消化（三）厌氧消化系统的组成污泥消化系统由五部分组成：消化池、进排泥系统、搅拌系统、加热系统、集气系统（四）消化池的运行与管理1.消化污泥培养与驯化逐步培养法一步培养法2.消化池的日常维护3.消化池的异常问题分析及排除1）VFA/ALK升高2）产气量降低3）消化池气相出现负压，空气自真空泵安全阀进入消化池4）消化池压力增大5）上清夜固含量升高6）消化液温度降低五、沼气的应用污泥的厌氧消化不仅可以使污泥减量化，还可以产生沼气。（一）沼气的组成主要是甲烷（45～80％）、二氧化碳（20～45％）沼气中H2S不仅可以腐蚀管道，还是一种有毒气体，具有臭味。（二）沼气系统的组成集气室、输配系统、净化单元、储气柜、阻火器、用气设备（三）沼气的综合利用沼气在污水处理中的应用：沼气发动机；沼气锅炉；废气燃烧气；（四）沼气系统的日常运行管理六、污泥的脱水与干化污泥经浓缩消化处理后，含水率尚有95～96％。（一）污泥的机械脱水1.原理：是以压力差作为推动力，强制将滤液和滤饼分开的过程。2.机械脱水的预处理－－污泥调理有机污泥大小不均而且很细，VSS较高，比阻大，脱水性能较差，不宜进行机械脱水，必须进行调理。常用的污泥调理方法：化学调理；物理调理；水力调理（淘洗）。3.常用机械脱水设备真空过滤机；压滤机：板框压滤机；带式压滤机离心脱水机（二）污泥的自然干化污泥自然干化的主要构筑物是干化场。1.干化场的分类与构造分为自然滤层干化场与人工滤层干化场两种。2.干化场的脱水特点及其影响因素干化脱水主要依靠渗透、蒸发与人工撇除。影响干化场脱水的因素：气候条件、污泥性质。七、污泥干燥与焚烧（一）污泥干燥干燥法的脱水对象是毛细管水、吸附水和颗粒内部水，经干燥处理后，污泥含水率可降至10％～20％。回转圆筒式干燥器；闪蒸干燥；喷雾干燥器（二）污泥焚烧有机污泥在焚烧过程中一方面去除水分，同时还可以氧化污泥中的有机物。污泥焚烧的四个阶段：80～100℃；180℃；300～400℃；800～1200℃有机污泥用于工业（堆肥）；污泥固化；污泥填埋；污泥中有用物质的回收；八、污泥的处置与利用第八章水处理机械设备一、概述二、常用机械知识三、设备常用材料及管配件四、阀门五、泵六、风机七、格栅除污机八、除砂机与砂水分离器九、刮泥机十、吸泥机十一、曝气设备十二、滗水器十三、污泥脱水设备一、概述二、常用机械知识（一）机械基础知识金属的性能；金属材料的分类；钢的热处理知识；螺纹连接；加工偏差；量具.（二）识图机械制图的基本知识；正投影；识图的方法和步骤；三、设备常用材料及管配件（一）金属材料钢铁；生铁；碳钢（碳含量低于2％的铁碳合金）（二）非金属材料非金属无机/有机材料（三）管配件管配件的种类、性能和用途；管配件的连接（四）管道防腐（五）管道保温：保温材料；保温层结构及施工方法；四、阀门（一）从结构分闸阀、碟阀、球阀、角阀等.从功能分：止回阀；流量控制阀等（二）阀门的使用和保养（三）阀门的安装（四）安全阀的安装五、泵（一）水泵的分类与性能叶片泵；容积泵等泵的性能参数：流量；扬程；允许吸上真空高度；转速；功率与效率。（二）离心泵原理：主要零部件：叶轮；泵轴；泵壳；泵座；轴封装置；减漏环；轴承座；联轴器等（三）潜水泵图8-40（四）容积泵（五）泵的运行与维护泵启动前的准备工作；泵启动与启动后的检查；故障及排除；紧急处理措施等六、风机（一）基本常识离心风机的特性、型式；罗茨鼓风机的特性型式；常用风机的主要工作参数和型号表示方法.（二）风机的运行与维护保养风机的故障与排除。七、格栅除污机格栅除污机主要有移动式格栅除污机；针齿条式格栅除污机；高链式自动格栅除污机；钢绳式格栅除污机和回转式格栅除污机等。八、除砂机与砂水分离设备过去多采用抓斗式或链斗式，利用链条刮板从池底集砂沟中收集沉砂。砂水分离设备：水力旋流器；振动筛式砂水分离器；螺旋洗砂机九、刮泥机刮泥机是将沉淀池中的污泥刮到一个集中部位的设备，多用于污水处理厂的初次沉淀池、二次沉淀池和重力式污泥浓缩池。刮泥机的种类及其工作原理。十、吸泥机吸泥机是将沉淀于池底的污泥吸出的设备，一般用于二沉池洗出活性污泥回流至曝气池。吸泥机的种类及其工作原理。十一、曝气设备根据结构形式分为鼓风曝气设备和机器曝气设备。鼓风曝气设备主要有供气设备、气泡扩散设备和连接管道三部分组成。气泡扩散设备分为多孔性和非多孔性两种扩散设备。十二、滗水器滗水器是一种收水装置，是能够在排水时随着水位升降而升降的浮动排水工具。滗水器从运行方式上可分为虹吸式、浮筒式、套筒式、旋转式等。十三、污泥脱水设备污泥脱水设备按工作原理分为真空过滤脱水机、压滤机、离心脱水机。污泥浓缩脱水一体机将污泥浓缩装置和污泥脱水装置一体化，污泥可直接浓缩和脱水，可节省搅拌刮泥设备，能耗低等。转鼓浓缩带式脱水一体机；带式污泥浓缩脱水一体机。第九章电气仪表与控制概述常用电工知识过程测量和常用仪表污水处理自动化基础主要内容一、概述废水处理系统中，需要大量的电机拖动及其控制系统工作。相关的机电、仪器及其控制系统的相关知识与操作技能在废水中具有实际意义。二、常用电工知识（一）电工的基础知识1.电路及其基本物理量电路；电路的基本物理量（电流、电压、电阻）；电路的基本定律；电阻的连接方式2.电功和电功率电功及其电功单位；电功率及电功率单位；3.电流的热效应焦耳－楞次定律；4.电流的磁场及其相互作用电流产生磁场；磁场对电流的作用力；电磁感应；5.正弦交流电6.交流电路（二）电机1.三相异步电机的基本结构定子；转子；2.主要技术指标（三）污废水处理厂（站）供配电系统1.供配电装置供电线路；变电所；变压器；2.高低压电气设备3.高低压电器设备运行操作三、过程测量和常用仪表（一）污废水处理过程的测量1.污废水处理过程测量的检测项目与采样流量及其他相关检测；污水水质和污泥检测；2.污水处理监测系统示例（二）污废水处理常用仪器仪表1.污废水处理常用常用检测仪表：表9-82.污泥检测：污泥浓度检测：光学式污泥浓度检测仪；超声波式污泥浓度检测仪。3.流量检测仪表容积流量计；面积流量计；层流流量计等常用的流量计：差压流量计；电磁流量计；超声波流量计4.压力检测仪表压力与压力计；应变片式压力计；霍尔片式压力计；（一）、